Вулкан Фаградальсфьялл в Исландии снова начал извергаться в среду после восьмимесячного бездействия — пока без каких-либо негативных последствий для людей или воздушного движения.

Извержение было ожидаемым. Он находится в сейсмически активном (необитаемом) районе и произошел после нескольких дней землетрясения вблизи поверхности Земли. Трудно сказать, как долго это будет продолжаться, хотя извержение в том же районе в прошлом году продолжалось около шести месяцев.

Изменение климата вызывает повсеместное потепление нашей суши, океанов и атмосферы. Помимо этого, он также может увеличить вулканическую активность, повлиять на размер извержений и изменить "эффект охлаждения", который следует за извержениями вулканов.

Любой из этих сценариев может иметь далеко идущие последствия. Тем не менее, мы не до конца понимаем, какое влияние потепление климата может оказать на вулканическую активность.

Холодные вулканические регионы

Во-первых, давайте взглянем на вулканические регионы, покрытые льдом. Существует давно установленная связь между крупномасштабным таянием льда в активных вулканических регионах и усилением извержений.

Исследования вулканических систем Исландии выявили период повышенной активности, связанный с крупномасштабным таянием льда в конце последнего ледникового периода. Было обнаружено, что средняя скорость извержения была в 100 раз выше после окончания последнего ледникового периода по сравнению с более ранним, более холодным ледниковым периодом. Извержения также были меньше, когда ледяной покров был толще.

Но почему это так? Что ж, по мере таяния ледников и ледяных покровов давление снимается с поверхности Земли, и происходят изменения в силах (напряжениях), действующих на породы в пределах коры и верхней мантии. Это может привести к образованию большего количества расплавленной породы, или "магмы", в мантии, что может привести к большему количеству извержений.

Эти изменения также могут повлиять на то, где и как магма хранится в земной коре, и могут облегчить выход магмы на поверхность.

Образование магмы под Исландией уже увеличивается из-за потепления климата и таяния ледников.

Интенсивное пепловое извержение исландского вулкана Эйяфьядлайокудль в 2010 году стало результатом взрывного взаимодействия горячей магмы и холодной талой ледниковой воды. Основываясь на том, что мы знаем из прошлого, увеличение таяния исландского льда может привести к более крупным и частым извержениям вулканов.

Извержения, вызванные погодой

Но как насчет вулканических регионов, которые не покрыты льдом — может ли на них также повлиять глобальное потепление?

Возможно. Мы знаем, что изменение климата увеличивает интенсивность штормов и других погодных явлений во многих частях мира. Эти погодные явления могут спровоцировать новые извержения вулканов.

6 декабря 2021 года извержение одного из самых активных вулканов Индонезии, горы Семеру, вызвало выпадение пепла, пирокластические потоки и вулканические селевые потоки (называемые "лахарами"), которые унесли жизни по меньшей мере 50 человек.

Местные власти не ожидали такого масштаба извержения. Что касается причины, то они сказали, что несколько дней сильных дождей дестабилизировали лавовый купол в кратере вулкана на вершине. Это привело к обрушению купола, что снизило давление на магму внизу и вызвало извержение.

Сигналы о вулканических волнениях обычно получаются от изменений в вулканических системах (таких как активность землетрясений), изменений в выбросах газа из вулкана или небольших изменений в форме вулкана (которые могут быть обнаружены с помощью наземного или спутникового мониторинга).

Предсказание извержений уже является невероятно сложной задачей. Это станет еще сложнее, поскольку мы начнем учитывать риск, связанный с суровой погодой, которая может дестабилизировать отдельные части вулкана.

Некоторые ученые подозревают, что увеличение количества осадков привело к разрушительному извержению Килауэа на Гавайях в 2018 году. Этому предшествовали месяцы сильных дождей, которые проникли в землю и увеличили давление подземных вод в пористой породе. Они полагают, что это могло ослабить и расколоть породу, что способствовало движению магмы и вызвало извержение.

Но другие эксперты не согласны с этим и говорят, что нет существенной связи между выпадением осадков и извержениями вулкана Килауэа.

Вулканизм под влиянием дождей также предполагался на других вулканах по всему миру, таких как вулкан Суфриер-Хиллс в Карибском бассейне и Питон-де-ла-Фурнез на острове Реюньон в Индийском океане.

Изменения в "охлаждающем эффекте"

Есть еще один слой, который мы не можем игнорировать, когда речь заходит об оценке потенциальной связи между изменением климата и вулканической активностью. То есть: вулканы сами по себе могут влиять на климат.

Извержение может привести к похолоданию или потеплению, в зависимости от географического положения вулкана, количества и состава выброшенных пепла и газа, а также от того, насколько высоко шлейф поднимается в атмосферу.

Вулканические выбросы, которые были богаты газообразным диоксидом серы, оказали самое сильное климатическое воздействие, зарегистрированное в исторические времена. Диоксид серы в конечном итоге конденсируется, образуя сульфатные аэрозоли в стратосфере, и эти аэрозоли уменьшают количество тепла, достигающего поверхности Земли, вызывая похолодание.

Исследования показывают, что по мере потепления климата это изменит то, как вулканические газы взаимодействуют с атмосферой. Важно отметить, что результат не будет одинаковым для всех извержений. Некоторые сценарии показывают, что в более теплой атмосфере небольшие и средние извержения могут снизить охлаждающий эффект вулканических шлейфов до 75%.

Эти сценарии предполагают, что "тропопауза" (граница между тропосферой и стратосферой) будет увеличиваться по высоте по мере прогрева атмосферы. Но поскольку столб извержения вулкана останется прежним, шлейф, несущий диоксид серы, с меньшей вероятностью достигнет верхних слоев атмосферы, где он окажет наибольшее влияние на климат.

С другой стороны, более мощные, но менее частые извержения вулканов могут привести к большему охлаждающему эффекту. Это связано с тем, что по мере того, как атмосфера становится теплее, столбы пепла и газа, выбрасываемые в результате мощных извержений, по прогнозам, будут подниматься выше в атмосферу и быстро распространяться из тропиков в более высокие широты.

Одно недавнее исследование показало, что крупное извержение вулкана Хунга Тонга-Хунга Хаапай в январе может способствовать глобальному потеплению, закачивая огромное количество водяного пара (парникового газа) в стратосферу.