4 просмотров

Массивные вулканы могут сильнее охладить Землю в условиях потепления

Улучшенное охлаждение по-прежнему затмит изменение климата

  • 19 авг 2021 г.
  • 16:15
  • Пол Воозен

грибовидное облако взрывается над горой Пинатубо

Делиться:

На Земле мало сил более мощных, чем крупное извержение вулкана. При максимальной мощности вулканы выбрасывают миллионы тонн частиц, блокирующих Солнце, высоко в атмосферу, которые могут охлаждать Землю почти на 5 лет, подвергая опасности урожай и приводя к «годам без лета». Самое последнее извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году вызвало временное понижение глобальной температуры на 0,5°C.

Тем не менее становится все более очевидным, что даже эти монументальные силы изменяются из-за антропогенного изменения климата. Сокращение ледяного покрова может спровоцировать более частые извержения вблизи полюсов, в Исландии и других местах. И все более многослойный океан позволит большему охлаждению, вызванному вулканами, задерживаться на поверхности Земли. Теперь новое исследование предполагает, что увеличение количества парниковых газов поможет шлейфам от крупных извержений подняться выше, быстрее распространиться и отразить больше солнечного света, вызывая более резкое и экстремальное похолодание.

До того, как человечество встало на путь изменения планеты, вулканы были одним из крупнейших климатических игроков. В долгосрочной перспективе они извергали углекислый газ из недр Земли, вызывая потепление. Но в краткосрочной перспективе их серные газы часто реагируют с водой, образуя частицы с высокой отражающей способностью, называемые сульфатами, вызывая периоды глобального похолодания. Темные пятна пепла, покрывающие ледяные керны — лучшее свидетельство этих ранних извержений — являются тусклым отражением дикой погоды, оставшейся после них.

Статья в тему:  Как глобальное потепление влияет на биологические измерения

Но оказывается, верно и обратное: климат может иметь большое влияние на вулканы. В новом исследовании Томас Обри, геофизик из Кембриджского университета, и его коллеги объединили компьютерное моделирование идеализированных извержений вулканов с глобальной моделью климата. Они смоделировали реакцию на шлейфы, выбрасываемые средними и большими вулканами, как в исторических условиях, так и к 2100 году, когда прогнозируется очень быстрое нагревание Земли.

Исследователи обнаружили две противоположные тенденции.Обычно только одно или два извержения вулкана среднего размера прорываются через тропосферу каждый год, минуя эту колыбель земной погоды, чтобы достичь стратосферы, спокойной, сухой зоны наверху. Когда отражающие частицы распространяются через стратосферу, они вызывают небольшой всплеск глобального похолодания. Но когда тропосфера нагревается, она расширяется в высоту, в конечном итоге делая стратосферу недосягаемой для этих извержений.

«Это как если бы стандартные баскетбольные кольца по всему миру внезапно поднялись на несколько дюймов, что значительно усложнило задачу по забиванию мяча», — говорит Бенджамин Блэк, вулканолог из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике, не участвующий в исследовании.

Однако история меняется с извержениями масштаба Пинатубо. В мире, который к 2100 году потеплеет на 6°C — увеличение, которое соответствует только самым ужасным и маловероятным прогнозам последнего доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата — тропосфера вырастет на 1,5 километра в высоту. Но сверхмассивные извержения по-прежнему могут проникать в стратосферу; более того, их газы на самом деле будут подниматься выше и двигаться быстрее, чем в нынешнем климате, усиливая их охлаждающий эффект на 15%, сообщают исследователи в этом месяце в Nature Communications. По словам Обри, причины сводятся к причудливому миру, которым является стратосфера.

Поскольку парниковые газы задерживают тепло у поверхности Земли, стратосфера охлаждается, особенно в ее верхних слоях. Это позволяет воздуху легче смешиваться вверх и вниз в этом слое атмосферы. Согласно модели команды, к 2100 году это смешение должно помочь вулканическим шлейфам подняться примерно на 1,5 километра выше, чем раньше. Кроме того, потепление ускорит первичный характер ветра в стратосфере, в результате чего отражающие вулканические частицы будут быстрее распространяться по верхним слоям атмосферы к полюсам, прежде чем они успеют слиться в более крупные частицы. И чем меньше частица, тем больше света она отражает.

Статья в тему:  Как глобальное потепление влияет на животных в Перу

Тот факт, что извержения среднего размера больше не могут достигать стратосферы, является «интересным и важным», говорит Майкл Миллс, атмосферный химик из Национального центра атмосферных исследований, который не участвовал в исследовании. И многие из тенденций, выявленных в новой модели — охлаждение стратосферы, подъем тропосферы и ускорение циркуляции — уже наблюдались в реальном мире. Но все еще неясно, отражает ли ограниченный рост частиц, моделируемый новой моделью, то, что произойдет в реальном мире, добавляет Миллс.

Действительно, исследование ставит больше вопросов, чем дает ответов, говорит Обри. «Это больше похоже на открытие банки с червями». Во-первых, он изучает только извержения в тропиках, а не извержения ближе к полюсам, где ближе стратосфера. И трудно сказать, выиграет ли усиленное охлаждение от больших вулканов или меньшее охлаждение от меньших по мере большего воздействия на климат. «Мне кажется, что доминировать будет эффект крупных извержений», — добавляет он, просто учитывая силу этих извержений как климатического рычага.

Следующим шагом будет проверка того, как эти тенденции работают при более реалистичных уровнях будущего потепления — и в дополнительных климатических моделях. Исследователи также надеются интегрировать другие тенденции, в том числе учащение извержений, которое, как ожидается, произойдет по мере таяния ледников некоторых полярных вулканов, и усиление стратификации океана, что позволяет большему количеству вулканического охлаждения задерживаться на поверхности воды, охлаждая атмосферу. «Я надеюсь, что мы никогда не согреем климат настолько, чтобы повлиять на вулканы», — говорит Обри. «Но это становится узким, узким путем».

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Как поход на фермерский рынок может остановить глобальное потепление
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x