Οι μικρές ηφαιστειακές εκρήξεις εξηγούν εν μέρει την «παύση θέρμανσης» που καταγράφεται

Οι επιστήμονες γνωρίζουν από καιρό ότι τα ηφαίστεια δροσίζουν την ατμόσφαιρα, εξ αιτίας του διοξειδίου του θείου που αποβάλλεται κατά τη διάρκεια των εκρήξεων. Σταγονίδια θειικού οξέος, που σχηματίζονται όταν το αέριο συνδυάζεται με το οξυγόνο στην ανώτερη ατμόσφαιρα, μπορεί να παραμένουν για πολλούς μήνες, ανακλώντας το ηλιακό φως μακριά από τη Γη και μειώνοντας τις θερμοκρασίες στην επιφάνεια και στην κατώτερη ατμόσφαιρα.

Προηγούμενες έρευνες έδειξαν ότι οι εκρήξεις στις αρχές του 21ου αιώνα μπορούν να εξηγήσουν πάνω από ένα τρίτο του πρόσφατης «παύσης θέρμανσης». Νέα έρευνα, διαθέσιμη online στο περιοδικό Geophysical Research Letters (GRL), παρέχει επιπλέον παρατηρήσεις από σήματα για το κλίμα που προκαλούνται από την πρόσφατη ηφαιστειακή δραστηριότητα. Αυτή η νέα έρευνα που συμπληρώνει μια πρόσφατη εργασία που δημοσιεύθηκε στο ίδιο χώρο το Νοέμβριο και στηρίχθηκε σε συνδυασμό μετρήσεων εδάφους, αέρα και δορυφορικών, η οποία έδειξε ότι μια σειρά από μικρές ηφαιστειακές εκρήξεις στον 21ο αιώνα συνδέονταν με την εκτροπή σημαντικά περισσότερης ηλιακής ακτινοβολίας από ότι είχε προηγουμένως εκτιμηθεί.

Μεταβολή της παγκόσμιας θερμοκρασίας εδάφους-ωκεανών από τον Ιανουάριο του 1880 έως τον Ιανουάριο του 2014. Η έγχρωμη γραμμή είναι ο ετήσιος μέσος όρος και η μαύρη γραμμή ο πενταετής μέσος όρος. Περίοδοι «παύσης θέρμανσης» σε αυτό το γράφημα φαίνονται πως έχουν συμβεί αρκετές φορές.

«Η νέα εργασία δείχνει ότι τα κλιματικά σήματα , της ηφαιστειακής δραστηριότητας του τέλους του 20ου και των αρχών του 21ου αιώνα, μπορούν να ανιχνευτούν σε μια ποικιλία παρατηρησιακών ομάδων δεδομένων», είπε ο Benjamin Santer, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, επιστήμονας του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence του Livermore.

Η θερμότερη χρονιά που καταγράφηκε είναι το 1998. Μετά από αυτήν, η απότομη άνοδος των θερμοκρασιών της γήινης επιφάνειας που παρατηρήθηκαν κατά τον 20ο αιώνα, εμφανίστηκε να σταθεροποιείται. Σε αυτή την «παύση» δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή, παρά το γεγονός ότι η πλήρης καταγραφή των παρατηρήσεων της θερμοκρασίας της επιφάνειας δείχνει πολλές περιπτώσεις επιβράδυνσης και επιταχύνσεις των ρυθμών της θέρμανσης.

Οι επιστήμονες είχαν προηγουμένως προτείνει ότι παράγοντες όπως η ήπια ηλιακή δραστηριότητα και η αυξανόμενη πρόσληψη θερμότητας από τους ωκεανούς, θα μπορούσαν να είναι υπεύθυνοι για την πρόσφατη ανάπαυλα στις αυξήσεις της θερμοκρασίας. Μετά τη δημοσίευση το 2011 εργασίας, στο περιοδικό Science, από την Susan Solomon του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), αναγνωρίστηκε ότι μια άνοδος της ηφαιστειακής δραστηριότητας θα μπορούσε, επίσης, να εμπλέκεται στην «παύση θέρμανσης».

Πριν από τη δημοσίευση της εργασίας του 2011 στο Science, η επιστημονική άποψη που επικρατούσε ήταν ότι μόνο οι πολύ μεγάλες εκρήξεις-του μεγέθους της τρομερής έκρηξης του όρους Pinatubo όπου εκτιμάται ότι εκτινάχθηκαν 20 εκατομμύρια μετρικοί τόνοι θείου-ήταν ικανές να επηρεάσουν το παγκόσμιο κλίμα. Αυτή η άποψη βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στις προσομοιώσεις των κλιματικών μοντέλων. Αλλά σύμφωνα με τον David Ridley, επιστήμονα της ατμόσφαιρας, στο ΜΙΤ, και επικεφαλής της εργασίας του Νοεμβρίου στο GRL, από αυτές τις προσομοιώσεις απουσίαζε ένα σημαντικό συστατικό της ηφαιστειακής δραστηριότητας.

Ο Ridley και οι συνάδελφοί του βρήκαν το κομμάτι του puzzle που έλλειπε στο ενδιάμεσο δυο ατμοσφαιρικών στρωμάτων, τη στρατόσφαιρα κα την τροπόσφαιρα-το χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας, όπου συμβαίνουν τα καιρικά φαινόμενα. Αυτά τα στρώματα συναντώνται μεταξύ 10 και 15 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη. Οι δορυφορικές μετρήσεις του θειικού οξέος και των αερολυμάτων που παράγονται από τις εκρήξεις ηφαιστείων περιορίζονται γενικά επάνω από 15 km. Κάτω από αυτό το ύψος τα σύννεφα μπορεί να επηρεάσουν τις μετρήσεις. Αυτό σημαίνει ότι προς τους πόλους, όπου η κατώτερη ατμόσφαιρα μπορεί να φτάσει κάτω από 10 km, οι δορυφορικές μετρήσεις χάνουν ένα σημαντικό κομμάτι του ολικού φορτίου των ηφαιστειακών αερολυμάτων.

Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού, η μελέτη του Ridley και των συνεργατών του συνδύασε παρατηρήσεις με όργανα από έδαφος, αέρα και διάστημα, για την καλύτερη παρατήρηση των αερολυμάτων στο κατώτερο τμήμα της στρατόσφαιρας. Χρησιμοποίησαν αυτές τις βελτιωμένες εκτιμήσεις των συνολικών ηφαιστειακών αερολυμάτων σε ένα απλό κλιματικό μοντέλο και εκτιμήθηκε ότι τα ηφαίστεια μπορεί να έχουν προκαλέσει ψύχρανση 0,05 έως 0,12 βαθμών Κελσίου από το 2000.

Η δεύτερη μελέτη, υπό την καθοδήγηση του Εργαστηρίου του Livermore, δείχνει ότι τα σημάδια από τις εκρήξεις του τέλους του 20ου και των αρχών του 21ου αιώνα μπορούν να αναγνωριστούν στην ατμοσφαιρική θερμοκρασία, τη υγρασία και την ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας στο επάνω μέρος της ατμόσφαιρας. Ένα σημαντικό βήμα για την ανίχνευση αυτών των ηφαιστειακών σημάτων είναι η αφαίρεση του «κλιματικού θορύβου» που προκαλείται από τα El Niños και La Niñas. «Το γεγονός ότι αυτές οι ηφαιστειακές υπογραφές είναι εμφανείς σε πολλές ανεξάρτητες μετρήσει των κλιματικών μεταβλητών, πραγματικά στηρίζει την ιδέα ότι επηρεάζουν το κλίμα παρά το μέτριο μέγεθός τους», δηλώνει ο Mark Zelinka, άλλος ένα από τους συγγραφείς. «Αν επιθυμούμε να κάνουμε ακριβέστερη την προσομοίωση του πρόσφατου κλίματος στα μοντέλα, δεν πρέπει να αγνοήσουμε την ικανότητα αυτών των μικρότερων εκρήξεων να ανακλάσουν το ηλιακό φως μακριά από τη Γη».

Πηγή: phys.org

Περισσότερα στο άρθρο: Observed multi-variable signals of late 20th and early 21st century volcanic activity στο Geophysical Research Letters