Cine schimbă clima?
Mitul 1 - Vulcanii - activitatea acestora este parțial responsabilă pentru încălzirea globală.
Erupțiile vulcanice reprezintă o cincime din totalul calamităților naturale.
Totuși erupțiile vulcanice au un impact foarte mic asupra emisiilor de carbon dacă le comparăm cu activitatea umană.
Erupțiile vulcanice sunt episodice dar pot avea un impact rapid și major asupra climei.
Ne așteptăm la erupții vulcanice în viitorul apropiat dar nu știm cu exactitate când vor avea loc.
Premisa - erupțiile vulcanice produc emisii carbon sulfați ce contribuie la efectul de seră și încălzesc atmosfera.
Erupțiile vulcanice pot contribui la modificările climatice însă efectele sunt de scurtă durată, injectând în atmosferă cantități extrem de mari de gaze (sulfați și dioxid de carbon). Odată injectate în atmosferă, emisiile sulfuroase se transformă în aerosoli de sulfat, cu o durată de viață de câteva luni pâna la un an, cu capacitatea de a reflecta radiațiile solare primite (scăzând, astfel, cantitate de radiații solare ce ajunge pe suprafața terestră), de a încălzi stratosfera (stratul din atmosferă ce se extinde între 10 și 50km) de a altera formarea ozonului și astfel de a reduce temperatura medie globală de la suprafața terestră și de a modifica ciclul hidrologic. Pe de o parte, vulcanii emit compuși sulfuroși, precursori ai răciri climatice iar pe de altă parte emit dioxid de carbon, un gaz cu efect de seră, ce susține încălzirea climatică.
Evidențele istorice sugerează că erupțiile vulcanice au contribuit la modificări climatice pe durate scurte de timp, ducând la scăderi a temperaturii medii globale în anii ce au urmat erupțiilor catastrofale.
InfoBox
Vulcanii, denumiți și arhitecți geologici, sunt agenții geologici cei mai rapizi și dramatici fiind responsabili de crearea a circa 80% din suprafața terestră, fundament ce a susținut dezvoltarea vieții. În prezent sunt peste 1500 de vulcani activi, cu excepția celor subacvatici, iar dintre aceștia 500 au erupt la un moment dat în istorie. Vulcanii sunt prezenți pe orice continent, inclusiv Antarctica dar mare parte din aceștia sunt concentrați în Cercul de Foc al Pacificului. Cu o suprafața de aproximativ 40000 de km, Cercul de Foc al Pacificului descrie o potcoavă în jurul Oceanului Pacific, zona vulcanică cea mai activă și cea mai întinsă de pe Glob, concentrând 75% din vulcanii activi. În această zonă, placa tectonică a Pacificului întâlnește alte plăci tectonice, e.g., Nord Americană, Indo-Australiană, Eurasiatică generând erupții vulcanice și cutremure de pământ.
Chiar și așa, pentru a afecta sistemul climatic este nevoie de o cantitate suficient de mare de emisii vulcanice injectate în stratosferă deci erupția trebuie să fie îndeajuns de puternică. Atât simulările cât și studiile paleoclimatice și observațiile moderne ne arată faptul că erupțiile vulcanice pot produce modificări inter-anuale și decadale în sistemul climatic dar sunt dezbateri cu privire la impactul acestora pe termen lung. Spre exemplu, modelările climatice și studiile paleoclimatice ne arată că erupția vulcanului Pinatubo (Filipine) în anul 1991 (15 iunie), cea mai mare erupție (cataclismică) a secolului al XX-lea, a cauzat o scădere de 0.5 ºC a temperaturii medii anuale globale. Schimbare climatică care însă a fost temporară.
Erupția unui vulcan poate emite cantități mari de CO2 și sulfați direct in stratosferă.
Evidențe empirice - Vulcanii nu emit cantități de CO2 comparativ cu activitatea umană.
În ultimele două secole, activitățile umane au determinat o creștere de 48% a nivelului dioxidului de carbon din atmosferă comparativ cu nivelul înregistrat în perioada preindustrială (1850). Emisiile de CO2 din activitatea vulcanică reprezintă mai puțin de 1% din totalul emisiilor generate de activitatea umană.
Vulcanii emit dioxid de carbon în timpul erupțiilor și prin magma subterană. Dioxidul de carbon din magma subterană este eliberat prin guri de aerisire, roci poroase, sol și apa care alimentează lacurile vulcanice și izvoarele termale. Erupțiile vulcanice violente pot atinge valorile emisiilor rezultate din activitatea umană… însă doar cele generate de oameni în câteva ore. Spre exemplu, erupția vulcanului St. Helens (1980) și Pinatubo (1991) au emis cantități de dioxid de carbon echivalente cu emisiile antropice timp de 9 ore. În prezent, această cantitate de CO2 este eliberată în doar 2.5 h. Însă chiar și aceste erupții vulcanice sunt prea rare pentru a putea rivaliza cu emisiile antropice ce continuă oră de oră, an de an.
Activitățile antropice au un impact mult mai mare și de durată asupra climei decât erupțiile vulcanice.
Activitățile antropice cum sunt arderea combustibililor fosili și a cărbunelui, activitățile industriale dar și defrișările, utilizarea terenurilor au atins la nivelul anului 2019 38 de gigatone de dioxid de carbon. Estimările științifice arată că emisiile globale de dioxid de carbon rezultate din activitatea vulcanică ating doar 0.13-0.44 gigatone pe an. Numai emisiile de pe urma utilizării terenurilor (3.4 gigatone/an) sau rezultate din producția de ciment (1.4 gigatone/an) depășesc de câteva ori emisiile de pe urma erupțiilor vulcanice.
Un pas în trecut
Eruptiile vulcanice din ultimii 10000 de ani au fost surprinse într-o reprezentare grafică de cei de la ESRI. Astfel, de-a lungul timpul, au avut loc erupții vulcanice ce au determinat schimbări climatice (răcire de scurtă durată, încălzire de lungă durată) cu efecte catastrofale asupra faunei, vegetației și populației.
Spre exemplu, erupțiile vulcanice (rapide și voluminoase) ce au avut loc acum 252 milioane de ani au eliberat în atmosferă cantități suficiente de dioxid de carbon și sulfați pentru a iniția ierni de scurtă durată, denumite și ierni vulcanice și încălzirea climei pe o perioadă mai lungă de timp, de mii de ani. Aceste erupții au determinat cea mai mare extincție în masă (de la sfârșitul Permianului) când 96% din speciile marine și 70% din speciile terestre au fost extinse. Totuși activitatea vulcanică din acea perioadă nu poate fi comparată cu cea din prezent, respectiv nu putem vorbi despre un impact climatic similar.
Un alt exemplu, de data aceasta cu efecte devastatoare asupra societății și mediului este erupția vulcanului Vezuviu (stratovulcan caracterizat de erupții explozive, situat la est de orașul Napoli, Italia) este recunoscută în istoria recentă datorită erupției din anul 79 AD, ce a îngropat sub cenușă și rocă orașele romane Pompei și Herculaneum și a omorât aproximativ 16000 de oameni. În prezent, Vezuviu se numără printre cei mai periculoși vulcani din lume deoarece aproximativ 3 milioane de oameni se află în apropierea vulcanului.
Erupția vulcanului Tambora (Indonezia) din 10 aprilie 1815 este considerată a treia cea mai mare erupție din ultimii 1500 de ani (după erupția Samalas din 1257 și Kuwae 1453), injectând în stratosferă peste 60 de milioane de tone de sulf, spulberând 50 km3 de rocă și omorând peste 71000 de oamenii. Efectele imediate au fost tsunami, cutremure, nori de cenușă. Cantitate enormă de SO2 emisă a cauzat scăderea temperaturii globale în emisfera nordică cu 0.7-0.8 ºC cu veri și ierni foarte reci. Efectele au fost atât de devastatoare încât anul ce a urmat, 1816, a fost numit anul fără vară. Mai mult, la nivel global s-a înregistrat o scădere a producției agricole. China a fost afectată de foamete iar în Europa prețul grânelor a fost cvadruplu, aceasta fiind lovită și de boli (tifos).
Impactul asupra zonei noastre
Lacul Sfânta Ana este format în interiorul unui crater vulcanic.
În prezent nu există vulcani activi în zona noastră însă vulcanii din apropiere (zona vulcanică din centrul Italiei – Campi Flegrei și Vesuvius, arcul vulcanic din Marea Egee) și din depărtare (Islanda) prezintă un potențial risc mai ales prin norii de cenușă ce pot călătorii zeci de km. Un exemplu că astfel de erupții pot afecta zone noastră este erupția de acum 39,280 de ani (BP) din regiunea Campi Flegrei (Italia), una din cele mai devastatoare erupții din Pleistocenul Târziu cu efecte devastatoare asupra Europei și nu numai. După cum arată studiile, Europa a fost acoperită de un strat gros de cenușă, ecosistemele au fost distruse iar oamenii și animalele au avut de suferit.
Ciomadul (craterul unde în prezent se află Lacul Sf Ana și turbăria Mohoș) este cel mai tânăr vulcan din regiunea Carpato-Panonică caracterizat de erupții explozive. Cercetările arată faptul că prima erupția a avut loc acum 51000 de ani BP în zona turbăriei Mohoș iar ultimele erupții au avut loc acum 29600 ani BP în zona unde în prezent se află lacul Sf Ana.
Un pas în viitor - Ce fel de erupții pot avea un impact major? Putem sa ne asteptam la acestea?
Erupțiile vulcanice cele mai periculoase și cu impacte majore sunt cele ce aparțin stratovulcanilor dar și a celor ce îndeplinesc o serie de criterii (o erupție sau mai multe cu IEV >=5, activitate frecventă, grad de fatalitate ridicat). Stratovulcanii sunt cei mai periculoși deoarece erupțiile se produc fără avertizare, sunt explozive și elimină cantități enorme de material cu formarea curgerilor piroclastice.
O serie de semnale indică intensificarea activității vulcanice: intensificarea cutremurelor de pământ, degajare de abur și gaze (fumarole), deschideri noi în suprafață.
Erupțiile vulcanice pot fi preconizate în condițiile în care vulcanologii cunosc trecutul vulcanului, folosesc instrumentele necesare pentru a monitoriza zona, au datele necesare pentru a studia comportamentul vulcanului. O serie de semnale indică intensificarea activității vulcanice: intensificarea cutremurelor de pământ, degajare de abur și gaze (fumarole), deschideri noi în suprafață. Chiar și cu informațiile oferite de tehnologia de ultimă generație este destul de greu de estimat amploarea erupției.
Modelele matematice au capacitatea de a simula răspunsul sistemului climatic la erupțiile vulcanice, același tip de simulare este folosit pentru a simula răspunsul la modificările gazelor cu efect de seră însă mecanismele implicate sunt diferite.
Dr. Aritina Haliuc
Aritina Haliuc este interesată de dezlegarea misterelor climatice din trecutul Terrei și de modul în care noi, oamenii, i-am transformat înfățișarea, folosind un set de arhive, de la sedimentele din lacuri și mări până la documentele istorice. Aritina este interesată de creșterea gradului de informare și conștientizare a publicului și a factorilor decizionali cu privire la starea climei, a mediului și la acțiunile ce trebuie întreprinse pentru a proteja natura.
