In che modo i vulcani influenzano il clima e come le loro emissioni si confrontano con ciò che produciamo

In che modo i vulcani influenzano il clima e come le loro emissioni si confrontano con ciò che produciamo Eruzioni vulcaniche rapide e voluminose circa 252 milioni di anni fa possono essere collegate a un evento di estinzione di massa. da www.shutterstock.com, CC BY-ND

Tutti continuano a ridurre la nostra impronta di carbonio, zero emissioni, piantare colture sostenibili per il biodiesel, ecc. È vero quello che dicono i post di Internet che un'eruzione del vulcano per alcune settimane renderà nulli tutti i nostri sforzi?

Il pretesto per questa domanda è comprensibile. Le forze della natura sono così potenti e operano a una tale portata che gli sforzi umani per influenzare il nostro pianeta possono sembrare inutili.

Se un'eruzione vulcanica potrebbe alterare il nostro clima a tal punto che il nostro mondo diventa rapidamente una "ghiacciaia" o una "serra", allora forse i nostri sforzi per mitigare il cambiamento climatico antropogenico sono una perdita di tempo?

Per rispondere a questa domanda dobbiamo esaminare come si è formata la nostra atmosfera e quali prove geologiche esistono per i cambiamenti climatici indotti vulcanicamente. Dobbiamo anche esaminare i dati recenti che confrontano le emissioni di gas serra vulcanici e umani.

Esistono prove di catastrofici cambiamenti climatici causati da eruzioni vulcaniche molto grandi e protratte nella documentazione geologica. Ma in tempi più recenti abbiamo appreso che le emissioni vulcaniche possono portare a un raffreddamento a breve termine e un riscaldamento a lungo termine. E la prova del killer-punch è che le emissioni di gas serra indotte dall'uomo superano di gran lunga quelle dell'attività vulcanica, in particolare dal 1950.

Forgiare l'atmosfera terrestre

Torniamo ai primi principi e guardiamo da dove viene la nostra atmosfera. La Terra ha 4.56 miliardi di anni. Il consenso comune è che l'atmosfera terrestre risulta da tre processi principali:

1. i resti di primordiali gas della nebulosa solare dal tempo della prima formazione del pianeta

2. degassamento dell'interno della Terra da eventi vulcanici e correlati

3. la produzione di ossigeno dalla fotosintesi.

Ci sono stati anche contributi nel tempo da comete e collisioni di asteroidi. Di questi processi, il degasaggio planetario interno è il più importante processo di generazione dell'atmosfera, in particolare durante il primo dei quattro eoni della storia della Terra, il caldo Hadean.

Le eruzioni vulcaniche hanno contribuito a questo processo da allora e hanno fornito la maggior parte della nostra atmosfera e, quindi, il clima all'interno della nostra atmosfera.

La prossima è la questione delle eruzioni vulcaniche e della loro influenza sul clima. Il clima terrestre è cambiato nel tempo geologico. Ci sono stati periodi di un “hothouse Earth” senza ghiaccio. Alcuni sostengono che lo fossero i livelli del mare 200 a 400 metri più in alto di oggi e una parte significativa dei continenti terrestri era sommersa dal livello del mare.

Altre volte, durante un "palla di neve terra", Il nostro pianeta era coperto di ghiaccio anche all'equatore.

Quale contributo hanno apportato le eruzioni vulcaniche a questa variazione del clima? Come esempio di una grande influenza, alcuni scienziati collegano le estinzioni di massa ai principali eventi di eruzione vulcanica.

La più famosa associazione del genere è quella dell'eruzione dei vulcani che hanno prodotto il Trappole Siberiane. Questa è una vasta regione di fitte sequenze di rocce vulcaniche, da 2.5 a 4 milioni di chilometri quadrati, in un'area nelle province orientali della Russia. Eruzioni vulcaniche rapide e voluminose circa 252 milioni di anni fa hanno rilasciato quantità sufficienti di aerosol di solfato e anidride carbonica per innescare inverni vulcanici di breve durata e riscaldamento climatico di lunga durata, per un periodo di 10 migliaia di anni.

Le eruzioni della trappola siberiana furono a fattore causale nel più grande evento di estinzione di massa della Terra (alla fine del periodo Permiano), quando il 96% delle specie marine terrestri e il 70% della vita terrestre cessarono di esistere.

I cambiamenti climatici naturali negli ultimi 100 milioni di anni

Le prove geologiche indicano che i processi naturali possono davvero cambiare radicalmente il clima terrestre. Più recentemente (in termini geologici), negli ultimi 100 milioni di anni le acque del fondo degli oceani si sono raffreddate, il livello del mare è calato e il ghiaccio è avanzato. Durante questo periodo ci sono stati anche incantesimi di una Terra più calda, molto probabilmente causati da rapidi (naturali) rilasci di gas serra.

Homo sapiens si è evoluto negli ultimi milioni di anni in gran parte durante un'era glaciale quando strati di ghiaccio spessi fino a due chilometri coprivano vaste aree dei continenti settentrionali e il livello del mare era più basso di 100 metri rispetto ad oggi. Questo periodo terminò 10,000 anni fa, quando iniziò il nostro moderno periodo più caldo interglaciale.

I cicli astronomici che portano alle variazioni climatiche sono ben compresi - ad esempio, i cicli di Milankovitch, che spiegano le variazioni dell'orbita terrestre attorno al sole e il periodico annuire / ondeggiare dell'asse terrestre. Tutte le cause geologiche e tettoniche di questo raffreddamento generale della Terra a lungo termine sono meno ben comprese. Le ipotesi includono contributi di vulcani e processi legati all'ascesa dell'Himalaya e del Tibet (da 55 milioni di anni fa).

Eruzioni vulcaniche specifiche e impatti climatici

I ricercatori hanno studiato specifici eruzioni vulcaniche e cambiamenti climatici. Monte Pinatubo (Filippine) hanno prodotto una delle più grandi eruzioni degli ultimi tempi nel 1991, rilasciando nella stratosfera 20 milioni di tonnellate di anidride solforosa e particelle di cenere.

Queste eruzioni più grandi riducono la radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre, le temperature più basse nella bassa troposfera e cambiano i modelli di circolazione atmosferica. Nel caso di Pinatubo, le temperature troposferiche globali sono scese fino a 4 ° C, ma gli inverni dell'emisfero settentrionale si sono riscaldati.

I vulcani erompono un mix di gas, inclusi gas serra, aerosol e gas che possono reagire con altri componenti atmosferici. Le reazioni atmosferiche con i gas vulcanici possono produrre rapidamente sostanze come l'acido solforico (e i solfati correlati) che agiscono come aerosol, raffreddando l'atmosfera.

Le aggiunte a lungo termine di anidride carbonica hanno effetti di riscaldamento. Le eruzioni vulcaniche su larga scala, le cui nuvole di cenere raggiungono livelli stratosferici, hanno i maggiori impatti climatici: più grande e prolungato è il periodo di eruzione, maggiori sono gli impatti.

Si ritiene che questi tipi di eruzioni siano stati a causa parziale per il periodo della Piccola era glaciale, un evento di raffreddamento globale di circa 0.5 ° C che è durato dal 15 ° alla fine del 19 ° secolo. Super vulcani come Yellowstone (USA), Toba (Indonesia) e Taupo (Nuova Zelanda) possono teoricamente produrre eruzioni di grande volume che hanno impatti climatici significativi, ma non vi è incertezza su quanto a lungo queste eruzioni influenzano il clima.

Forse la prova più forte per rispondere se le nostre emissioni (umane) o vulcani hanno una maggiore influenza sul clima risiede nella scala della produzione di gas serra. Dal 2015, le emissioni antropogeniche globali di anidride carbonica sono state di circa 35-37 miliardi di tonnellate all'anno. Le emissioni vulcaniche annuali di CO sono di circa 200 milioni di tonnellate.

Nel 2018, le emissioni di CO₂ antropogeniche erano 185 volte superiori alle emissioni vulcaniche. Questa è una statistica sorprendente e uno dei fattori che convincono alcuni geologi e scienziati naturali a proporre una nuova epoca geologica chiamata Antropocene, riconoscendo che gli esseri umani stanno superando gli impatti di molti processi naturali globali, in particolare dagli anni '1950.

Vi sono prove che i vulcani hanno fortemente influenzato il clima su scale temporali geologiche, ma, dal 1950 in particolare, lo è Homo sapiens che ha avuto di gran lunga il maggiore impatto sul clima. Non rinunciamo alle nostre aspirazioni di riduzione delle emissioni di CO₂. I vulcani potrebbero non salvare la giornata.The Conversation

Circa l'autore

Michael Petterson, professore di geologia, Auckland University of Technology

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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