تاثیرات تغییرات آب و هوایی بر عملکرد آتشفشان‌ ها

به گزارش خبرنگار حوزه دریچه فناوری گروه فضای مجازی باشگاه خبرنگاران جوان، به نقل از دانشگاه کمبریج، محققان دانشگاه کمبریج و دفتر Met انگلستان می‌گویند که فوران‌های بزرگ با گرم شدن آب و هوا رابطه مستقیمی دارند. البته اثرات خنک کننده فوران‌های کوچک و متوسط می‌تواند تا ۷۵ درصد کاهش یابد. از آنجا که فوران‌های کوچک‌تر بسیار بیشتر است، تحقیقات بیشتری لازم است تا مشخص شود اثر خالص گرمایش یا سرمایش چگونه است.

مکان و زمان فوران آتشفشان چیزی نیست که بتوانیم آن را کنترل کنیم، اما با گرم شدن جو به دلیل تغییرات آب و هوایی، توده‌های خاکستر و گاز ساطع شده از فوران‌های آتشفشانی بزرگ، بیش از پیش افزایش می‌یابد. تغییرات آب و هوایی همچنین حمل و نقل مواد آتشفشانی (که به شکل قطرات کوچک و براق موسوم به آئروسل‌های سولفات آتشفشانی هستند) را از مناطق گرمسیری به عرض‌های جغرافیایی بالاتر تسریع می‌کند.

برای فوران‌های بزرگ، اثر ترکیبی این پدیده‌ها باعث می‌شود مه آلودگی ناشی از ذرات معلق آتشفشانی مانع از رسیدن بیشتر نور خورشید به سطح زمین شود و در نهایت خنک کنندگی موقت ناشی از فوران آتشفشانی را تقویت کند. گزارش نتایج این یافته‌ها در مجله Nature Communications گزارش شده است.

تغییر دمای هوا بعد از فوران آتشفشان

هنگامی که کوه Pinatubo در فیلیپین در سال ۱۹۹۱ فوران کرد، تأثیرات آن در سراسر جهان احساس شد. ستون فوران، دومین فوران قرن بیستم از نظر بزرگی  به بیش از ۳۰ کیلومتری آسمان رسید و لایه‌ای از مه را در جهان تشکیل داد. در سال ۱۹۹۲، این مه باعث شد درجه حرارت جهانی تا ۰.۵ درجه سانتیگراد کاهش یابد. برای مقایسه باید اشاره کرد که، فعالیت‌های انسانی از سال ۱۸۵۰ درجه حرارت جهانی را بیش از ۱ درجه سانتیگراد گرم کرده است. با این حال، اثرات ذرات معلق آتشفشانی تنها برای یک یا دو سال ماندگار است، در حالی که گاز‌های گلخانه‌ای انسانی برای قرن‌ها بر آب و هوا تأثیر می‌گذارد.

دکتر توماس اوبری از دپارتمان جغرافیای کمبریج، اولین نویسنده این مقاله می‌گوید: "گذشته از داده‌هایی که از فوران‌های اخیر مانند فوران آتشفشان پیناتوبو داریم، ما می‌توانیم اثر خنک کننده آتشفشان‌ها را از اطلاعات موجود در حلقه‌های درخت که به دو هزار سال پیش باز می‌گردد، مشاهده کنیم. با این حال، ما می‌خواستیم از زاویه مخالف به این پرسش نگاه کنیم: چگونه آب و هوای گرم می‌تواند بر سرد شدن فوران‌های آتشفشانی تأثیر بگذارد؟ "

توده‌های آتشفشانی مانند بالن‌های هوای گرم بالا می‌روند. در واقع آن‌ها در ارتفاعی که به طور طبیعی شناور هستند، بالا می‌روند. مطالعه کمبریج بررسی کرد که این توده‌ها در جو چقدر می‌توانند بالا بروند. محققان از مدل‌های اقلیمی جهانی همراه با مدل‌های ستون‌های آتشفشانی برای شبیه سازی اینکه چگونه ذرات معلق در هوا ناشی از فوران آتشفشانی ممکن است تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی قرار گیرند، استفاده کردند.

افزایش اندازه فوران آتشفشان با ذوب شدن یخ ها

آن‌ها دریافتند که برای فوران‌های بزرگی مانند Pinatubo، که معمولاً یک یا دو بار در هر قرن رخ می‌دهد، تغییرات آب و هوایی باعث افزایش توده‌ها و انتشار سریع‌تر آئروسل‌ها در سراسر جهان شده و در نتیجه اثر خنک کننده آن ۱۵ درصد تقویت می‌شود. انتظار می‌رود تغییرات در دمای اقیانوس‌ها باعث افزایش بیشتر سرمایش شود و همچنین پیش بینی می‌شود که ذوب شدن صفحات یخی، فرکانس و اندازه فوران آتشفشانی را در مکان‌هایی مانند ایسلند افزایش دهد.

با این حال، برای فوران‌های متوسط مانند فوران نابرو در اریتره در سال ۲۰۱۱، که معمولاً به طور سالانه رخ می‌دهد، در سناریوی گرمایش سطح بالا، اثر آن حدود ۷۵ درصد کاهش می‌یابد. این به این دلیل است که پیش بینی می‌شود ارتفاع تروپوپوز، مرز بین تروپوسفر و استراتوسفر بالای آن افزایش یابد و این امر رسیدن توده‌های آتشفشانی به استراتوسفر را دشوارتر می‌کند. البته ذرات معلق در هوا از توده‌های آتشفشانی محدود به تروپوسفر، در طی چند هفته با بارندگی شسته می‌شوند و تأثیرات اقلیمی آن‌ها نسبتاً جزئی و بسیار محلی‌تر می‌شوند.

دکتر آنجا اشمیت از گروه جغرافیا کمبریج می‌گوید: "تغییرات آب و هوا چیزی نیست که در راه است، چون همانطور که در گزارش IPCC این هفته نیز به وضوح نشان داده شده است، در واقع هم اکنون در حال تجربه آن هستیم. تأثیرات تغییرات آب و هوایی و برخی از مجموعه بازخورد‌هایی که می‌تواند ایجاد کند، اکنون آشکارتر شده است. البته سیستم آب و هوایی پیچیده است، درک همه این حلقه‌های بازخورد برای درک سیاره ما و ایجاد پیش بینی‌های دقیق آب و هوا بسیار مهم است. "

اوبری نیز که یک پژوهشگر جوان در کالج سیدنی است، می‌گوید: "حلقه‌های بازخورد جدید بین آب و هوا و فوران‌های آتشفشانی که ما در این کار برجسته کرده ایم در حال حاضر توسط IPCC گزارش نشده است. این موضوع می‌تواند اطلاعات جدیدی را در مورد تکامل تأثیرات آتشفشانی آینده بر آب و هوا نشان دهد. شایان ذکر است حتی اگر آتشفشان‌ها در مقایسه با انتشار گاز‌های گلخانه‌ای انسان‌ها تأثیر محدودی بر آب و هوا داشته باشند، باز هم بخش مهمی از این اکوسیستم هستند. "

اشمیت نماینده گروه شیمی گفت: "به دلیل آتش سوزی‌های مکرر و شدیدتر و همچنین سایر رویداد‌های شدید، ترکیب قسمت فوقانی اتمسفر در مقابل چشم ما تغییر می‌کند و درک ما از پیامد‌های این تغییرات نیز تغییر می‌کند. با ادامه انتشار گاز‌های گلخانه‌ای، نحوه تعامل ذرات و گاز‌های آتشفشانی با اتمسفر همچنان تغییر می‌کند و تعیین کمی این تعاملات، برای درک کامل تغییرات اقلیمی مهم است. "

نویسندگان این مقاله امیدوارند آتشفشان شناسان و دانشمندان اقلیمی بیشتری را گرد هم بیاورند تا نه تنها مکانیک‌های ایجاد طغیان آتشفشانی و چرخه حیات آئروسل را بفهمند، بلکه بفهمند که چگونه تغییرات در فراوانی و بزرگی فوران ناشی از ریزش و بارش شدید، اثرات اقلیمی آینده را شکل خواهد داد.

این تحقیق توسط انجمن سلطنتی، برنامه تحقیق و نوآوری اتحادیه اروپا و برنامه تحقیقات محیط زیست طبیعی انگلستان تأمین شده است.

بیشتر بخوانید

• پیش بینی تغییرات آب و هوایی به کمک مدل سازی ریاضی

انتهای پیام/