Виверження вулканів здатні охолоджувати поверхню планети на місяці й навіть роки, проте масштаб цього впливу, як з'ясувалося, багато в чому визначається географічним положенням джерела викидів. Про це повідомляє РБК-Україна з посиланням на результати дослідження, опубліковані в рецензованому журналі Geophysical Research Letters. Робота, виконана доктором Закарі Макгроу з Колумбійського університету та його колегами, ставить під сумнів усталені уявлення про те, що позатропічні виверження багаторазово перевершують тропічні за кліматичним впливом.

Механізм вулканічного охолодження: від діоксиду сірки до аерозолів

Фізика процесу добре вивчена. При потужних виверженнях у стратосферу потрапляють значні об'єми діоксиду сірки. Там цей газ взаємодіє з водяною парою і киснем, в результаті чого утворюються мікроскопічні краплі сірчаної кислоти. Саме вони формують так звані «відбиваючі аерозолі», які розсіюють і відбивають сонячне випромінювання назад у космос. До поверхні планети надходить менше теплової енергії, і на Землі настає похолодання, яке може тривати від кількох місяців до кількох років. Класичний приклад — виверження індонезійського вулкана Тамбора у 1815 році, наслідки якого призвели до того, що 1816 рік увійшов в історію як «рік без літа».

Гіпотеза про перевагу середніх широт та її перевірка

Цікаво, що ряд нещодавніх досліджень вказував на надзвичайно великий вплив позатропічних вивержень на температуру в середніх широтах Північної півкулі. Попередні розрахунки припускали, що виверження в діапазоні від 30° до 70° широти можуть викликати охолодження до 7,5 раза сильніше, ніж тропічні виверження аналогічної потужності. Для перевірки цієї гіпотези команда Макгроу задіяла кліматичну модель NASA: були змодельовані виверження як у тропіках, так і в середніх широтах, з урахуванням різних об'ємів викидів сірчистих газів і сезону, в якому відбувалася подія. Отримані результати попередніх припущень не підтвердили: за найбільш сприятливого сценарію виверження в середніх широтах посилювало похолодання лише вдвічі, а не в 7,5 раза.

Історичні дані та 100 тисяч змодельованих сценаріїв

Щоб верифікувати результати чисельного моделювання, дослідники проаналізували дані про історичні виверження: в Ісландії (1783 рік), у середніх широтах (приблизно 536 рік н. е.) та на Алясці (43 рік до н. е.). Окрім цього, експерти змоделювали 100 тисяч гіпотетичних позатропічних вивержень, щоб зіставити їхні наслідки з кліматичними даними про тропічні виверження, що сталися після 750 року н. е. Результати показали, що похолодання в Північній півкулі найчастіше збігається в часі саме з тропічними виверженнями, а не з позатропічними.

Єдиний механізм і практичне значення

Вчені констатували, що співвідношення позатропічного і тропічного охолодження послідовно перебуває в межах двогодинного діапазону. За їхніми словами, єдиною виявленою причиною сильнішого впливу позатропічних вивержень є особливості поширення аерозолів в атмосфері. Різниця між сценаріями може додатково пояснюватися сезонністю виверження, об'ємом викидів і конкретними метеорологічними умовами. Практичне значення роботи виходить за межі чистої науки: уточнені оцінки вулканічного охолодження необхідні для прогнозування ризиків у сільському господарстві та оцінки глобальної продовольчої безпеки. Раптове зниження температури здатне призвести до неврожаїв, дефіциту продовольства та загострення конкуренції за ресурси, створюючи додаткові ризики для суспільства загалом.