Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Popiół wulkaniczny utrzymuje się długo po erupcji. Może mieć większy wpływ na klimat niż sądzono
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zdaniem naukowców z University of Cambridge, wpływ wulkanów na klimat jest mocno niedoszacowany. Na przykład w najnowszym raporcie IPCC założono, że aktywność wulkaniczna w latach 2015–2100 będzie taka sama, jak w latach 1850–2014. Przewidywania dotyczące wpływu wulkanów na klimat opierają się głównie na badaniach rdzeni lodowych, ale niewielkie erupcje są zbyt małe, by pozostawiły ślad w rdzeniach lodowych, mówi doktorantka May Chim. Duże erupcje, których wpływ na klimat możemy śledzić właśnie w rdzeniach, mają miejsce najwyżej kilka razy w ciągu stulecia. Tymczasem do małych erupcji dochodzi bez przerwy, więc przewidywanie ich wpływu na podstawie rdzeni lodowych prowadzi do mocnego niedoszacowania.
Z badań przeprowadzonych przez Chim i jej zespół wynika, że modele klimatyczne nawet 4-krotnie niedoszacowują chłodzącego wpływu małych erupcji wulkanicznych. Podczas erupcji wulkany wyrzucają do atmosfery związki siarki, które gdy dostaną się do górnych jej partii, tworzą aerozole odbijające światło słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Gdy mamy do czynienia z tak dużą erupcją jak wybuch Mount Pinatubo w 1991 roku, emisja związków siarki jest tak duża, że spadają średnie temperatury na całym świecie. Takie erupcje zdarzają się rzadko. W porównaniu z gazami cieplarnianymi emitowanymi przez ludzi, wpływ wulkanów na klimat jest niewielki, jednak ważne jest, byśmy dokładnie uwzględnili je w modelach klimatycznych, by móc przewidzieć zmiany temperatur w przyszłości, mówi Chim.
Chim wraz z naukowcami z University of Exeter, Niemieckiej Agencji Kosmicznej, UK Met Office i innych instytucji opracowali 1000 różnych scenariuszy przyszłej aktywności wulkanicznej, a następnie sprawdzali, co przy każdym z nich będzie działo się z klimatem. Z analiz wynika, że wpływ wulkanów na temperatury, poziom oceanów i zasięg lodu pływającego jest prawdopodobnie niedoszacowany, gdyż nie bierze pod uwagę najbardziej prawdopodobnych poziomów aktywności wulkanicznej.
Analiza średniego scenariusza wykazała, że wpływ wulkanów na wymuszenie radiacyjne, czyli zmianę bilansu promieniowania w atmosferze związana z zaburzeniem w systemie klimatycznym, jest niedoszacowana nawet o 50%. Zauważyliśmy, że małe erupcje są odpowiedzialny za połowę wymuszenia radiacyjnego generowanego przez wulkany. Indywidualne erupcje tego typu mogą mieć niemal niezauważalny wpływ, ale ich wpływ łączny jest duży, dodaje Chim.
Oczywiście erupcje wulkaniczne nie uchronią nas przed ociepleniem. Aerozole wulkaniczne pozostają w górnych warstwach atomsfery przez rok czy dwa, natomiast dwutlenek węgla krąży w atmosferze znacznie dłużej. Nawet jeśli miałby miejsce okres wyjątkowo dużej aktywności wulkanicznej, nie powstrzyma to globalnego ocieplenia. To jak przepływająca chmura w gorący słoneczny dzień, jej wpływ chłodzący jest przejściowy, wyjaśnia uczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ubiegłoroczna erupcja wulkanu Hunga Tonga była rekordowa pod wieloma względami. Była najpotężniejszą erupcją wulkaniczną obserwowaną bezpośrednio przez naukowców, w jej wyniku do atmosfery trafiło wyjątkowo dużo wody i doszło do początkowego wypiętrzenia oceanu na wysokość 90 metrów. Właśnie dowiedzieliśmy się o kolejnym rekordzie. Okazuje się bowiem, że erupcja wywołała najbardziej intensywne wyładowania atmosferyczne.
Pomimo tego, że kaldera znajdowała się na głębokości 150 metrów, wulkan wyrzucił gazy i pyły na wysokość 58 kilometrów. W tym pióropuszu doszło do gwałtownych wyładowań elektrycznych. Już doniesienia z pierwszych dni po erupcji mówiły o setkach tysięcy wyładowań. Teraz na łamach Geophysical Review Letters ukazał się artykuł obrazujący, jak bardzo intensywne były to wyładowania.
Naukowcy mogli je przeanalizować dzięki sieci naziemnych anten obserwujących wyładowania atmosferyczne oraz satelitom GOES-17 i Himawari-8. Okazało się, że w szczytowym momencie, o godzinie 4:53 czasu miejscowego doszło do 2615 wyładowań w ciągu minuty. Nigdy wcześniej nie obserwowano tak intenstywnych wyładowań. Dotychczasowy rekord wynosił 993 tego typu wydarzenia w ciągu minuty. To jednak nie jedyny rekord. Błyskawice obserwowano na wysokościach od 20 do 30 kilometrów. "Nigdy wcześniej nie widzieliśmy wyładowań tak intensywnych i mających miejsce na tak dużej wysokości", mówi jedna z autorek badań,
Alexa Van Eaton z US Geological Survey. Z obrazów satelitarnych wynika, że wyładowania nie były rozłożone przypadkowo w chmurze pyłu i gazu, ale skupiały się w licznych koncentrycznych pierścieniach.
Erupcja Hunga Tonga była dla naukowców niezwykłą okazją do lepszego poznania wulkanizmu. Tak wielkie erupcje freatomagmowe – eksplozywne interakcje pomiędzy wodą a magmą – obserwowano dotychczas jedynie w zapisach geologicznych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Obserwujący niebo średniowieczni mnisi wnieśli udział do współczesnej wulkanologii. Międzynarodowy zespół badawczy, pracujący pod kierunkiem uczonych z Uniwersytetu w Genewie, przeanalizował średniowieczne kroniki, rdzenie lodowe i pierścienie drzew, co pozwoliło na precyzyjne datowanie jednych z największych erupcji wulkanicznych w historii ludzkości. W ten sposób uzyskali nowe informacje dotyczące jednego z najbardziej aktywnych wulkanicznie okresów na Ziemi.
Naukowcy ze Szwajcarii, Francji, USA, Kanady, Wielkiej Brytanii i Irlandii przez pięć lat analizowali setki kronik i annałów pochodzących z Europy i Bliskiego Wschodu. Wielkie erupcje wulkaniczne wyrzucają do atmosfery duże ilości związków siarki, które zaburzają budżet energetyczny Ziemi, powodując sezonowe i regionalne zmiany temperatury oraz opadów. Zmiany takie, w połączeniu z czynnikami społecznymi wiążą się z historycznymi deficytami w produkcji wolnej, niepokojami społecznymi i politycznymi, epidemiami i migracjami.
Podstawowym narzędziem datowania wybuchów wulkanów są dowody geologiczne. Dzięki nim wiemy, że w XII-XIII wieku doszło do wzmożonego wulkanizmu zapoczątkowanego przez szereg erupcji z lat ok. 1108–1110, a w 1257 roku miał miejsce wybuch wulkanu Salamas, jedno z największych tego typu wydarzeń epoki holocenu. Jednak geologiczne datowanie erupcji nie jest łatwe i niesie ze sobą wiele wyzwań.
Naukowcy z Genewy i ich koledzy postanowili skorzystać z faktu, że wielkie erupcje mogą prowadzić do widocznych zmian w atmosferze. Rozpoczęli więc poszukiwanie w kronikach opisów takich zmian.
Obecność aerozoli w atmosferze ma bardzo duży wpływ na jasność Księżyca podczas zaćmienia. Im więcej aerozoli, tym ciemniejszy wydaje się wówczas Księżyc. Naukowcy przejrzeli imponującą liczbę źródeł, poszukując tych, których kontekst historyczny był znany, a w których opisano całkowite zaćmienia Księżyca wraz z informacjami o kolorze ziemskiego satelity.
W Europie głównymi źródłami na temat takich wydarzeń są annały i kroniki tworzone w klasztorach i miastach. W źródłach arabskich informacje znajdziemy najczęściej w kronikach uniwersalnych, w Chinach i Korei ich odnotowywaniem zajmowali się oficjalni astronomowie, a w Japonii obserwacje zaćmień rejestrowano w licznych źródłach, jak dzienniki dworzan, kroniki czy zapiski świątynne.
Z badań astronomicznych wiemy, że pomiędzy 1100 a 1300 rokiem – o ile pogoda pozwoliła – ludzie w Europie mogli obserwować 64 całkowite zaćmienia Księżyca, mieszkańcy Bliskiego Wschodu mogli widzieć ich 59, a mieszkańcy Azji Wschodniej – 64. Badacze znaleźli 180 europejskich źródeł z opisami 51 z tych zaćmień, 10 bliskowschodnich z opisami 7 zaćmień, oraz 199 wschodnioazjatyckich, w których opisano 61 zaćmień. Liczba doniesień na temat zaćmień jest bardzo różna. Na przykład na terenie Europy 12 zaćmień opisano tylko w jednym źródle, ale np. zaćmienie z 11 lutego 1161 roku zostało opisane w aż 16 zachowanych do dzisiaj źródłach.
Chrześcijańskie źródła europejskie przynoszą informacje o kolorze i jasności Księżyca podczas 36 zaćmień. Danych takich brakuje w źródłach azjatyckich, z których tylko jedno opisuje kolor. Kronikarze chrześcijańscy interesowali się kolorem ziemskiego satelity prawdopodobnie pod wpływem Apokalipsy św. Jana, gdzie znajdziemy wzmiankę o księżycu w kolorze krwi (Ap 6:12). Biblia miała więc wpływ na obserwacje zjawisk naturalnych, co jednak nie znaczy, że ówczesna europejska nauka nie znała ich fizycznych przyczyn. Wręcz przeciwnie, ze średniowiecznych traktatów astronomicznych wiemy, że wiedza babilońskich czy greckich astronomów była w Europie dostępna. Jednocześnie zatem istniała interpretacja naturalna i nadprzyrodzona zaćmień.
Po przeprowadzeniu analizy naukowcy stwierdzili, że wśród 64 całkowitych zaćmień opisanych przez europejskich kronikarzy, w przypadku 37 z nich mamy informacje o jasności i kolorze. Uczeni uszeregowali je na skali Danjona, wedle której wartość L=0 oznacza bardzo ciemne zaćmienie, gdy Księżyc jest niemal niewidoczny, a L=4 to bardzo jasne zaćmienie, z Księżycem w kolorze miedzianoczerwonym lub pomarańczowym. Tylko sześć wydarzeń zostało zakwalifikowanych jako L=0. Były to zaćmienia z nocy z 5/6 maja 1110, 12/13 stycznia 1172, 2/3 grudnia 1229, 18/19 maja 1258, 12/13 listopada 1258 oraz 22/23 listopada 1276. Wyjątkowe świadectwo znaleziono też w źródle japońskim. Mimo że azjatyckie źródła rzadko wspominają o kolorze, to jednak autor Meigetsuki, Fujiwara no Teika, odnotował wyjątkowo ciemny Księżyc podczas zaćmienia 2 grudnia 1229 roku. Wspomina, że Księżyc całkowicie zniknął na długi czas, nikt z żyjących nie pamiętał takiego wydarzenia, a astronomowie mówili o nim z obawą.
Wszystkie wspomniane zaćmienia L=0 są zbieżne z 5 z 7 największych erupcji wulkanicznych, o których wiemy z rdzeni lodowych. Mowa tutaj o erupcjach UE1 (rok 1108 według danych geologicznych), UE2 (1171), UE4 (1230), Salamas (1257) oraz UE5 (1276). To bardzo silna wskazówka, że za taki a nie inny kolor i jasność ziemskiego satelity odpowiadało zanieczyszczenie atmosfery przez wulkany.
Dzięki połączeniu danych z rdzeni lodowych, pierścieni drzew, obserwacji całkowitych zaćmień Księżyca oraz modelowania transportu aerozoli w atmosferze, naukowcy stwierdzili, że do wielkiej erupcji wulkanicznej dochodziło na 3 do 20 miesięcy przed obserwacjami całkowitego zaćmienia L=0. I tak na przykład można stwierdzić, że data erupcji UE2, która według datowania geologicznego nastąpiła prawdopodobnie w 1171 roku, została uściślona – dzięki średniowiecznym kronikom i badaniom pierścieni drzew – na maj/sierpień 1171. Podobnie uściślono inne daty. UE1 miała miejsce zimą na przełomie lat 1108/1109, UE4 nastąpiła wiosną/latem 1229, a erupcja Salamas to wiosna lub lato 1257 roku, co pozwala odrzucić proponowaną alternatywną datę 1256. W przypadku UE5 datę udało się ustalić jedynie na okres między wrześniem 1275 a lipcem 1276, a dalsze uściślenie było niemożliwe, gdyż w pierścieniach drzew brak oczywistego sygnału ochłodzenia.
Wielkie erupcje wulkaniczne prowadziły do przejściowego ochłodzenia, które mogło trwać dłużej niż rok. Takie wydarzenia odbijały się niekorzystnie na zbiorach, powodując niedobory żywności czy klęski głodu. Jednak ludzie nie łączyli wulkanów ze słabymi zbiorami. W starych dokumentach rzadko wspomina się erupcje wulkaniczne. A były to wydarzenia o olbrzymim znaczeniu. Erupcja Salamas była równie potężna, co słynny wybuch wulkanu Tambora z 1815 roku. Rok 1816 okrzyknięto rokiem bez lata. Nic dziwnego, gdyż średnie globalne temperatury na półkuli północnej spadły wówczas o 0,53 stopnia Celsjusza i szacuje się, że spowodowało to śmierć około 90 000 ludzi. Salamas wybuchł 550 lat wcześniej, gdy ludzkość była znacznie bardziej wrażliwa na takie wydarzenia, a z obecnie dostępnych danych wynika, że anomalia temperaturowa po jego erupcji wyniosła nie -0,5, ale -2 stopnie Celsjusza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nie od dzisiaj wiemy, że na Wenus są wulkany. Naukowcy spierali się jednak o to, czy nadal są one aktywne. To bardzo istotne pytanie, gdyż Wenus jest planetą bliską Ziemi, miała niegdyś wodę na powierzchni, więc warto odpowiedzieć sobie na pytanie, dlaczego na Ziemi kwitnie życie, podczas gdy na Wenus panują temperatury z piekła rodem. Ustalenie czy wulkany Wenus są aktywne pozwoliłoby nam lepiej określić ewolucję planety. Właśnie poznaliśmy odpowiedź na to pytanie.
Wczoraj, podczas Lunar and Planetary Science Conference oraz na łamach Science przedstawiono wnioski z analiz obrazów radarowych powierzchni Wenus, uzyskanych przez misję Magellan w latach 1990–1992. Naukowcy zauważyli, że na obszarze Atla Regio, gdzie znajdują się dwa z największych wenusjańskich wulkanów, komin jednego z nich zmienił kształt. Widoczna jest różnica na dwóch obrazach wykonanych w odstępie 8 miesięcy. To zaś sugeruje, że w międzyczasie doszło do erupcji lub wypływu lawy.
Odkrycie przyszło w samą porę. W czerwcu 2021 roku NASA ogłosiła, że w latach 2028–2030 wyśle dwie misje na Wenus. Będą to pierwsze od ponad 30 lat misje NASA poświęcone wyłącznie tej planecie. Każdej z nich przyznano już finansowanie. W ramach misji DAVINCI+ będzie zbadanie składu atmosfery i sprawdzenie, czy na Wenus istniał ocean. Misja wyśle też próbnik, który wleci w atmosferę planety i dotrze do jej powierzchni. Ma on przysłać pierwsze zdjęcia Wenus w wysokiej rozdzielczości. Z kolei w ramach misji VERITAS wysłany zostanie orbiter, który wykona trójwymiarową rekonstrukcję topografii planety, zbada czy występują tam zjawiska tektoniczne i wulkanizm oraz określi typy skał na powierzchni Wenus.
Wiadomo jednak, że zdobycie jakichkolwiek danych nie będzie proste. Wenus ma bardzo gęstą atmosferę, panuje na niej ciśnienie 92-krotnie wyższe niż na Ziemi, a temperatury na jej powierzchni sięgają 450 stopni Celsjusza. Takie warunki to olbrzymie wyzwanie dla wszelkich próbników czy łazików.
Dotychczas najdokładniejszych danych na temat powierzchni planety dostarczyła misja Magellan z lat 1989–1994. W jej trakcie za pomocą radaru trzykrotnie obrazowano te obszary Wenus, na których podejrzewano istnienie aktywnych wulkanów. Za każdym razem obrazy były uzyskiwane pod innym kątem. Ponadto obrazy mają niską rozdzielczość. Stąd też olbrzymie problemy w jednoznacznym stwierdzeniu, czy rzeczywiście widać na nich zmiany komina wulkanicznego. Część specjalistów uważa, że tak. Inni twierdzą, że nie. Spór może ostatecznie rozstrzygnąć misja VERITAS.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zmiany orbity ziemskiej mogły być czynnikiem wyzwalającym gwałtowne ocieplenie klimatu sprzed 56 milionów lat. To paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne (PETM) jest wydarzeniem geologicznym najbardziej podobnym do zmian klimatycznych, których obecnie doświadczamy. Dlatego też od dawna stanowi przedmiot zainteresowania naukowców.
Naukowcy z Pennsylvania State University przyjrzeli się rdzeniom z PETM pobranym u wybrzeży stanu Maryland. Datowali je techniką astrochronologii polegającą na kalibrowaniu w odniesieniu do skali czasowej odnoszącej się do zjawisk astronomicznych, na przykład do cykli Milankovicia. Cykle te to okresowe zmiany trzech parametrów orbity ziemskiej: ekscentryczności, precesji i nachylenia ekliptyki. Okres tych zmian jest różny, ale raz na jakiś czas zbiegają się one i były, jak się uważa, dominującym mechanizmem paleoklimatycznym. Być może to właśnie ich zbieg był odpowiedzialny za epoki lodowe.
Z ostatnich badań przeprowadzonych na Penn State dowiadujemy się, że zmiany ekscentryczności i precesji orbity Ziemi faworyzowały pojawienie się wyższych temperatur. Ten orbitalny wyzwalacz mógł doprowadzić do uwolnienie się węgla, co z kolei skutkowało globalnym ociepleniem znanym jako PETM. Stawiamy taką hipotezę w opozycji do bardziej popularnej interpretacji mówiącej, że PETM został wywołany przez gwałtowny wulkanizm, mówi profesor Lee Kump.
Analizy pokazały też, że początkowy etap PETM, ten w którym temperatury rosły, trwał około 6000 lat. Wartość ta mieści się w dotychczasowych szacunkach mówiących o kilkuset do dziesiątków tysięcy lat. Jej określenie jest ważne po to, byśmy mogli zrozumieć, jak szybko następowało wówczas globalne ocieplenie. W czasie tych 6000 lat do atmosfery dostało się 10 000 gigaton węgla w postaci CO2 i metanu, co oznacza roczną emisję rzędu 1,5 gigatony. Średnia globalna temperatura wzrosła o około 6 stopni.
Ówczesne tempo emisji węgla do atmosfery było o około rząd wielkości mniejsze niż obecnie. Emitujemy rocznie od 5 do 10 razy więcej węgla niż w czasie wydarzenia, które 56 milionów lat temu pozostawiło trwały ślad na naszej planecie, dodaje Kump.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.