-
Podobna zawartość
-
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
Popiół wulkaniczny może mieć większy wpływ na klimat niż dotychczas sądzono. Do takich wniosków doszli naukowcy z University of Colorado Boulder, którzy badali skutki erupcji wulkanu Mount Kelut na Jawie, który wybuchł w 2014 roku. Na podstawie obserwacji oraz symulacji komputerowych uczeni stwierdzili, że popiół może pozostawać w atmosferze przez wiele miesięcy po erupcji.
Odkrycia dokonano przypadkiem. Uczeni pilotowali drona w pobliżu Mount Kelut. Badania prowadzili po erupcji, która zmusiła tysiące ludzi do ewakuacji.
Zauważyli duże kawałki unoszące się w powietrzu miesiąc po erupcji. Wyglądało to jak popiół, mówi główna autorka najnowszych badań, Yunqian Zhu z Laboratory for Atmospheric and Space Physics na CU Boulder.
Naukowcy od dawna wiedzą, że erupcje wulkaniczne, które wyrzucają w powietrze olbrzymie ilości siarki blokującej dostęp promieni słonecznych do Ziemi, przyczyniają się do schładzania planety. Nie sądzili jednak, że i popiół odgrywa w tym procesie dużą rolę. Uważano bowiem, że jest on na tyle ciężki, iż szybko opada.
Zhu i jej zespół chcieli dowiedzieć się, dlaczego popiół był obecny w powietrzu jeszcze miesiąc po erupcji. Okazało się, że składa się on z małych lekkich fragmentów, które z łatwością unoszą się w powietrzu. Dotychczas sadzono, że popiół jest podobny do szkła wulkanicznego. Tymczasem odkryliśmy, że to, co unosiło się w powietrzu ma gęstość bardziej zbliżoną do pumeksu, stwierdza uczona.
Wydaje się też, jak mówi profesor Brian Toon, że te podobne do pumeksu cząstki zmieniają chemię całego pióropusza dymu i popiołu nad wulkanem. Wiemy, że wulkany wyrzucają duże ilości dwutlenku siarki. Wielu naukowców sądziło, że różne składniki dymu wulkanicznego wchodzą ze sobą w interakcje i w serii reakcji chemicznych powstaje kwas siarkowy. Jego formowanie się w powietrzu może trwać przez wiele tygodni. Jednak obserwacje wskazywały, że reakcje zachodzą szybciej. Nie potrafiono wyjaśnić tego fenomenu.
Toon sądzi, że znalezione cząstki popiołu mogą rzucić nieco światła na tę kwestię. Wydaje się molekuły dwutlenku siarki przyczepiają się do popiołu, który długo krąży w powietrzu. Reakcje mogą zachodzić na powierzchni cząstek popiołu, na których może się gromadzić nawet 43% siarki z erupcji. Innymi słowy, popiół może znacząco przyspieszać reakcje, w wyniku których powstaje kwas siarkowy.
Nie jest jasne, na ile ten krążący w atmosferze popiół wpływa na klimat. Teoretycznie długo utrzymujące się w powietrzu cząstki powinny schładzać powierzchnię planety. Mogą też trafiać na bieguny gdzie mogą przyczyniać się do powstawania reakcji niszczących warstwę ozonową. Tak czy inaczej, wszystko wskazuje na to, że należy lepiej przyjrzeć się temu, co dzieje się w popiołem w atmosferze po erupcji wulkanu. Myślę, że odkryliśmy coś ważnego. Takiego popiołu jest niewiele, ale może on robić sporą różnicę, mówi Toon.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dla historyka średniowiecza, Michael McCormicka, najgorszym rokiem, w jakim można było żyć był rok 536. To początek jednego z najgorszych do życia okresów, jeśli nie najgorszego, stwierdza McCormick, który na Uniwersytecie Harvarda przewodzi projektowi o nazwie Initiative for the Science of the Human Past.
W roku, o którym wspomina McCormick, nad Europą, Bliskim Wschodem i częścią Azji zaległa dziwna mgła, która utrzymywała się przez 18 miesięcy. Przez cały rok słońce świeciło bez blasku, jak księżyc, zanotował bizantyjski historyk Prokopiusz. Letnie temperatury obniżyły się o 1,5–2,5 stopnia Celsjusza, przez co zapoczątkowało najchłodniejszą od 2300 lat dekadę. Latem w Chinach spadł śnieg, zniszczeniu uległy zbiory, ludzie głodowali. Irlandzkie kroniki donoszą o braku chleba w latach 536–539. W 541 roku w porcie Pelusium w Egipcie pojawia się dżuma. To początek wielkiej epidemii tzw. dżumy Justyniana, która mogła zabić nawet połowę populacji Cesarstwa Bizantyńskiego.
Historycy od dawna wiedzą, że połowa VI wieku była szczególnie trudnym okresem, jednak przyczyny tajemniczej mgły stanowiły tajemnicę. Teraz precyzyjne pomiary rdzeni ze szwajcarskiego lodowca dały odpowiedź na pytanie, co się wówczas wydarzyło.
McCormick i glacjolog Paul Mayewski poinformowali, że na początku 536 roku doszło do olbrzymiej erupcji wulkanicznej na Islandii. Kolejne duże erupcje miały miejsce w roku 540 i 547. Powtarzające się katastrofy naturalne w połączeniu z dżumą Justyniana doprowadziły do stagnacji ekonomicznej w Europie, która trwała do roku 640. Te nowe informacje pozwalają lepiej zrozumieć wydarzenia, jakie miały miejsce pomiędzy upadkiem Imperium Rzymskiego a pojawieniem się średniowiecznej gospodarki.
Pierwsze sygnały o erupcjach, które spowodowały wyjątkowo zimne lata około połowy VI wieku znaleziono już przed trzema laty. Wówczas jednak uznano, że miały miejsce dwie erupcje i prawdopodobnie nastąpiły one w Ameryce Północnej.
Mayewski i jego zespół postanowili zweryfikować te doniesienia. Wykorzystali 72-metrowy rdzeń pobrany w 2013 roku z lodowca Colle Gnifetti. W rdzeniu tym zapisanych jest ponad 2000 lat historii atmosfery. Za pomocą lasera rdzeń został pocięty na 120-mikrometrowe plastry. Każdy z nich reprezentował kilka dni lub tygodni opadów, a z każdego metra wycięto około 50 000 takich plastrów i każdy z nich przeanalizowano pod kątem występujących tam pierwiastków.
Teraz, w połączeniu z zapiskami dawnych kronik, możemy szczegółowo odtworzyć historię tamtego okresu.
Wyjątkowo ciężkie czasy rozpoczęły się erupcji na Islandii w roku 536. Pyły wulkaniczne przesłaniają Słońce na około 18 miesięcy, a temperatury w lecie mogły obniżyć się nawet o 2,5 stopnia Celsjusza. Lata 536–545 są najchłodniejszą dekadą od 2000 lat. Zmniejszają się plony w Irlandii, Skandynawii, Chinach i Mezopotamii. Ludzie głodują. W roku 540 dochodzi do kolejnej erupcji. W Europie temperatury w lecie mogły spaść nawet o 2,7 stopnia Celsjusza. W latach 541–543 szaleje dżuma Justyniania, zabijając do 50% mieszkańców Cesarstwa Bizantyńskiego.
Dane z rdzenia lodowego wskazują, że później dochodziło do wielu mniejszych erupcji wulkanicznych. Pierwsze dobre wiadomości widać dopiero w danych z roku 640. W rdzeniu pojawia się więcej ołowiu. To skutek wzmożonego wytopu srebra, co wskazuje, że wzrosło zapotrzebowanie na ten metal, a zatem gospodarka zaczęła się odradzać. Zaledwie dwadzieścia lat później, w roku 660, mamy kolejny wzrost zawartości ołowiu. Archeolog Christopher Loveluck z University of Nottingham mówi, że to kolejny gwałtowny wzrost popytu na srebro. Sugeruje on, że złoto było wówczas towarem deficytowym, co wymusiło wykorzystanie srebra jako nowego standardu do produkcji pieniądza. To pierwszy dowód, na pojawienie się silnej klasy kupieckiej, mówi Loveluck.
Analizy kolejnych lat potwierdzają, że z czasem ponownie nadeszły ciężkie czasy. W czasach Czarnej Śmierci (1349–1353) ołów znika z powietrza. Doszło do kolejnego upadku gospodarczego.
Loveluck cieszy się z wyników najnowszych badań. Weszliśmy tym samym w nową epokę, w której możemy zintegrować precyzyjne dane środowiskowe o bardzo dobrej jakości z równie dobrymi zapiskami historycznymi, stwierdza uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed 300 milionami lat na terenie dzisiejszych północnych Chin wybuchł wulkan, którego popioły pogrzebały i przechowały do naszych czasów cały las. Paleobotanik profesor Hermann Pfefferkorn z University of Pennsylvannia wraz z kolegami z Chińskiej Akademii Nauk oraz uniwersytetów Shenyang i Yunnan opublikowali właśnie wyniki badań lasu.
Skamieniałości znajdujące się w pobliżu miejscowości Wuda są niezwykłym świadectwem historii. Popioły wulkaniczne pokryły las w ciągu zaledwie kilku dni, zachowały go zatem w takim stanie, w jakim znajdował się w konkretnym momencie.
Las jest wspaniale zachowany. Możemy znaleźć tam gałęzie z wciąż przyczepionymi liśćmi. Obok są kolejne gałęzie, a w pobliżu pień drzewa, z którego pochodzą - mówi Pfefferkorn. Niektóre z mniejszych drzew zachowały się w całości.
Uczeni zbadali dotychczas trzy miejsca różne miejsca o łącznej powierzchni 1000 metrów kwadratowych. To wystarczająco dużo, by dość dokładnie określić ekologię lasu.
Wiek popiołu oszacowano na 298 milionów lat, zatem pochodzi on z początku permu. W tym czasie płyty kontynentalne powoli formowały Pangeę. Ameryka Północna i Europa były jednym kontynentem, a dzisiejsze Chiny znajdowały się na dwóch mniejszych kontynentach. Wszystkie znajdowały się w okolicach równika, panował na nich zatem klimat tropikalny. Klimat całego globu był podobny do współczesnego, co jest szczególnie interesujące, gdyż jego badanie może zrozumieć zachodzące obecnie zmiany.
Naukowcy zidentyfikowali sześć grup drzew. Większość stanowiły niskie rośliny, jednak były wśród nich również wymarłe już Sigilaria i Cordaites, dorastające do ponad 30 metrów. Znaleziono też zachowane niemal w całości rośliny z rzędu Noeggerathiales.
Badania zespołu Pfefferkorna są pod kilkoma względami pionierskie. To pierwsza tego typu rekonstrukcja lasu w Azji, pierwszy znany las z tego okresu, który utworzył torfowisko oraz pierwszy las, w którego niektórych obszarach dominowały Noeggerathiales - mówi uczony.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Colorado Boulder wiedzą, jak rozpoczęła się i dlaczego trwała Mała Epoka Lodowcowa. Pod nazwą tą kryje się okres gwałtownego ochłodzenia klimatu Europy. W latach 1275-1300 średnie temperatury nagle się obniżyły i aż do XIX wieku, szczególnie w północnej Europie, panowały wyjątkowo srogie zimy. Jednym z symboli Małej Epoki Lodowcowej jest obraz przedstawiający mieszkańców Londynu jeżdżących na łyżwach po Tamizie. Zamarzły też kanały Holandii.
Istnieją dowody, że okres ten charakteryzował się też spadkami temperatur w Chinach i Ameryce południowej, jednak najbardziej doświadczył go Stary Kontynent. W górskich dolinach szybko rozszerzające się lodowce niszczyły całe wsie i miasteczka.
Dotychczas uważano, że Małą Epokę Lodowcową zapoczątkował wulkanizm, zmiany w aktywności słonecznej lub jedno i drugie. Naukowcy z Boulder nie tylko znaleźli przyczynę gwałtownego spadku temperatur w ciągu zaledwie 25 lat, ale wskazali również, dlaczego niższe temperatury utrzymały się przez kilkaset lat.
Badania węglem radioaktywnym zamarzniętych roślin z Ziemi Baffina, rdzeni lodowych oraz osadów z biegunów i Islandii oraz symulacje zjawisk klimatycznych pozwoliły stwierdzić, że Mała Epoka Lodowcowa rozpoczęła się od czterech wielkich erupcji wulkanicznych, które wystąpiły w tropikach w ciągu 50 lat. Rośliny, które nagle zamarzły, a ich korzenie zostały nienaruszone wskazują, że doszło do gwałtowanego ochłodzenia w latach 1275-1300. Drugi okres nagłego spadku temperatury, wskazujący na nagłe zmiany, miał miejsce około roku 1450. Badania roślin zostały potwierdzone obserwacjami osadów z islandzkiego jeziora Langjokull. Pokazują one, że pod koniec XIII wieku warstwy wskazujące na erupcje wulkaniczne nagle stały się znacznie grubsze. Ponowne zwiększenie grubości zauważono w warstwach z XV wieku. W tych samych okresach można obserwować zwiększoną erozję powodowaną przez lodowce. To pozwoliło połączyć dane i stwierdzić, że wybuchy wulkanów ochłodziły klimat. Pozostawało jednak pytanie, dlaczego ochłodzenie trwało tak długo. Ochładzające Ziemię pyły z erupcji nie mogły przecież utrzymywać się w atmosferze przez setki lat.
Naukowcy wykorzystali Community Climate System Model, do sprawdzenia wpływu nagłego ochłodzenia wywołanego wielkimi erupcjami, na klimat. Symulacje wykazały, że gwałtowne ochłodzenie północnych części Europy oraz Grenlandii mogło spowodować szybki rozrost grenlandzkich lodowców. W końcu te, znajdujące się na wschodnim wybrzeżu, dotarły do Północnego Atlantyku, gdzie zaczęły się topić. Woda z lodowców niemal nie zawiera soli, jest mniej gęsta od wody słonej. Z tego też powodu lodowce topiąc się w zetknięciu z cieplejszymi od nich wodami Atlantyku, uwalniały olbrzymie ilości zimnej słodkiej wody, która nie mieszała się z wodą oceanu. Tworzyła na jego powierzchni rodzaj zimnej kołdry. To spowodowało z kolei, że wody Atlantyku nie uwalniały ciepła w okolicach arktycznych, zatem nie ogrzewały Grenlandii. Tak powstał samopodtrzymujący się system chłodzący, dzięki któremu epoka lodowcowa trwała na długo po wygaśnięciu aktywności wulkanicznej.
Nasze symulacje pokazały, że erupcje wulkaniczne mogą mieć głęboki wpływ chłodzący. Mogą rozpocząć reakcję łańcuchową tak zmieniając prądy oceaniczne i pokrywę lodową, że niższe temperatury utrzymują się przez wieki - mówi współautorka badań, Bette Otto-Bliesner.
Profesor Gifford Miller, który kierował zespołem badawczym, powiedział, że na potrzeby symulacji komputerowych ustawiono stały poziom aktywności słonecznej. To pozwoliło stwierdzić, że do wywołania ochłodzenia wystarczyła sama aktywność wulkanów, ilość ciepła docierającego ze Słońca wcale nie musiała być mniejsza niż zwykle. Zdecydowano się nie uwzględniać wpływu naszej gwiazdy, gdyż, jak przypomina Miller szacunki dotyczące zmian aktywności pokazują, że jest ona niewielka. Obecnie uważa się, że w ciągu kilku ostatnich tysiącleci aktywność Słońca zmieniła się w mniejszym stopniu, niż zmienia się podczas jego 11-letniego cyklu.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.