Jak sopečné výbuchy vyvedly klima z rovnováhy

Země se nachází asi 12'000 let v období holocénu, což je teplejší období po fázi chladu. V průběhu této epochy však došlo přibližně ke 22 náhlým chladnějším obdobím, která trvala až několik staletí a vedla k rozšiřování ledovců.

"Pro tento jev dosud neexistovalo přesvědčivé vysvětlení. Vždy se zdálo, že něco chybí," říká Alice Paine z Univerzity v Basileji, jejíž práce je podporována SNF. Bylo podezříváno, že na to má vliv mimo jiné posunování ledových ker na jih, kolísání sluneční aktivity nebo změny mořských proudů.

Postdoktorandka nyní s mezinárodním týmem důkladněji prozkoumala další myšlenku: sopečnou aktivitu. Její studie publikovaná v odborném časopise Nature Communications poukazuje, že erupce byly velmi pravděpodobně spouštěčem těchto dlouhodobých chladných period. Výzkumníci poskytují také přesvědčivé vysvětlení mechanismu.

Současné sopečné výbuchy a růst ledovců

Tým shromáždil z různých zdrojů všechny informace o silných sopečných erupcích v holocénu. Bylo jich 51, mnoho z nich v západním Pacifiku podél tzv. Pacifického ohnivého kruhu. V této oblasti se nachází mnoho aktivních sopek, protože zde dochází ke střetu a podsouvání zemských desek, což může vyvolat mohutné, výbušné erupce.

Čas sopečných událostí bylo možné určit s velmi vysokou přesností pomocí ledových jader z Arktidy a Antarktidy a datování organických materiálů v uložených vrstvách popela. Aktualizované datování sopečného kamene poskytlo další informace.

Tyto informace vědci pak srovnávali s výskytem dlouhotrvajících zimních period v holocénu. Datování těchto období probíhalo zejména na základě informací o maximálním rozšíření ledovců. To bylo prováděno analýzou morén, kamenného materiálu, které ledové jazyky posouvají.

Výsledek: Více než osmdesát procent rozšíření ledovců probíhalo ve stejném časovém období jako minimálně jedna ze sopečných erupcí. "Díky kombinaci výsledků naší statistické analýzy s existujícími paleoklimatickými rekonstrukcemi jsme si velmi jistí, že to není náhoda. Navíc analýza slučuje všechny předchozí poznatky o mechanismech," říká Paine.

Teplotní poměry vyvedeny z rovnováhy

Podle těchto studií může sopečný výbuch narušit energetickou rovnováhu Země natolik, že se klima globálně změní: Při erupci jsou do atmosféry vrhány částice síry, které odrážejí dopadající sluneční světlo, což způsobuje ochlazení zemského povrchu na severní polokouli.

Arktický mořský led se rozšiřuje, což znamená, že oceán uvolňuje do atmosféry méně tepla. To mění průběh mořských proudů. Deštivé tlakové oblasti kolem rovníku se navíc posouvají na jih a chladná zóna se zvětšuje.

"Veškeré efekty se vzájemně zesilují, funguje to jako sněhová koule," říká Paine. Nakonec je tak chladno, že ledovce začnou růst, zejména ve vyšších polohách, jako je tomu ve Švýcarsku.

K tomu, aby k tomu došlo, musí však být splněny některé podmínky. Pokud je sopečná erupce například příliš slabá, částice síry se nedostanou až do horní atmosféry. Pokud je naopak příliš silná, prachový sloupec se vlastní váhou může zhroutit, takže relativně málo síry se dostane do vyšší atmosféry.

Paine zdůrazňuje: Fenomén by neměl být zaměňován s tím, co se stalo v roce 1816 v "roce bez léta". Tehdy vedla erupce sopky Tambora v dnešní Indonésii k poklesu teplot o několik stupňů, což po celém světě způsobilo neúrodu a hladomory. Efekt však trval pouze jeden rok, než částice prachu zmizely z atmosféry.

U dlouhodobějších chladných období je to jinak. "Sírové částice pouze spustí proces. Avšak jejich účinky na systém Země přetrvávají desítky nebo dokonce staletí poté, co se částice znovu vyplaví z atmosféry."

Prognózy jsou obtížné

Velkou otázkou je, zda by v blízké budoucnosti mohlo podobné chladné období vyvolané sopkami nastat. "Při námi zkoumaných událostech bylo klima takříkajíc v přirozeném stavu," upozorňuje vědkyně. V současnosti se však pod vlivem člověka nachází v nebývalém stavu.

Někteří výzkumníci věří, že klima by kvůli tomu mohlo v událostech jako sopečné erupce mnohem snáze vypovědět funkci. Jiní však věří, že sopečný výbuch je dnes už jen kapkou na rozpáleném žhavém kameni – vzhledem k obrovským změnám atmosféry, které právě probíhají. "Čím více se naše klima mění, tím složitější se stávají procesy," říká Paine. "Zde je třeba ještě zaplnit velkou mezeru ve znalostech."

Kontakt pro tisk:

Alice R. Paine

Katedra environmentálních věd

Univerzita v Basileji

Bernoullistrasse 32

4056 Basel

Tel.: +41 61 207 2880

E-Mail: alice.paine@unibas.ch

Poznámka redakce: Autorská práva k obrázku náleží príslušnému vydavateli.