Nový výzkum, který použil pokročilé počítačové modelování k simulaci supererupcí podobných velikostí události Toba naznačuje, že částice blokující sluneční světlo z extrémní sopečné erupce by neochladily povrchové teploty na Zemi tak výrazně, jak se dříve odhadovalo, o čemž napsala NASA na svém vebu. Studie byla v lednu publikována v časopise Journal of Climate.
Pokud jde o nejsilnější sopky, vědci již dlouho spekulují o tom, jak by globální ochlazení po erupci, nazývané též sopečná zima, mohlo potenciálně představovat hrozbu pro lidstvo. Předchozí studie se shodovaly na tom, že k určitému celoplanetárnímu ochlazení dojde, ale rozcházely se v názoru na to, jak velké bude. Odhady se pohybovaly o dva až osm stupňů Celsia.
Přibližně před 74 000 lety vybuchla sopka Toba v Indonésii silou tisíckrát větší než erupce Mount St. Helens v roce 1980. Záhadou zůstává, co se stalo poté. Konkrétně do jaké míry mohla tato extrémní supererubce ochladit globální teploty.
V nové studii v časopise Journal of Climate použil tým z Goddardova institutu pro vesmírná studia (GISS) NASA a Kolumbijské univerzity v New Yorku pokročilé počítačové modelování k simulaci supererupcí podobných události Toba. Zjistili, že ochlazení po erupci pravděpodobně nepřekročí 1,5 stupně Celsia ani v případě nejsilnějších výbuchů.
»Relativně mírné změny teploty, které jsme shledali jako nejvíce slučitelné s důkazy, by mohly vysvětlit, proč žádná samostatná supererupce nepřinesla přesvědčivé důkazy o katastrofě globálního rozsahu pro lidi nebo ekosystémy,« uvedl hlavní autor studie Zachary McGraw, výzkumný pracovník NASA GISS a Kolumbijské univerzity.
Aby se sopečný výbuch mohl považovat za supereruci, musí uvolnit více než 1000 kilometrů krychlových vulkanického mateiálu. Tyto erupce jsou extrémně silné a také vzácné. K poslední supererupci došlo před více než 22 000 lety na Novém Zélandu. Nejznámějším příkladem může být erupce, která před zhruba 2 miliony let rozmetala kráter Yellowstone ve Wyomingu.
Velkou proměnnou jsou právě malé částice vyvrhované do stratosféry
McGraw a jeho kolegové se rozhodli porozumět tomu, co je příčinou rozdílů v modelových odhadech teplot, protože »modely jsou hlavním nástrojem pro pochopení klimatických změn, které se udály příliš dávno na to, aby zanechaly jasné záznamy o jejich závažnosti«. Zaměřili se na proměnnou, kterou lze jen obtížně určit, protože je jí velikost mikroskopických částic síry, které se dostávají do atmosféry ve výšce několika kilometrů.
Ve stratosféře (ve výšce asi 9,6 až 48 kilometrů) dochází při chemických reakcích ke kondenzaci plynného oxidu siřičitého ze sopek na kapalné síranové částice. Tyto částice mohou ovlivňovat povrchovou teplotu na Zemi dvěma protichůdnými způsoby, a to odrážením dopadajícího slunečního světla (způsobují ochlazování), nebo zachycováním odcházející tepelné energie (druh skleníkového oteplování).
Výzkumníci ukázali, do jaké míry průměr částic sopečného aerosolu ovlivňuje teplotu po erupci supervulkánu. Čím menší a hustší částice byly, tím větší byla jejich schopnost blokovat sluneční záření. Odhad velikosti částic je však náročné, protože předchozí supererubce nezanechaly spolehlivé fyzické důkazy. V atmosféře se velikost částic mění, jak se srážejí a kondenzují. Dokonce, i když částice dopadnou zpět na Zemi a zachovají se v ledových jádrech na pólech, nezanechávají kvůli míchání a zhutňování jasný fyzikální záznam.
Simulací supererupcí s různou velikostí částic vědci zjistili, že supererupce možná nejsou schopny změnit globální teplotu výrazněji než největší erupce v moderní době. Například erupce Mount Pinatubo na Filipínách v roce 1991 způsobila pokles globálních teplot asi o půl stupně Celsia na dva roky.
V průběhu let tento chladicí jev také podnítil otázky a nápady, jak by člověk mohl zvrátit globální oteplování (koncept nazývaný geoinženýrství), záměrným vháněním aerosolových částic do stratosféry, aby podpořil chladicí efekt.
»Záhady ochlazování v důsledku supererupcí vyžadují další výzkum. Je třeba provést komplexní srovnání modelů a také další laboratorní a modelové studie faktorů určujících velikost částic sopečného aerosolu,« uvedl k nové studii Luis Millán atmosférický vědec z Laboratoře tryskového pohonu NASA v jižní Kalifornii, který se ale na studii nepodílel.
»Podle mého názoru je to další příklad toho, proč je geoinženýrství prostřednictvím vstřikování stratosférického aerosolu ještě hodně, hodně daleko od reálných možnosté,« dodal vzhledem k přetrvávajícím nejistotám ohledně efektu Millán.
(mac)