Kaip ugnikalnio išsiveržimas gali atšaldyti vasarą? Netikėtas dūmų ir dulkių efektas

Ugnikalnių išsiveržimai dažniausiai siejasi su lavos upėmis, pelenų lietumi ir skrydžių chaosu, tačiau jų poveikis nesibaigia kraterio ribose. Stipresni sprogimai geba keliais metais pakeisti orus įvairiuose žemynuose ir net laikinai atvėsinti visos Žemės klimatą.

Mokslininkai jau seniai stebi, kaip į dangų išmestos dujos ir dalelės iškreipia saulės šviesos kelią, keičia debesų savybes ir net sukuria neįprastai spalvingus saulėlydžius. Visa tai vyksta tyliai ir lėtai, jau tada, kai pats išsiveržimas seniai nustojo būti naujiena.

Kas nutinka, kai ugnikalnis „iššauna“?

Didelio masto sprogstamieji išsiveržimai į stratosferą iškelia pelenų, dulkių ir dujų stulpą, kuris gali pakilti į 15 ar net 25 kilometrų aukštį. Dalį šiukšlių gana greitai išplauna lietus, tačiau sieros turinčios dujos virsta smulkiomis dalelėmis, galinčiomis ten išsilaikyti metus ir ilgiau.

Šios dalelės skersmens dažnai būna panašios į matomos šviesos bangos ilgį, todėl jos labai efektyviai sklaido saulės spindulius. Ant žemės pasiekia mažiau tiesioginės spinduliuotės, o atmosfera gauna daugiau išsklaidytos šviesos, todėl dienos gali tapti šiek tiek blankesnės ir vėsesnės.

Natūralūs „saulės akiniai“ virš mūsų

Smulkios sieros aerozolių dalelės stratosferoje veikia panašiai kaip milžiniški, plika akimi nematomi akiniai nuo saulės. Jos atspindi dalį saulės energijos atgal į kosmosą ir kartu sugeria spinduliuotę viršutiniuose atmosferos sluoksniuose.

Tokiu būdu Žemės paviršius gauna keliais proc. mažiau šilumos energijos nei įprastai, o tai gali sumažinti vidutinę temperatūrą visame pasaulyje. Nors pokytis atrodo nedidelis, vos kelių dešimtųjų laipsnio kritimas jau yra pakankamai reikšmingas meteorologiniams rekordams ir žemdirbystei.

Istoriniai atvėsimo pavyzdžiai

Istoriniai metraščiai ir medžių rievės liudija, kad stipriausi išsiveržimai jau ne kartą koregavo klimatą. Po didelių sprogimų kai kuriose vietovėse užfiksuotos šaltos vasaros, neįprastai ilgos žiemos ir prasti derliai.

Meteorologinės analizės rodo, kad žemyno mastu tokie pokyčiai ypač ryškūs vidutinėse platumose. Ten sezonų skirtumai labiausiai priklauso nuo saulės spinduliuotės kiekio, todėl bet koks jos sumažėjimas dvejiems ar trejiems metams tampa greitai pastebimas.

Ne tik vėsesnės dienos, bet ir keistesnis dangus

Vulkaninės dalelės ne tik atšaldo paviršių, bet ir pakeičia tai, ką matome žiūrėdami į dangų. Smulkūs aerozoliai ypač efektyviai sklaido mėlyną ir žalią šviesos dalį, todėl saulėlydžiai ir saulėtekiai po didelių išsiveržimų tampa neįprastai raudoni ir violetiniai.

Manoma, kad kai kurie žymių dailininkų paveiksluose užfiksuoti įspūdingai spalvoti vakaro dangūs gali būti siejami būtent su tuo laikotarpiu vykusiais ugnikalnių išsiveržimais. Tuomet menininkai dar nežinojo, kad tapo ne tik kraštovaizdį, bet ir meteorologinę anomaliją.

Kodėl efektas trunka tik kelerius metus?

Skirtingai nuo atmosferoje ilgai išliekančių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, vulkaniniai aerozoliai yra laikini. Jie palaipsniui suyra, nusėda arba išplaunami kritulių, todėl po kelių metų Žemės energijos balansas vėl priartėja prie ankstesnio lygio.

Be to, ne kiekvienas išsiveržimas turi tokį patį poveikį. Jei dauguma dalelių lieka troposferoje, jų gyvavimo laikas yra gerokai trumpesnis, tad klimato pokytis apsiriboja keliais mėnesiais ir dažniausiai fiksuojamas tik regioniniu mastu.

Ar ugnikalniai gali „išgelbėti“ nuo atšilimo?

Pastaraisiais metais diskusijose apie klimato kaitą vis dažniau minimas vadinamasis saulės spinduliuotės valdymas, kai žmogus sąmoningai imituotų vulkaninius aerozolius. Idėja paprasta: iškelti į stratosferą dalelių, kurios atspindėtų saulės šviesą ir laikinai atvėsintų planetą.

Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad tai būtų rizikingas eksperimentas su sudėtinga klimato sistema. Aerosolių papildymas keistų kritulių pasiskirstymą ir atmosferos cirkuliaciją, o staigus tokio „skėčio“ nutraukimas galėtų sukelti staigų ir pavojingą atšilimo šuolį.

Ką reiškia vienas didelis išsiveržimas mums?

Žmonių kasdienybėje vulkaninis atvėsimas dažniausiai jaučiamas kaip keletą sezonų trunkanti vėsesnė vasara ar sniegingesnė žiema tam tikruose regionuose. Žemdirbystei tai gali reikšti tiek derliaus sumažėjimą, tiek ir didesnę šalnų riziką neįprastu metu.

Kita vertus, klimato tyrėjams tokie įvykiai yra natūralūs eksperimentai, padedantys geriau suprasti, kaip atmosfera reaguoja į staigius pokyčius. Kiekvienas didesnis išsiveržimas tampa proga patikrinti modelių prognozes ir tobulinti žinias apie tai, kaip subtili yra Žemės energijos pusiausvyra.