Como os vulcões influenciam o clima e como suas emissões se comparam ao que produzimos

Como os vulcões influenciam o clima e como suas emissões se comparam ao que produzimos Erupções vulcânicas rápidas e volumosas, há cerca de 252 milhões de anos, podem estar ligadas a um evento de extinção em massa. de www.shutterstock.com, CC BY-ND

Todo mundo está falando sobre reduzir nossa pegada de carbono, zero emissões, plantar culturas sustentáveis ​​para biodiesel etc. É verdade o que as postagens na Internet dizem que uma erupção do vulcão por algumas semanas tornará todos os nossos esforços nulos e sem efeito?

O pretexto para esta pergunta é compreensível. As forças da natureza são tão poderosas e operam em tal magnitude que os esforços humanos para influenciar nosso planeta podem parecer inúteis.

Se uma erupção vulcânica pode alterar nosso clima a tal ponto que nosso mundo se torna rapidamente uma "casa de gelo" ou uma "estufa", então talvez nossos esforços para mitigar as mudanças climáticas antropogênicas sejam uma perda de tempo?

Para responder a essa pergunta, precisamos examinar como nossa atmosfera se formou e quais evidências geológicas existem para as mudanças climáticas induzidas vulcanicamente. Também precisamos analisar dados recentes comparando as emissões vulcânicas e humanas de gases de efeito estufa.

Há evidências de mudanças climáticas catastróficas de erupções vulcânicas muito grandes e prolongadas no registro geológico. Porém, em tempos mais recentes, aprendemos que as emissões vulcânicas podem levar a um resfriamento a curto prazo e ao aquecimento a longo prazo. E a evidência do golpe fatal é que as emissões de gases de efeito estufa induzidas pelo homem excedem em muito as da atividade vulcânica, particularmente desde 1950.

Forjando a atmosfera da Terra

Vamos voltar aos primeiros princípios e olhar para de onde veio a nossa atmosfera. A Terra tem 4.56 bilhões de anos. O consenso comum é que a atmosfera da Terra resulta de três processos principais:

1. restos de gases primordiais da nebulosa solar desde os primórdios da formação do planeta

2. outgassing do interior da terra de eventos vulcânicos e afins

3. a produção de oxigênio a partir da fotossíntese.

Também houve contribuições ao longo do tempo de cometas e colisões de asteróides. Desses processos, a desgaseificação planetária interna é o processo mais importante de geração de atmosfera, particularmente durante o primeiro dos quatro éons da história da Terra, o Hadean quente.

As erupções vulcânicas contribuíram para esse processo desde então e forneceram a maior parte da nossa atmosfera e, portanto, o clima dentro dela.

A seguir, a questão das erupções vulcânicas e sua influência no clima. O clima da Terra mudou ao longo do tempo geológico. Houve períodos de um "estufa" sem gelo. Alguns argumentam que o nível do mar estava 200 a 400 metros mais alto do que hoje e uma proporção significativa dos continentes da Terra estava submersa abaixo do nível do mar.

Outras vezes, durante um "Terra de bola de neve”, Nosso planeta estava coberto de gelo mesmo no equador.

Que contribuição as erupções vulcânicas deram a essa variação climática? Como exemplo de grande influência, alguns cientistas vinculam extinções em massa a grandes eventos de erupção vulcânica.

A associação mais famosa é a da erupção de vulcões que produziram o Armadilhas Siberianas. Esta é uma grande região de sequências grossas de rochas vulcânicas, de 2.5 a 4 milhões de quilômetros quadrados, em uma área nas províncias do leste da Rússia. Erupções vulcânicas rápidas e volumosas há cerca de 252 milhões de anos liberaram quantidades suficientes de aerossóis de sulfato e dióxido de carbono para desencadear invernos vulcânicos de curta duração e aquecimento climático de longa duração, durante um período de 10s de milhares de anos.

As erupções da armadilha da Sibéria foram um fator causal no maior evento de extinção em massa da Terra (no final do período do Permiano), quando 96% das espécies marinhas da Terra e 70% da vida terrestre deixaram de existir.

Mudança climática natural nos últimos 100 milhões de anos

A evidência geológica indica que os processos naturais podem realmente mudar radicalmente o clima da Terra. Mais recentemente (em termos geológicos), nos últimos 100 milhões de anos, as águas do fundo do oceano esfriaram, o nível do mar caiu e o gelo avançou. Nesse período, também ocorreram períodos de uma Terra mais quente, provavelmente causada por liberações rápidas (naturais) de gases de efeito estufa.

Homo sapiens evoluiu nos últimos milhões de anos, em grande parte durante uma era glacial, quando camadas de gelo de até dois quilômetros de espessura cobriam grandes áreas dos continentes do norte e o nível do mar estava 100 metros mais baixo do que hoje. Esse período terminou 10,000 anos atrás, quando nosso período moderno de aquecimento interglacial começou.

Ciclos astronômicos que levam a variações climáticas são bem compreendidos - por exemplo, os ciclos de Milankovitch, que explicam as variações na órbita da Terra ao redor do Sol, e os movimentos / balanços periódicos do eixo da Terra. Todas as causas geológicas e tectônicas desse resfriamento geral da Terra a longo prazo são menos bem compreendidas. As hipóteses incluem contribuições de vulcões e processos ligados à ascensão do Himalaia e do Tibete (de 55 milhões de anos atrás).

Erupções vulcânicas específicas e impactos climáticos

Pesquisadores estudaram especificidades erupções vulcânicas e mudanças climáticas. Monte Pinatubo (Filipinas) produziu uma das maiores erupções dos últimos tempos em 1991, liberando 20 milhões de toneladas de dióxido de enxofre e partículas de cinzas na estratosfera.

Essas erupções maiores reduzem a radiação solar que atinge a superfície da Terra, temperaturas mais baixas na troposfera mais baixa e alteram os padrões de circulação atmosférica. No caso de Pinatubo, as temperaturas troposféricas globais caíram até 4 ° C, mas os invernos do hemisfério norte aqueceram.

Vulcões explodem uma mistura de gases, incluindo gases de efeito estufa, aerossóis e gases que podem reagir com outros constituintes atmosféricos. As reações atmosféricas com gases vulcânicos podem produzir rapidamente substâncias como o ácido sulfúrico (e sulfatos relacionados) que atuam como aerossóis, resfriando a atmosfera.

Adições a longo prazo de dióxido de carbono têm impactos de aquecimento. Erupções vulcânicas de maior escala, cujas nuvens de cinzas atingem níveis estratosféricos, têm os maiores impactos climáticos: quanto maior e mais prolongado o período de erupção, maiores os impactos.

Pensa-se que estes tipos de erupções tenham sido um causa parcial para o período da Pequena Era do Gelo, um evento de resfriamento global de cerca de 0.5 ° C, que durou do século XV ao final do século XIX. Super vulcões como Yellowstone (EUA), Toba (Indonésia) e Taupo (Nova Zelândia) podem, teoricamente, produzir erupções de volume muito grande com impactos climáticos significativos, mas há incerteza sobre quanto tempo essas erupções influenciam o clima.

Talvez a evidência mais forte para responder se nossas emissões (humanas) ou vulcões têm uma influência mais forte no clima está na escala da produção de gases de efeito estufa. Desde 2015, as emissões antropogênicas globais de dióxido de carbono estão em torno de 35 a 37 bilhões de toneladas por ano. As emissões vulcânicas anuais de CO₂ são de cerca de 200 milhões de toneladas.

Em 2018, as emissões antrópicas de CO₂ foram 185 vezes maiores que as emissões vulcânicas. Esta é uma estatística surpreendente e um dos fatores que persuade alguns geólogos e cientistas naturais a propor uma nova época geológica chamada Antropoceno, em reconhecimento de que os seres humanos estão excedendo os impactos de muitos processos globais naturais, principalmente desde a década de 1950.

Há evidências de que os vulcões influenciaram fortemente o clima em escalas de tempo geológicas, mas, desde 1950, em particular, é Homo sapiens que teve de longe o maior impacto no clima. Não vamos desistir de nossas aspirações de redução de emissões de CO₂. Vulcões podem não salvar o dia.A Conversação

Sobre o autor

Michael Petterson, professor de geologia, Universidade de Tecnologia de Auckland

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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