Mítosz: a vulkáni tevékenység jobban hat a mostani éghajlatváltozásra, mint az ember. Tegyük helyre a tűzhányókat!

A klímaszkeptikusok egy része azt állítja, hogy elsősorban nem az emberi üvegházgáz kibocsátás, hanem egyéb természeti jelenségek, így a vulkanizmus okozza a jelenlegi éghajlatváltozást. Amellett, hogy tévednek, még csak nincs is konszenzus az érvelésük körül. Kétféle hatást miatt jelölik meg a vulkanizmust az éghajlatváltozás okaként, és ezek ellentmondásban vannak. Melyek ezek és mik a valódi tudományos tények?
Mítosz: a vulkáni tevékenység jobban hat a mostani éghajlatváltozásra, mint az ember. Tegyük helyre a tűzhányókat!

A klímaszkeptikusok egy csoportja úgy gondolja, hogy a vulkanizmus tehető felelőssé az éghajlatváltozásért. Szerintük ugyanis a vulkánok több szén-dioxidot (és még nagyon sok minden mást) bocsátanak ki, mint az emberi tevékenység, így ez okozza valójában a globális átlaghőmérséklet emelkedését.

Szárazföldi és víz alatti vulkanizmus is CO2 kibocsátással jár. Az óceánokban található vulkánok esetén ez körülbelül 66-97 millió tonna CO2 egy évben. A szárazföldi vulkanizmusból körülbelül 242 millió tonna CO2 kerül a légkörbe évente. Bár ez jelentős mennyiségnek tűnik, ha összevetjük az antropogén (emberi tevékenységből származó) kibocsátással, ami jelenleg körülbelül 40 milliárd tonna egy évben, már nem is olyan sok.

Az emberi üvegházhatású-gázkibocsátás kb. 100-szor nagyobb, mint a vulkáni CO2 kibocsátás.

Hogy néz ki ez picike szmogfelhőben kifejezve? Így:

Balra a vulkáni, jobbra az emberi eredetű üvegházhatású-gázkibocsátás. A kép az arányok szemléltetése miatt fontos. Forrás: https://skepticalscience.com/volcanoes-and-global-warming.htm

De van kicsit hagyományosabb is, ipartelep vs. vulkán grafikával:

Balra: éves CO2 kibocsátás a fosszilis energiahordozók égetésétől és a földhasználat változástól. Jobbra: vulkáni tevékenységből fakadó CO2 kibocsátás Forrás: https://skepticalscience.com/graphics.php?g=28

Ahogy azt már egy korábbi cikkünkben írtuk, a kutatók tudományos eszközökkel meg tudják állapítani, hogy a légkörbe került CO2 természetes eredetű vagy antropogén tevékenységből származik.

A másik klímaszkeptikus érvelés szerint a vulkanikus tevékenység elmúlt néhány évtizedben tapasztalható csökkenésének köszönhetően indult el a melegedés.

Amellett, hogy az előző érvelésnek, ahol a vulkanizmusra fogják a melegedést, ez ellentmond, ebben még akár lehetne is valami, ugyanis a vulkáni tevékenységhez valóban inkább hűlés szokott társulni. Ennek oka, hogy a vulkanizmus fajtájától függően vulkáni hamu és por, valamint kén-dioxid (SO2, ami vízzel reagálva kénsav-aeroszollá alakul) kerül a légkörbe. Az utóbbi például savas eső formájában mosódhat ki. A felsorolt anyagok a légköri tartózkodásuk ideje alatt, mivel átlagos méretük a látható fény tartományába esik, igen nagy mértékben kölcsönhatnak a napsugárzással, és a visszaverődés következtében csökkentik a földfelszín közeli levegő hőmérsékletét. A troposzféra hűlésnek indul, ezzel szemben a sztratoszférában melegedés mutatható ki, köszönhetően a közeli infravörös sugárzás abszorbciójának (sugárzáselnyelődésének) a sztratoszféra felső részén, és a terresztriális sugárzásénak a szféra alsó részén. Nyilván ha a vulkanizmus intenzitása csökken, akkor a troposzférában tapasztalt hűtő hatás megszűnik, és melegedés indul el. Fontos még kiemelni a sztratoszférában lejátszódó folyamatokat, melyek során a vulkanikus folyamatokból a sztratoszférába jutó kén-dioxid reakciója révén bontja a sztratoszférikus ózont.

A vulkanizmusból, vagyis ebben az esetben annak csökkent intenzitásából származó hatást természetesen az éghajlatváltozás hatásának becslése során is figyelembe veszik. Egy erőteljesebb vulkánkitörés, például egy olyan, mint az 1991-es Pinatubo kitörés akár 0,1-0,3 °C-al hűtheti a légkört néhány évre. Természetesen kitörések sorozata akár évtizedekig is hatással lehet a légkörre. A tény viszont, hogy a jelenlegi éghajlatváltozás esetében, bár a vulkanikus tevékenység gyakoriságának csökkenése bizonyos mértékű felmelegedéssel járt (hiszen megszűnt a vulkanizmusból eredő hűtő hatás), nem olyan mértékű, hogy magyarázza a tapasztalt hőmérséklet-emelkedést.

A vulkanizmus környezeti hatásainál fontos még megemlíteni, hogy a hatás erőssége és időtartama nagyban függ attól, hogy milyen magasra jut fel a vulkáni hamu és por a légkörben. A sztratoszférában akár néhány évig, míg a troposzférában néhány hétig maradnak meg ezek a részecskék. Az egyes kitörések környezeti hatásai természetesen eltérőek a robbanás jellegétől és lejátszódásától függően, mert fontos szempont, hogy a folyamat során milyen mennyiségű gáz jut a légkörbe, valamint jelentős különbségek lehetnek a hamu és láva mennyiségében is.

Foglaljuk össze a vulkanizmus lehetséges hatásait az egyes éghajlati tényezőkre (ezek nem minden esetben és eltérő intenzitással valósulnak meg) lebontva:

  • Napsugárzás, napfénytartam: a tárgyalt folyamatok során nagy mennyiségű aeroszol és vulkáni törmelékanyag kerülhet a légkörbe. Ennek eredményeképp a különböző sugárzási folyamatok (szóródás, visszaverődés) következtében kevesebb sugárzás jut el a felszínre a Nap felől. A légkör azon részén ahol a légkörbe kilövellt anyagok következtében megnő a részecskék száma, melegedés jellemző, de általánosságban a földfelszín közelében hűl a hőmérséklet, hiszen nem ér el odáig a sugárzás. Az energiamérleg ennek folyományaként megváltozik, és eltérő időskálán módosulhat a klíma.
  • Hőmérséklet: a kitörések utáni hónapokban/években időszakos hűlés figyelhető meg, a legjelentősebb folyamatok következtében átlagosan 0,5-1 °C de általában kevesebb.
  • Csapadék: a kitörés után közvetlenül a vulkán környezetében az intenzív feláramlások (jelentős hőhatás következtében) valamint a légkörbe kerülő gőzpára miatt heves esőzések indulhatnak meg. A későbbi időszakban, nagyobb területen a jelentős mennyiségű vulkáni eredetű aeroszolok kondenzációs magként működnek és elősegítik a felhőképződést.
  • Légnyomásváltozások: a kitörések során nyomáshullámok alakulhatnak ki, melyek a kitöréstől több száz kilométerre is mérhető változást okoznak a légnyomásban.
  • Fény- és hangjelenségek: a vulkánkitörések után hullámok keletkezhetnek a légkörben. Ezek egy része hanghullámként több ezer kilométer távolságra is eljuthat. A hangjelenség mellett fontosak a felsőlégkör optikai jelenségei, melyek összefüggésbe hozhatóak a vulkanikus folyamatokkal. Ilyen például a halojelenség mely esetén a kitörés a jégképződésben játszik szerepet, vagy a koszorújelenség, amikor vízcseppeken verődik vissza a sugárzás.
A vulkánkitörés klimatikus hatásainak magyarázata (Robock, A., 2000 : Volcanic eruptions and climate. Rutgers University, Department of Environmental Sciences)

De honnan tudhatjuk pontosan az egyes kitörések következményeit?

A legfontosabb adatforrások az antarktiszi és grönlandi jégfuratok, melyekből indirekt (ún. proxy adatok) módon információt kaphatunk a vulkanikus folyamatok során a légkörbe került aeroszolok eloszlásáról és optikai mélységéről. Az optikai mélység egy adott közegbeli sugárzásgyengítésre jellemző, amely az adott közegben lévő gázok és aeroszolok abszorpciójának és szórásának az összeghatását jelenti. A legújabb módszerekkel már el tudják különíteni a kutatók a sztratoszférikus és troposzférikus vulkanikus eredetű aeroszolok kiülepedését is a jégfuratok analízise során. Egyes kitörések mindkét félteke jégfurat mintáiban kimutathatóak (pl.: Krakatau kitörése).

Természetesen az éghajlati-rendszer állapotáról és az éghajlatváltozásról szóló kutatások és jelentések során a kutatók arra törekszenek, hogy elválasszák a vulkanikus kényszert a többi lehetséges behatástól. Az éghajlati idősorok vizsgálata során figyelembe veszik az intenzívebb vulkanizmusból származó esetleges hűtő vagy fűtő hatást is, ezek azonban messze nem elég jelentősek a tapasztalt éghajlatváltozás előidézéséhez. Az eredmények tovább pontosíthatóak a jövőben ha a kisebb, a sztratoszféra kevésbé magas rétegeiben ható vulkánkitörések is bekerülnek az elemzésbe mely az egyre fejlődő mérési technikákkal és modellekkel lesz megvalósítható.

Források:
https://skepticalscience.com/Two-attempts-to-blame-global-warming-on-volcanoes.html
http://petrology.geology.elte.hu/laki_Harangi_TV_2008.pdf
https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf
http://climate.envsci.rutgers.edu/pdf/ROG2000.pdf

Szabó Amanda Imola

Szabó Amanda Imola

Meteorológus-éghajlatkutató, doktorandusz az ELTE TTK Meteorológiai Tanszékén és a Másfél fok egyik állandó szerzője.

Megtalálsz minket a Facebookon és az Instagramon is!