Jak wybuchy wulkanów wpływają na warstwę ozonową
Kiedy w styczniu 2022 roku w rejonie wysp Tonga wybuchł wulkan Hunga, skutki tego zjawiska były odczuwalne zarówno na powierzchni Ziemi, jak i wysoko na niebie. Erupcja ta spowodowała wyrzut materiału na niespotykaną wysokość 30 mil nad powierzchnią Ziemi, zmieniając skład chemiczny i dynamikę stratosfery i powodując utratę 7 % warstwy ozonowej nad dużym obszarem półkuli południowej. „Chociaż mamy świadomość, że wybuchy wulkanów mogą wpływać na ozon w stratosferze, nie wiemy dokładnie, w jaki sposób takie zmiany wpływają na klimat i ogólnie na cały system ziemski”, wyjaśnia Freja Chabert Østerstrøm, naukowiec specjalizująca się w badaniach atmosfery na Uniwersytecie w Aarhus. Poszukiwaniem odpowiedzi na te pytania zajmuje się zespół finansowanego ze środków UE projektu SOLVE.
Znaczenie szerokości geograficznej, pory roku i zawartości fluorowców
Østerstrøm spędziła najpierw dwa lata na Uniwersytecie Harvarda, gdzie pracowała z trójwymiarowymi chemiczno-klimatycznymi modelami wulkanów. Część tych prac koncentrowała się na badaniu wrażliwości ozonosfery w zależności od szerokości geograficznej i pory roku erupcji, a także od zawartości fluorowców. Fluorowce to grupa pierwiastków chemicznych obejmująca między innymi chlor, brom i jod. W ramach tych badań Østerstrøm poddała analizie trzy różne scenariusze erupcji, wykonując symulacje dla dwóch różnych pór roku i sześciu różnych szerokości geograficznych reprezentatywnych dla zakresu globalnych szerokości geograficznych, na których występują wulkany. Łącznie przeanalizowano 36 zróżnicowanych scenariuszy. „Odkryliśmy, że głównym czynnikiem modulującym wpływ erupcji ma szerokość geograficzna i zawartość fluorowców w gazach wulkanicznych, podczas gdy pora roku, w której następuje wybuch, odgrywa pomniejszą rolę”, mówi Østerstrøm.
Wulkany a skład stratosfery
Po wybuchu wulkanu Hunga w 2022 roku Østerstrøm skupiła się na opisaniu globalnych zmian w stratosferze i skutków, jakie zaobserwowano w pierwszym roku po erupcji. „Tutaj pokazaliśmy, jak po erupcji zmieniły się obserwowane parametry dotyczące składu stratosfery, właściwości chemicznych i globalnej zawartości pary wodnej”, dodaje Østerstrøm. Badania te są częścią mającego się wkrótce ukazać sprawozdania Światowego Programu Badań Klimatu na temat globalnego wpływu tej erupcji, które z kolei posłuży jako podstawowe źródło informacji dla następnego sprawozdania Światowej Organizacji Meteorologicznej w sprawie ozonu. Sama Østerstrøm jest zaangażowana w prace nad rozdziałem poświęconym skutkom w zakresie właściwości chemicznych i składu stratosfery.
Badanie wpływu przyszłych erupcji wulkanicznych na atmosferę i klimat
Projekt ten, który otrzymał wsparcie z programu działań „Maria Skłodowska-Curie”, pomógł w odpowiedzi na pytanie dotyczące wrażliwości ozonu na wpływ wybuchów wulkanicznych. „Informacje te można wykorzystać na przykład do stworzenia wytycznych wskazujących, w jaki sposób najlepiej uwzględnić erupcje wulkaniczne i ich wpływ w przyszłych ocenach trendów przywracania warstwy ozonowej”, zaznacza Østerstrøm. Oprócz kontynuowania swoich prac nad modelowaniem i analizą erupcji wulkanu Hunga, Østerstrøm zamierza nadal badać, w jaki sposób przyszłe wybuchy wulkanów mogą wpłynąć zarówno na atmosferę, jak i klimat. „Kolejnym wyzwaniem będzie analiza innych gwałtownych zmian w składzie stratosfery, które mogą wpływać na zdrowie ludzi, środowisko i klimat”, podsumowuje. Wyniki badań przeprowadzonych przez Østerstrøm doczekały się publikacji w kilku renomowanych czasopismach naukowych, a jeden z artykułów cieszył się bardzo dużym zainteresowaniem, co potwierdzają najwyższe wyniki Altmetric.
Słowa kluczowe
SOLVE, wulkan, wulkany, wybuch wulkanu, warstwa ozonowa, klimat, zmiana klimatu, stratosfera, atmosfera
