Wulkany wpłynęły na klimat bardziej niż myśleliśmy

Autorzy pracy wykorzystali 9000 próbek drewna i drzew z różnych rejonów świata, by precyzyjnie określić zmiany temperatury w Ameryce Północnej, Europie i Azji od początku naszej ery do dziś. Potwierdzone okresy ochłodzeń i ociepleń klimatu porównali z zapisem najpotężniejszych erupcji wulkanów i ważnych wydarzeń społecznych. Kluczowe znaczenie dla wiarygodności badań miało wykorzystanie próbek drewna, równomiernie rozłożonych w czasie tych 2000 lat. Wyniki wcześniejszych prac zakłócała nadmierna koncentracja badaczy na młodszych próbkach. 

Autorzy pracy zwracają uwagę na to, że obserwowane przez nich efekty aktywności wulkanicznej są większe, niż się spodziewano. Wskazują na to, że precyzyjne ustalenia dotyczące wahań średniej letniej temperatury pozwalają lepiej zrozumieć naturalne przyczyny zmian klimatycznych i ich społeczne konsekwencje. Skwapliwie zapewniają przy tym, że ich odkrycia w żadnym stopniu nie kwestionują wiedzy na temat wpływu człowieka na obecne zmiany klimatyczne. 

Badania słojów rocznego przyrostu na przykładzie żywych drzew i drewna może przynieść nam ogrom informacji na temat warunków klimatycznych z przeszłości. Na razie zdecydowana większość z tych informacji pochodziła ze stosunkowo młodych próbek, znacznie mniej badań prowadzono na próbkach sprzed tysiąca lat i starszych – mówi pierwszy autor pracy, prof. Ulf Büntgen z Cambridge Department of Geography. 

Rezygnacja z części danych z tego najnowszego okresu pozwoliła zdobyć bardziej precyzyjną wiedzę na temat udziału, jaki w zmianach klimatycznych ma człowiek, a jakie jest znaczenie czynników naturalnych – dodaje.  

Porównanie wyników analizy słojów drzew i rdzeni lodowych pozwoliło ocenić wpływ erupcji wulkanów na średnią letnią temperaturę. Okazuje się, że potężne wybuchy mogą przyczynić się do obniżenia temperatury o ułamek stopnia Celsjusza, przy czym są rejony Ameryki Północnej i Eurazji, gdzie efekty te są bardziej widoczne. Kluczowe znaczenie ma ilość wyrzuconych do stratosfery związków siarki. To tam przyczyniają się one do tworzenia cząsteczek, które blokują część promieniowania słonecznego i prowadzą do czasowego ochłodzenia. To skraca okres wegetacji i prowadzi do spadku plonów. Jeśli w danym okresie erupcji wulkanów nie było, Ziemia przyjmowała więcej energii słonecznej i średnia temperatura rosła. 

Niektóre modele klimatyczne oceniają wpływ wulkanów jako przejściowy i chwilowy. Kiedy jednak przeanalizuje się sumaryczny efekt przez całę stulecie, efekt może utrzymywać się dłużej – mówi Büntgen. Względnie ciepłe warunki w III, X i XI wieku możemy wyjaśnić, wskazując na obserwowany w tych okresach, brak aktywności wulkanicznej. To prawdopodobnie dlatego średnia letnia temperatura w dziesięcioleciach po 280, 990 i 1020 roku była porównywalna z tą ze współczesnych nam czasów, ale sprzed 2010 roku. 

Współpraca z historykami pozwoliła ocenić, że stabilny, ciepły okres klimatyczny w czasach rzymskich i średniowiecznych, przyczyniał się do społecznej i politycznej stabilizacji na terenach Europy i Chin. Okresy większej aktywności wulkanicznej można natomiast powiązać z okresami konfliktów i ekonomicznej zapaści. 

Interpretacja historii jest zawsze wyzwaniem, wiele czynników, politycznych, ekonomicznych i kulturowych ma tu wpływ – podkreśla współautor pracy, wulkanolog, dr Clive Oppenheimer. Wielki wybuch wulkanu, prowadzi jednak do istotnego spadku plonów, który może dotknąć miliony ludzi. Głód prowadzi do chorób, konfliktów i migracji. Historyczne zapisy przynoszą na to wiele dowodów. 

Spodziewaliśmy się, że silna aktywność wulkaniczna przynosi takie efekty, szczególnie w sytuacjach, gdy społeczeństwa już wcześniej znalazły się pod presją, to dla nas jednak niespodzianka, że tak wyraźnie widać efekt odwrotny. Stulecia mniejszej aktywności wulkanicznej przynosiły letnią temperaturę wyższą od wieloletniej średniej

dodaje Oppenheimer

Zdaniem autorów pracy, nowe dane na temat wahań temperatury pozwalają lepiej zrozumieć okresy historyczne, w których zmiany klimatyczne i reakcje środowiska miały szczególnie nasilony wpływ na losy człowieka. To ma istotne znaczenie dla naszej współczesności i przyszłości. Przyspieszenie zmian klimatycznych może bowiem prowadzić do częstszych przypadków powodzi, susz, burz i pożarów lasów. 

Ludzie nie mają wpływu na to, czy wulkany wybuchają, czy nie – wskazuje Büntgen. Obecne ocieplenie jest z pewnością związane z aktywnością człowieka i choć nic na przyszłość nie jest pewne, dobrze byłoby precyzyjnie wiedzieć, jak zmiany klimatyczne w przeszłości wpływały na naszą cywilizację – dodaje.