Водяной пар от извержения вулкана Тонга может нагревать Землю в течение многих лет

Спустя более восьми месяцев после извержения подводного вулкана Тонга ученые все еще анализируют последствия сильного взрыва и обнаруживают, что он может нагреть планету.

Недавно исследователи подсчитали, что в результате извержения вулкана Тонга в атмосферу было выброшено около 50 миллионов тонн водяного пара в дополнение к огромному количеству пепла и вулканических газов. Этот массивный выброс пара увеличил количество влаги в глобальной стратосфере примерно на 5% и мог вызвать цикл стратосферного охлаждения и нагрева поверхности — и, согласно новому исследованию, эти эффекты могут сохраняться в ближайшие месяцы.

Извержение вулкана Тонга, начавшееся 13 января и достигшее пика двумя днями позже, было самым мощным за последние десятилетия на Земле. Взрыв распространился на 260 километров и поднял столбы пепла, пара и газа на высоту более 20 км.

Крупные извержения вулканов обычно охлаждают планету, извергая диоксид серы в верхние слои земной атмосферы, которая фильтрует солнечное излучение. Частицы камня и пепла также могут временно охлаждать планету, блокируя солнечный свет. Таким образом, широко распространенная и сильная вулканическая активность в далеком прошлом Земли могла способствовать глобальному изменению климата, вызвав массовые вымирания миллионы лет назад.

Недавние извержения также продемонстрировали способность вулканов охлаждать планету. В 1991 году, когда гора Пинатубо на Филиппинах взорвалась, аэрозоли, извергнутые вулканическим взрывом, снизили глобальную температуру примерно на 0,5 градуса по Цельсию как минимум на один год.

Тонга выбросила около 440 000 тонн диоксида серы, что составляет около 2% от количества, извергнутого горой Пинатубо во время извержения 1991 года. Но в отличие от Пинатубо (и большинства крупных извержений вулканов, которые происходят на суше), подводные вулканические шлейфы Тонги отправили «значительное количество воды» в стратосферу, зону, которая простирается от примерно 20 км над поверхностью Земли до 50 км.

В подводных вулканах извержения могут получать большую часть своей взрывной энергии от взаимодействия воды и горячей магм, что приводит к выбросу огромного количества воды и пара в столб извержения, пишут ученые в новом исследовании. В течение 24 часов после извержения шлейф распространился в атмосферу более чем на 28 км.

Исследователи проанализировали количество воды в шлейфах, оценив данные, собранные с помощью инструментов, называемых радиозондами, которые были прикреплены к метеозондам и отправлены в вулканические шлейфы. По мере того, как эти инструменты поднимаются в атмосферу, их датчики измеряют температуру, давление воздуха и относительную влажность, передавая эти данные на наземный приемник.

Атмосферный водяной пар поглощает солнечное излучение и переизлучает его в виде тепла; с десятками миллионов тонн влаги Тонги, которые теперь дрейфуют в стратосфере, поверхность Земли будет нагреваться — хотя, согласно исследованию, неясно, насколько сильно.

Но поскольку пар легче, чем другие вулканические аэрозоли, и меньше подвержен влиянию гравитации, для рассеивания этого нагревающего эффекта потребуется больше времени, и поверхностное потепление может продолжаться «в ближайшие месяцы», говорят ученые.

Предыдущее исследование извержения показало, что Тонга выбросил достаточно водяного пара, чтобы заполнить 58 000 бассейнов олимпийского размера, и что это огромное количество атмосферной влаги потенциально может ослабить озоновый слой.

В новом исследовании ученые также определили, что эти огромные количества водяного пара действительно могут изменять химические циклы, которые контролируют стратосферный озон, однако для количественной оценки влияния на количество озона потребуются подробные исследования, поскольку другие химические реакции могут тоже играть важную роль.