KATAKLIZMIČKE vulkanske erupcije su rijetke, ali neizbježne, a svijet nije pripremljen za njih, upozorili su ovih dana znanstvenici u komentaru u časopisu Nature. Tim autora iz Švicarske, Francuske i Njemačke ističe da vlade ne bi trebale raditi samo na zaustavljanju globalnog zatopljenja nego i na pripremi za druge moguće ekstremne događaje s globalnim posljedicama.

Posljednja je odnijela desetke milijuna života

Kao ilustraciju za ono što bi se moglo dogoditi, i to s vrlo visokom vjerojatnošću već u ovom stoljeću, autori navode veliku erupciju vulkana Tambore u Indoneziji 1815. Ona je izravno odnijela oko 90.000 života, no ukupan broj žrtava tog događaja mnogo je veći.

Naime, erupcija je pokrenula cijeli niz klimatskih anomalija koje su trajale godinama. Sjeverna hemisfera ohladila se za oko 1°C, a zapisi iz tog vremena govore da je u sljedećoj godini izostalo ljeto.

Neuobičajeno hladno vrijeme protegnulo se u Europi i Sjevernoj Americi na 1817., što je dovelo do značajnog pada u poljoprivrednim prinosima i udvostručenja cijena žitarica. To je pak uzrokovalo društvene nemire u brojnim zemljama poput Velike Britanije i Francuske, a SAD je doživio svoju prvu ekonomsku krizu.

U Indiji se vremenske prilike potaknute erupcijom povezuju s epidemijom kolere koja je 1817. postala globalnom pandemijom. Procjenjuje se da su od posljedica erupcije u svijetu umrli deseci milijuna ljudi.

Nije pitanje hoće li, već kada

Svijet je pošteđen erupcije sličnih razmjera više od dva stoljeća, međutim, treba imati na umu da nije pitanje hoće li se neka dogoditi, već kada, upozorava tim.

Geološki podaci iz vulkanskih naslaga nastalih u proteklih 60.000 godina sugeriraju da je vjerojatnost da se erupcija sličnih razmjera dogodi u ovom stoljeću 1 naprema 6, što je jako puno.

Ovdje treba imati na umu da Tambora nije jedan od 20 poznatih supervulkana. Njegova erupcija na ljestvici vulkanskih erupcija, poznatoj kao indeks vulkanske eksplozivnosti (VEI), koja mjeri intenzitet zabilježenih erupcija na skali od 0 do 8, bila je 7. Erupcija najvišeg stupnja mogla bi uzrokovati daleko ozbiljnije posljedice. Mogla bi dovesti do ekstremnih klimatskih promjena na duže razdoblje koje bi utjecale na cijeli svijet, a vjerojatno bi uključivale migracije i ratne sukobe. No vjerojatnost njezina događaja mnogo je manja - oko 1 naprema 1000.

Za usporedbu, Vezuv, poznat po erupciji koja je uništila Pompeje, mogao bi najviše doseći VEI 6, a Etna VEI 5.

Vulkani su uzrokovali najveće izumiranje

Treba napomenuti da su sibirske trapi (stepeničasti vulkanski brežuljci nastali erupcijama), posljedica ogromne i dugotrajne vulkanske erupcije u kasnom paleozoiku prije 252 milijuna godina, uzrokovale najveće masovno izumiranje u povijesti Zemlje, poznato kao Permsko-trijasko izumiranje. Tijekom milijuna godina, golema količina lave i vulkanskih plinova, uključujući ugljikov dioksid i sumporne spojeve, izazvala je globalne promjene - zakiseljavanje oceana i smanjenje razina kisika. One su dovele do izumiranja oko 96% morskih vrsta i 70% kopnenih.

Štete u bilijunima dolara

Prema ovogodišnjim procjenama osiguravajuće tvrtke Lloyd's, kada bi se erupcija slična onoj Tambore dogodila u sljedećih pet godina, ekonomske posljedice mogle bi dosegnuti oko 3.6 bilijuna dolara (3.600.000.000.000) u prvoj godini te oko 1.2 bilijuna u narednih nekoliko.

Sljedeća erupcija razmjera sličnih Tamborinoj dogodit će se u međusobno povezanijem svijetu u kojem živi osam puta veća populacija nego 1815. godine.

Problem nesigurnosti

Tim u svojem tekstu ističe da je jedan od problema to što znanstvenici u osnovnim crtama razumiju temeljne mehanizme utjecaja vulkanizma na klimu, ali ne i sve pojedinosti.

Primjerice, sumporni dioksid (SO2) koji se u erupcijama izbacuje u atmosferu stvara aerosole sulfata koji reflektiraju Sunčevo zračenje i uzrokuju pad temperature na Zemlji koji može biti i do nekoliko °C.

Profesor petrologije na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu u Zagrebu Dražen Balen kaže da to hlađenje ovisi o brojnim čimbenicima kao što su količine izbačenih čestica, veličine čestica, mjesto erupcije (u smislu zemljopisne širine) kao i njena snaga te struje vjetrova.

"Posljedice erupcije za lokalne oborine još je teže predvidjeti", dodaje. Tim stoga predlaže tri koraka. Kao prvo, znanstvenici bi trebali povezati modele i geološke dokaze (npr. iz leda, stijena, godova drveća) o prošlim klimama s povijesnim zapisima o vulkanskima aktivnostima.

U drugom koraku trebali bi istražiti kako bi vulkansko hlađenje moglo djelovati u kombinaciji s ljudskim utjecajem na klimu. U trećem, znanstvenici, analitičari i donositelji politika trebali bi osmisliti strategije za smanjenje posljedica katastrofalne erupcije.

Povezivanje s klimatskim modelima

Istraživački tim posebno napominje da modeli posljedica vulkanskih erupcija nisu uključeni u sadašnje klimatske modele koji predviđaju posljedice globalnog zatopljenja. Upozoravaju da trenutno nemamo dovoljno podataka o tome što se zbivalo u povijesti. Sateliti su pratili emisije sulfata u erupciji filipinskog Pinatuba 1991. (slika dolje), no starije erupcije trebalo bi rekonstruirati na temelju tragova vulkanskog pepela sačuvanog u ledu Antarktike i Grenlanda, a njihove klimatske posljedice iz zapisa kao što su npr. godovi drveća.

Modeli jako variraju

Autori napominju da čak i za kataklizmu Tambore - koja je bila deset puta veća od Pinatuba - rekonstruirane razine sulfata u stratosferi variraju do 15 puta između različitih modela.

Hlađenje koje slijedi također je teško predvidjeti. Primjerice, pet masivnih erupcija koje su oslobodile najviše sumpora u posljednjih 1500 godina uzrokovale su sličnu razinu ljetnog pada temperature na sjevernoj hemisferi - oko 1-1.5°C tijekom 2-3 godine - unatoč tome što su količine oslobođenog sumpora varirale tri puta (grafika dolje).

Tim smatra da takve nedosljednosti proizlaze iz ograničenja u potpunom razumijevanju životnog ciklusa aerosola.

Na primjer, veće erupcije mogu izbaciti veće čestice, koje su manje učinkovite u raspršivanju zračenja i brže padaju iz stratosfere nego manje, što rezultira manjim hlađenjem. Utjecaj vulkanizma na regionalne klimatske događaje, poput El Niña i monsuna, također se slabo razumije.

"Kako bi se popunile ove praznine, apeliramo na ulaganje međunarodnih napora u modeliranje, kao što je projekt Volcanic Forcings Model Intercomparison Project, radi istraživanja ograničavajućih faktora", poručuju autori.

Vulkansko hlađenje u toplijem svijetu

U tekstu se nadalje tumači da nam modeliranje prošlih erupcija može mnogo otkriti, no da će se u toplijem svijetu mnogi fizički i kemijski procesi u atmosferi, oceanima i na kopnu promijeniti.

Na primjer, globalno zagrijavanje zagrijava niže slojeve atmosfere, dok hladi stratosferu. Promjena atmosferskih slojeva utjecat će na širenje i visinu do koje se vulkanski oblaci uzdižu. Promjene u obrascima cirkulacije u atmosferi također će utjecati na širenje aerosola, a nepoznanica su i mogući utjecaji na oceane i termoklinu.

Balen kaže da je za vulkane tipično da ne ubijaju samo na licu mjesta nego i kasnijim posljedicama.

"Puno više ljudi umrlo je od gladi zbog efekta kontaminacije, promjene klime i sl. nego od same erupcije", tumači Balen.