Wie Vulkane das Klima beeinflussen und wie ihre Emissionen im Vergleich zu dem, was wir produzieren, sind

Wie Vulkane das Klima beeinflussen und wie ihre Emissionen im Vergleich zu dem, was wir produzieren, sind Schnelle und voluminöse Vulkanausbrüche vor etwa 252 Millionen Jahren können mit einem Massensterben in Verbindung gebracht werden. von www.shutterstock.com, CC BY-ND

Alle gehen daran, unseren COXNUMX-Fußabdruck zu reduzieren, keine Emissionen zu verursachen, nachhaltige Pflanzen für Biodiesel anzubauen usw. Stimmt es, was die Internet-Posts sagen, dass ein Vulkanausbruch für einige Wochen alle unsere Bemühungen zunichte machen wird?

Der Vorwand zu dieser Frage ist verständlich. Die Kräfte der Natur sind so mächtig und wirken in einem Ausmaß, dass menschliche Bemühungen, unseren Planeten zu beeinflussen, sinnlos erscheinen.

Wenn ein Vulkanausbruch unser Klima so stark verändern könnte, dass unsere Welt schnell zu einem „Eishaus“ oder „Treibhaus“ wird, dann sind unsere Bemühungen, den anthropogenen Klimawandel einzudämmen, vielleicht Zeitverschwendung?

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir untersuchen, wie sich unsere Atmosphäre gebildet hat und welche geologischen Beweise für den vulkanisch bedingten Klimawandel vorliegen. Wir müssen uns auch die jüngsten Daten ansehen, die die Treibhausgasemissionen von Vulkanen und Menschen vergleichen.

Es gibt Hinweise auf einen katastrophalen Klimawandel aufgrund sehr großer, langwieriger Vulkanausbrüche in der geologischen Aufzeichnung. In jüngerer Zeit haben wir jedoch gelernt, dass Vulkanemissionen zu einer kurzfristigen Abkühlung und längerfristigen Erwärmung führen können. Und der Killer-Punch-Beweis ist, dass die vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen die vulkanischen Aktivitäten, insbesondere seit 1950, bei weitem übersteigen.

Die Erdatmosphäre schmieden

Kehren wir zu den ersten Prinzipien zurück und schauen uns diese an woher unsere Atmosphäre kam. Die Erde ist 4.56 Milliarden Jahre alt. Der allgemeine Konsens ist, dass die Erdatmosphäre aus drei Hauptprozessen resultiert:

1. Überreste von ursprünglichen Sonnennebelgasen aus der Zeit der frühesten Planetenbildung

2. Ausgasung des Erdinneren durch vulkanische und verwandte Ereignisse

3. die Produktion von Sauerstoff aus der Photosynthese.

Im Laufe der Zeit gab es auch Beiträge von Kometen und Asteroiden-Kollisionen. Von diesen Prozessen ist die interne Entgasung des Planeten der wichtigste Prozess zur Erzeugung der Atmosphäre, insbesondere während des ersten von vier Äonen der Erdgeschichte heißer Hadean.

Vulkanausbrüche haben seitdem zu diesem Prozess beigetragen und den größten Teil unserer Atmosphäre und damit das Klima in unserer Atmosphäre bestimmt.

Als nächstes kommt die Frage der Vulkanausbrüche und ihres Einflusses auf das Klima. Das Erdklima hat sich im Laufe der geologischen Zeit verändert. Es gab Perioden von einem eisfreies „Treibhaus Erde“. Einige argumentieren, dass der Meeresspiegel war 200 bis 400 Meter höher als heute und ein erheblicher Teil der Kontinente der Erde war unter dem Meeresspiegel versunken.

Zu anderen Zeiten während eines „Schneeball Erde“, Unser Planet war sogar am Äquator mit Eis bedeckt.

Welchen Beitrag haben Vulkanausbrüche zu dieser Klimaschwankung geleistet? Als Beispiel für einen großen Einfluss verbinden einige Wissenschaftler das Massensterben mit großen Vulkanausbruchsereignissen.

Die bekannteste solche Vereinigung ist die des Ausbruchs von Vulkanen, die die Sibirische Fallen. Dies ist eine große Region mit dicken Vulkangesteinsequenzen, etwa 2.5 bis 4 Millionen Quadratkilometer, in einem Gebiet in den östlichen Provinzen Russlands. Schnelle und voluminöse Vulkanausbrüche vor etwa 252 Millionen Jahren setzten ausreichende Mengen an Sulfat-Aerosolen und Kohlendioxid frei, um über einen Zeitraum von Zehntausenden von Jahren kurzzeitige Vulkanwinter und lang anhaltende Klimaerwärmung auszulösen.

Die Ausbrüche der Sibirischen Falle waren a kausaler Faktor beim größten Massensterben der Erde (am Ende der Perm-Periode), als 96% der Meeresspezies der Erde und 70% des terrestrischen Lebens aufhörten zu existieren.

Natürlicher Klimawandel in den letzten 100 Millionen Jahren

Geologische Beweise deuten darauf hin, dass natürliche Prozesse das Erdklima tatsächlich radikal verändern können. In jüngster Zeit (geologisch gesehen) hat sich das Grundwasser des Ozeans in den letzten 100 Millionen Jahren abgekühlt, der Meeresspiegel ist gesunken und das Eis ist fortgeschritten. In dieser Zeit gab es auch Zauber einer heißeren Erde, die höchstwahrscheinlich durch (natürliche) schnelle Freisetzung in Treibhausgasen verursacht wurden.

Homo sapiens hat sich in den letzten Millionen Jahren vor allem während einer Eiszeit entwickelt, als bis zu zwei Kilometer dicke Eisplatten große Gebiete der nördlichen Kontinente bedeckten und der Meeresspiegel über 100 Meter niedriger war als heute. Diese Periode endete vor 10,000 Jahren, als unsere moderne interglaziale Wärmeperiode begann.

Astronomische Zyklen, die zu Klimaschwankungen führen, sind gut bekannt - zum Beispiel die Milankovitch-Zyklen, die Schwankungen der Erdumlaufbahn um die Sonne erklären, und das periodische Nicken / Schwanken der Erdachse. Alle geologischen und tektonischen Ursachen für diese allgemeine längerfristige Erdkühlung sind weniger gut bekannt. Hypothesen beinhalten Beiträge von Vulkanen und Prozesse im Zusammenhang mit dem Aufstieg des Himalaya und Tibets (vor 55 Millionen Jahren).

Spezifische Vulkanausbrüche und Klimaauswirkungen

Forscher haben spezifisch studiert Vulkanausbrüche und Klimawandel. Mount Pinatubo (Philippinen) verursachten 1991 einen der größeren Ausbrüche der letzten Zeit und setzten 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid und Aschepartikel in die Stratosphäre frei.

Diese größeren Eruptionen reduzieren die Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht, senken die Temperaturen in der unteren Troposphäre und verändern die atmosphärischen Zirkulationsmuster. Im Fall von Pinatubo sanken die globalen troposphärischen Temperaturen um bis zu 4 ° C, aber die Winter auf der Nordhalbkugel erwärmten sich.

Vulkane setzen eine Mischung von Gasen frei, einschließlich Treibhausgasen, Aerosolen und Gasen, die mit anderen atmosphärischen Bestandteilen reagieren können. Atmosphärische Reaktionen mit vulkanischen Gasen können schnell Substanzen wie Schwefelsäure (und verwandte Sulfate) erzeugen, die als Aerosole wirken und die Atmosphäre kühlen.

Längerfristige Zusätze von Kohlendioxid haben wärmende Auswirkungen. Größere Vulkanausbrüche, deren Aschewolken das stratosphärische Niveau erreichen, haben die größten klimatischen Auswirkungen: Je größer und länger die Eruptionsperiode ist, desto größer sind die Auswirkungen.

Es wird angenommen, dass diese Art von Eruptionen eine war Teilursache für die kleine Eiszeit, ein globales Abkühlungsereignis von etwa 0.5 ° C, das vom 15. bis zum späten 19. Jahrhundert andauerte. Supervulkane wie Yellowstone (USA), Toba (Indonesien) und Taupo (Neuseeland) können theoretisch sehr großvolumige Eruptionen hervorrufen, die erhebliche Auswirkungen auf das Klima haben. Es besteht jedoch Unsicherheit darüber, wie lange diese Eruptionen das Klima beeinflussen.

Der vielleicht stärkste Beweis für die Antwort, ob unsere (menschlichen) Emissionen oder Vulkane einen stärkeren Einfluss auf das Klima haben, liegt im Ausmaß der Treibhausgasproduktion. Seit 2015 liegen die weltweiten anthropogenen Kohlendioxidemissionen bei 35 bis 37 Milliarden Tonnen pro Jahr. Die jährlichen vulkanischen CO₂-Emissionen betragen rund 200 Millionen Tonnen.

Im Jahr 2018 waren die anthropogenen CO₂-Emissionen 185-mal höher als die Vulkanemissionen. Dies ist eine erstaunliche Statistik und einer der Faktoren, die einige Geologen und Naturwissenschaftler dazu bewegen, eine neue geologische Epoche namens Anthropozän vorzuschlagen, in der Erkenntnis, dass der Mensch die Auswirkungen vieler natürlicher globaler Prozesse übertrifft, insbesondere seit den 1950er Jahren.

Es gibt Hinweise darauf, dass Vulkane das Klima auf geologischen Zeitskalen stark beeinflusst haben, aber insbesondere seit 1950 Homo sapiens wer hat bei weitem den größten Einfluss auf das Klima gehabt. Lassen Sie uns unsere Bestrebungen zur Reduzierung der CO₂-Emissionen nicht aufgeben. Vulkane können den Tag nicht retten.Das Gespräch

Über den Autor

Michael Petterson, Professor für Geologie, Technische Universität Auckland

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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