Jak erupce sopky Hunga Tonga-Hunga Haʻapai ovlivnila klima Země
Erupce sopky obvykle ovlivňují pevniny a oceány. Ve vzácných případech však dosahují mnohem výše a mění samotnou atmosféru. Když k tomu dojde, teploty se mění, chemie vzduchu se mění a globální cirkulace vzduchu může být narušena.
V lednu 2022 došlo k erupci jednoho sopky, která přesně to udělala. Podvodní erupce v Tichém oceánu vyslala materiál do atmosférických vrstev, které sopky zřídka dosahují, a vytvořila účinky, které se měří ještě dlouho poté. Nové mezinárodní hodnocení nyní vysvětluje, proč byla erupce Hunga Tonga-Hunga Haʻapai odlišná od jakéhokoli sopečného jevu v moderních záznamech a jak přetvořila porozumění vědců tomu, jak sopky mohou ovlivnit klima Země.
Sopka Hunga eruptovala z mělkého oceánského místa v tropickém Tichém oceánu v lednu 2022. Výbuch poslal materiál mnohem výše než většina sopečných erupcí. Záznamy satelitů ukazují na oblak stoupající blízko okraje vesmíru, dosahující vrstev, které byly dosud nikdy měřeny pro podvodní erupce.
Vědci používali satelity, meteorologické balóny, data letadel a pozemní stanice ke sledování plynů, částic a změn teploty. Globální chemicko-klimatické modely pomohly otestovat, jak se pohyb vzduchu šířil a rozšiřoval sopečný materiál v průběhu času.
Erupce Hunga probíhala pod vodou, takže magma reagovalo se slanou vodou. Tento kontakt způsobil velmi násilný výbuch, který rozbil magmatu na drobné částice a vyhnal velké množství vodní páry vysoko do vzduchu. Podle hodnocení se globální stratosférická vodní pára po erupci zvýšila přibližně o 10 procent. Většina toho vlhkosti stále zůstává v horních vrstvách vzduchu.
„Erupce Hunga byla odlišná od všeho, co naše satelity dosud pozorovaly,“ řekl Dr. Yunqian Zhu, senior výzkumný vědec na Univerzitě Colorado Boulder. „Erupce ukázala, jak erupce bohaté na vodu mohou ovlivnit stratosféru a jak je zásadní globální spolupráce při sledování a porozumění takovým vzácným událostem.“
Velké sopečné erupce často zahřívají horní atmosféru, protože tmavé částice absorbují sluneční světlo. Hunga však vyprodukovala jiný výsledek. Další vodní pára uvolnila teplo do prostoru, což vedlo k ochlazení. Měření ukazují ochlazení o přibližně 0,5 až 1 °C (0,9 až 1,8 °F) v širokých oblastech stratosféry, což kontrastuje s erupcemi, jako je Mt. Pinatubo v roce 1991.
Dr. Graham Mann z School of Earth and Environment na Univerzitě v Leedsu dodal: „Důvodem zprávy je, že velké sopečné erupce mohou mít podstatné dopady na klima a ozónovou vrstvu. Erupce Pinatubo v roce 1991 například způsobila dvouletý globální chladicí efekt přibližně 0,25 až 0,5 °C (0,45 až 0,9 °F).“
Oxid siřičitý často řídí klimatické efekty sopek tím, že tvoří odrazivé síranové částice. Hunga uvolnila velké množství síry z magmatu, ale slaná voda většinu této síry zadržela dříve, než se dostala do atmosféry. Pouze malá část se dostala do stratosféry. Rychlé chemické reakce stále vytvořily síranové částice, ale celkové množství zůstalo daleko nižší než úrovně Pinatubo.
Modely ukazují rychlý růst částic v důsledku hojnosti vodní páry, následovaný postupným usazováním do nižších atmosférických vrstev. „Klíčovým ukazatelem dopadů sopek na klima je množství síry, které erupce uvolňuje do stratosféry, což určuje, kolik slunečního světla odráží následná vrstva sopečných síranových aerosolů zpět do prostoru,“ řekl Dr. Mann.
Přes dramatické změny v horní atmosféře ukázaly povrchové teploty malou reakci. Ochlazení blízko povrchu Země dosáhlo pouze přibližně 0,05 °C (0,09 °F), což je změna příliš malá na to, abychom ji odlišili od přirozené klimatické variability. Profesor Amanda Maycock z Priestley Centre for Climate Futures a School of Earth and Environment v Leedsu provedla revizi klimatických dopadů pro zprávu.
„Zpráva ukazuje, že ačkoli vodní pára je skleníkový plyn, Hunga měla celkově netto chladicí efekt a nezpůsobila rekordní úroveň globálního oteplování pozorovaného v roce 2023 a 2024. Tato zjištění jsou velmi důležitá, protože pochopení toho, co způsobilo nedávný nárůst globálního oteplování, je prioritou pro vědeckou komunitu zabývající se klimatem.“
Navíc vodní pára v atmosféře změnila chemické reakce v horních vrstvách vzduchu. Krátkodobé snížení ozonu se objevilo v různých částech jižní hemisféry, což bylo většinou ovlivněno změnami v pohybu vzduchu spíše než chemickou destrukcí. Ztráta ozonu na Antarktidě zůstala v normálních mezích.
„Emise vodní páry z erupce Hunga také znamená, že vzpomínka na erupci zůstane mnohem déle než u typických erupcí bohatých na síru,“ řekl Dr. Sandip Dhomse z Univerzity v Leedsu a UK National Centre for Atmospheric Science. Profesor Martyn Chipperfield z School of Earth and Environment dodal, že klimatické modely pomohly oddělit sopečné účinky od lidského vlivu. Taková práce podporuje mezinárodní úsilí v rámci Montrealského protokolu na ochranu obnovy ozonové vrstvy.
Najednou zjištění Hunga ukazují, jak vzácná podvodní erupce změnila způsob, jakým vědci chápou atmosféru, a proč je globální spolupráce důležitá ve výzkumu klimatu.
