Snelle en omvangrijke vulkaanuitbarstingen van ongeveer 252 miljoen jaar geleden kunnen in verband worden gebracht met een massa-extinctie. van www.shutterstock.com, CC BY-SA

Iedereen is bezig met het verkleinen van onze ecologische voetafdruk, nulemissies, het planten van duurzame gewassen voor biodiesel, enz. Klopt het wat de berichten op het internet zeggen dat een uitbarsting van een vulkaan gedurende een paar weken al onze inspanningen nietig zal maken?

Het voorwendsel op deze vraag is begrijpelijk. De natuurkrachten zijn zo krachtig en werken zo groot dat menselijke inspanningen om onze planeet te beïnvloeden zinloos lijken.

Als één vulkaanuitbarsting ons klimaat zodanig zou kunnen veranderen dat onze wereld snel een 'ijshuis' of een 'broeikas' wordt, dan zijn onze inspanningen om antropogene klimaatverandering te verzachten misschien misschien tijdverspilling?

Om deze vraag te beantwoorden, moeten we onderzoeken hoe onze atmosfeer is gevormd en welk geologisch bewijs er is voor vulkanisch geïnduceerde klimaatverandering. We moeten ook kijken naar recente gegevens waarin de uitstoot van vulkanische en menselijke broeikasgassen wordt vergeleken.

Er zijn aanwijzingen voor een catastrofale klimaatverandering door zeer grote, langdurige vulkaanuitbarstingen in het geologische record. Maar in recentere tijden hebben we geleerd dat vulkanische emissies kunnen leiden tot kortere koeling en opwarming op langere termijn. En het moordende bewijs is dat de door de mens veroorzaakte uitstoot van broeikasgassen veel groter is dan die van vulkanische activiteit, vooral sinds 1950.

De atmosfeer van de aarde smeden

Laten we teruggaan naar de eerste principes en naar kijken waar onze atmosfeer vandaan kwam. De aarde is 4.56 miljard jaar oud. De algemene consensus is dat de atmosfeer van de aarde het gevolg is van drie hoofdprocessen:

1. overblijfselen van primordiale nevelgassen uit de tijd van de vroegste planeetvorming

2. ontgassing van het binnenste van de aarde tegen vulkanische en aanverwante gebeurtenissen

3. de productie van zuurstof uit fotosynthese.

Er zijn in de loop van de tijd ook bijdragen geleverd door kometen en asteroïde-botsingen. Van deze processen is interne planetaire ontgassing het belangrijkste atmosfeergenererende proces, vooral tijdens de eerste van vier aeonen van de geschiedenis van de aarde, de hete Hadean.

Vulkaanuitbarstingen hebben sindsdien bijgedragen aan dit proces en zorgden voor het grootste deel van onze atmosfeer en dus voor het klimaat in onze atmosfeer.

Vervolgens is er de kwestie van vulkaanuitbarstingen en hun invloed op het klimaat. Het klimaat op aarde is in de geologische tijd veranderd. Er zijn periodes geweest van een ijsvrije "broeikasaarde". Sommigen beweren dat de zeespiegel was 200 tot 400 meter hoger dan nu en een aanzienlijk deel van de continenten van de aarde was onder de zeespiegel ondergedompeld.

Op andere momenten tijdens een “sneeuwbal aarde”, Onze planeet was zelfs onder de evenaar bedekt met ijs.

Welke bijdrage hebben vulkaanuitbarstingen geleverd aan deze klimaatvariatie? Als voorbeeld van een grote invloed koppelen sommige wetenschappers massa-extincties aan grote vulkaanuitbarstingen.

De bekendste dergelijke associatie is die van de uitbarsting van vulkanen die de Siberische vallen. Dit is een groot gebied met dikke vulkanische gesteenten, zo'n 2.5 tot 4 miljoen vierkante kilometer, in een gebied in de oostelijke provincies van Rusland. Snelle en omvangrijke vulkaanuitbarstingen ongeveer 252 miljoen jaar geleden lieten voldoende hoeveelheden sulfaataërosolen en koolstofdioxide vrij om kortdurende vulkanische winters en langdurige klimaatopwarming te veroorzaken gedurende een periode van tienduizenden jaren.

De uitbarstingen van de Siberische val waren een oorzakelijke factor in de grootste massa-extinctie van de aarde (aan het einde van de Perm-periode), toen 96% van de mariene soorten op aarde en 70% van het aardse leven ophield te bestaan.

Natuurlijke klimaatverandering in de afgelopen 100 miljoen jaar

Geologisch bewijs geeft aan dat natuurlijke processen inderdaad het klimaat op aarde radicaal kunnen veranderen. Meest recentelijk (in geologische termen) is de afgelopen 100 miljoen jaar de bodem van de oceaan gekoeld, de zeespiegel gedaald en het ijs opgeschoten. Binnen deze periode zijn er ook periodes geweest van een warmere aarde, hoogstwaarschijnlijk veroorzaakt door (natuurlijke) snelle uitstoot in broeikasgassen.

Homo sapiens is de afgelopen paar miljoen jaar geëvolueerd, grotendeels tijdens een ijstijd, toen tot twee kilometer dikke ijskappen grote delen van de noordelijke continenten bedekten en de zeespiegel meer dan 100 meter lager was dan nu. Deze periode eindigde 10,000 jaar geleden, toen onze moderne interglaciale warmere periode begon.

Astronomische cycli die tot klimaatvariaties leiden, worden goed begrepen - bijvoorbeeld de Milankovitch-cycli, die variaties in de baan van de aarde rond de zon verklaren, en het periodiek knikken / zwaaien van onze aardas. Alle geologische en tektonische oorzaken voor deze algemene aardekoeling op langere termijn zijn minder goed begrepen. Hypothesen zijn onder meer bijdragen van vulkanen en processen die verband houden met de opkomst van de Himalaya en Tibet (van 55 miljoen jaar geleden).

Specifieke vulkaanuitbarstingen en klimaateffecten

Onderzoekers hebben specifiek gestudeerd vulkaanuitbarstingen en klimaatverandering. Zet Pinatubo op (Filippijnen) veroorzaakte een van de grotere uitbarstingen van de afgelopen tijd in 1991, waarbij 20 miljoen ton zwaveldioxide en asdeeltjes in de stratosfeer vrijkwamen.

Deze grotere uitbarstingen verminderen de zonnestraling die het aardoppervlak bereikt, lagere temperaturen in de lagere troposfeer en veranderen de atmosferische circulatiepatronen. In het geval van Pinatubo daalden de wereldwijde troposferische temperaturen tot 4 ° C, maar de winters op het noordelijk halfrond werden warmer.

Vulkanen barsten een mengsel van gassen uit, waaronder broeikasgassen, aerosolen en gassen die kunnen reageren met andere atmosferische bestanddelen. Atmosferische reacties met vulkanische gassen kunnen snel stoffen produceren zoals zwavelzuur (en verwante sulfaten) die als aerosolen werken en de atmosfeer koelen.

Langdurige toevoegingen van kooldioxide hebben een opwarmend effect. Vulkanische uitbarstingen op grotere schaal, waarvan de aswolken de stratosferische niveaus bereiken, hebben de grootste klimatologische gevolgen: hoe groter en langer de uitbarstingsperiode, hoe groter de impact.

Er wordt aangenomen dat dit soort uitbarstingen a zijn geweest gedeeltelijke oorzaak voor de Little Ice Age-periode, een wereldwijd koelevenement van ongeveer 0.5 ° C dat duurde van de 15e tot eind 19e eeuw. Supervulkanen zoals Yellowstone (VS), Toba (Indonesië) en Taupo (Nieuw-Zeeland) kunnen theoretisch zeer grote uitbarstingen veroorzaken die aanzienlijke klimaateffecten hebben, maar er is onzekerheid over hoe lang deze uitbarstingen het klimaat beïnvloeden.

Misschien wel het sterkste bewijs om te beantwoorden of onze (menselijke) emissies of vulkanen een sterkere invloed op het klimaat hebben, ligt in de omvang van de broeikasgasproductie. Sinds 2015 bedraagt ​​de wereldwijde antropogene uitstoot van kooldioxide ongeveer 35 tot 37 miljard ton per jaar. De jaarlijkse vulkanische CO₂-uitstoot bedraagt ​​ongeveer 200 miljoen ton.

In 2018 waren de antropogene CO₂-emissies 185 keer hoger dan de vulkanische emissies. Dit is een verbazingwekkende statistiek en een van de factoren die sommige geologen en natuurwetenschappers ertoe overhalen om een ​​nieuw geologisch tijdperk voor te stellen, het antropoceen genaamd, in het besef dat mensen de impact van veel natuurlijke mondiale processen overschrijden, vooral sinds de jaren vijftig.

Er zijn aanwijzingen dat vulkanen het klimaat op geologische tijdschalen sterk hebben beïnvloed, maar vooral sinds 1950 Homo sapiens die verreweg de grootste impact op het klimaat heeft gehad. Laten we onze aspiraties voor CO₂-emissiereductie niet opgeven. Vulkanen redden de dag misschien niet.

Over de auteur

Michael Petterson, hoogleraar geologie, Auckland University of Technology

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Klimaatverandering: wat iedereen moet weten

door Joseph Romm
De essentiële inleiding over wat de bepalende factor van onze tijd zal zijn, Klimaatverandering: wat iedereen moet weten® is een overzicht van de wetenschap, conflicten en implicaties van onze opwarmende planeet. Van Joseph Romm, Chief Science Advisor voor National Geographic's Jaren van leven gevaarlijk series en een van de "100-mensen van Rolling Stone die Amerika veranderen" Klimaatverandering biedt gebruiksvriendelijke, wetenschappelijk rigoureuze antwoorden op de moeilijkste (en vaak gepolitiseerde) vragen rond wat klimatoloog Lonnie Thompson "een duidelijk en aanwezig gevaar voor de beschaving" heeft geacht. Beschikbaar op Amazon

Climate Change: The Science of Global Warming and Our Energy Future tweede editie

door Jason Smerdon
Deze tweede editie van Klimaatverandering is een toegankelijke en uitgebreide gids voor de wetenschap achter het broeikaseffect. Prachtig geïllustreerd, de tekst is gericht op studenten op verschillende niveaus. Edmond A. Mathez en Jason E. Smerdon geven een brede, informatieve inleiding tot de wetenschap die ten grondslag ligt aan ons begrip van het klimaatsysteem en de effecten van menselijke activiteit op de opwarming van onze planeet. Matthez en Smerdon beschrijven de rollen die de atmosfeer en de oceaan hebben spelen in ons klimaat, introduceren het concept van stralingsbalans en verklaren de klimaatveranderingen die zich in het verleden hebben voorgedaan. Ze beschrijven ook de menselijke activiteiten die het klimaat beïnvloeden, zoals uitstoot van broeikasgassen en aerosolen en ontbossing, evenals de effecten van natuurlijke verschijnselen.  Beschikbaar op Amazon

The Science of Climate Change: een hands-on cursus

door Blair Lee, Alina Bachmann
De wetenschap van klimaatverandering: een hands-on cursus maakt gebruik van tekst en achttien hands-on activiteiten de wetenschap van het broeikaseffect en de klimaatverandering uitleggen en onderwijzen, hoe mensen verantwoordelijk zijn en wat kan worden gedaan om het tempo van de opwarming van de aarde en de klimaatverandering te vertragen of te stoppen. Dit boek is een complete, uitgebreide gids voor een essentieel milieuthema. Onderwerpen die in dit boek worden behandeld zijn onder meer: ​​hoe moleculen energie uit de zon overbrengen om de atmosfeer, broeikasgassen, het broeikaseffect, het broeikaseffect, de industriële revolutie, de verbrandingsreactie, feedbacklussen, de relatie tussen weer en klimaat, klimaatverandering, te verwarmen, koolstofputten, uitsterven, koolstofvoetafdruk, recycling en alternatieve energie. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.