Вулканическая зима - Volcanic winter

А вулканическая зима снижение глобальных температур, вызванное вулканический пепел и капли серная кислота и вода заслоняет солнце и повышение земного альбедо (увеличивая отражение солнечного излучения) после большого, особенно взрывного извержение вулкана. Долгосрочные охлаждающие эффекты в первую очередь зависят от инъекции сера газы в стратосфера где они подвергаются серии реакций с образованием серной кислоты, которая может образовывать зародыши и аэрозоли.[1] Вулканические стратосферные аэрозоли охлаждают поверхность, отражая солнечную радиацию, и нагревают стратосферу, поглощая земную радиацию.[2] Вариации в атмосферном потеплении и похолодании приводят к изменениям тропосферной и стратосферной циркуляции.[1]

Исторические примеры

Последствия извержения вулканов на недавние зимы скромны по масштабу, но исторически были значительными.

1991
В 1991 извержение горы Пинатубо стратовулкан на Филиппинах, охлаждал глобальные температуры примерно на 2–3 года.[3]
1883
В взрыв Кракатау (Кракатау), возможно, способствовал возникновению вулканических зимних условий. Четыре года после взрыва были необычно холодными, а зима 1887–1888 гг. Сопровождалась сильными метелями.[4] Рекордные снегопады зафиксированы во всем мире. Однако период холодных зим начался зимой 1882–1883 ​​годов, за несколько месяцев до извержения Кракатау.
1815
В 1815 извержение горы Тамбора, а стратовулкан в Индонезии. Извержение имело Индекс вулканической эксплозивности из 7. Извержение было крупнейшим в зарегистрированной истории человечества и одним из крупнейших в голоцене (10 000 лет до настоящего времени). Извержение привело к глобальному похолоданию, а неурожаи во всем мире стали причиной того, что стало известно как "Год без лета "1816 года. Европа, все еще выздоравливающая после Наполеоновские войны, пострадали от нехватки продовольствия. Продовольственные бунты вспыхнули в Великобритании и Франции, и склады зерна были разграблены. Сильнее всего насилие было в Швейцарии, не имеющей выхода к морю, где голод заставило правительство объявить чрезвычайное положение в стране. Сильные штормы и аномальные дожди с разливом крупных рек Европы (включая Рейн ), как и августовские морозы. Основным тиф Эпидемия произошла в Ирландии между 1816 и 1819 годами, спровоцированная голодом. По оценкам, за этот период погибло около 100 000 ирландцев. Документальный фильм BBC, использующий данные, собранные в Швейцарии, подсчитал, что уровень смертности в 1816 году был вдвое больше, чем в среднем за годы, что дает приблизительное общее количество смертей в Европе в 200 000 смертей. Урожай кукурузы на северо-востоке Северной Америки не удался из-за морозов в середине лета. Штат Нью-Йорк и июньские снегопады в Новая Англия и Ньюфаундленд и Лабрадор. Неурожаи в Новой Англии, Канаде и некоторых частях Европы также привели к резкому росту цен на пшеницу, зерно, мясо, овощи, масло, молоко и муку.
1783
Извержение Вулкан Лаки в Исландии выпустили огромное количество диоксид серы, что привело к гибели большей части жителей острова. домашний скот и катастрофический голод в результате чего погибла четверть исландского населения. Было подсчитано, что от отравления умерло 23 000 британцев.[5] Северное полушарие температура упала примерно на 1 ° C в год после извержения Лаки. Зима 1783–1784 годов была очень суровой и, по оценкам, унесла 8000 дополнительных смертей в Великобритании. Метеорологическое воздействие Лаки продолжалось, что в значительной степени способствовало нескольким годам экстремальной погоды в Европе. Во Франции череда экстремальных погодных явлений в значительной мере способствовала росту бедности и голода, что, возможно, способствовало росту французская революция в 1789 г.[6] Лаки был лишь одним из факторов десятилетия климатических нарушений, поскольку Гримсвётн извергался с 1783 по 1785 год, и, возможно, с 1789 по 1793 год наблюдался необычно сильный эффект Эль-Ниньо.[7] Статья написана Бенджамин Франклин в 1783 г.[8] обвинил необычно прохладное лето 1783 года в Северная Америка о вулканической пыли, возникшей в результате этого извержения, хотя предложение Франклина было подвергнуто сомнению.[9]
1600
В Уайнапутина в Перу вспыхнул. Исследования годичных колец показать, что 1601 год был холодным. В России были свои худший голод в 1601–1603 гг. С 1600 по 1602 год в Швейцарии, Латвии и Эстонии были исключительно холодные зимы. Урожай вина во Франции был поздним в 1601 году, а в Перу и Германии производство вина прекратилось. Персиковые деревья в Китае зацвели поздно, и Озеро Сува в Японии заморозили рано.[10]
1452 или 1453
Катаклизм извержения подводный вулкан Kuwae вызвали сбои во всем мире.
1315-1317
В Великий голод 1315–1317 гг. в Европе, возможно, был вызван вулканическим явлением,[11] возможно, что из Гора Таравера, Новая Зеландия, продолжительностью около пяти лет.[12][13]
1257
В 1257 Извержение Самаласа в Индонезии. Извержение оставило после себя большой кальдера рядом с Ринджани, с Озеро Сегара Анак внутри него.[14] Это извержение, вероятно, имело Индекс вулканической эксплозивности из 7, что делает его одним из крупнейших извержений нынешнего Эпоха голоцена.
Рассмотрение ледяные керны показал большой всплеск сульфат отложение около 1257 года. Это было убедительным свидетельством сильного извержения, произошедшего где-то в мире. В 2013 году ученые доказали, что извержение произошло на горе Самалас. Это извержение имело четыре отдельные фазы, попеременно создавая колонны извержения достигая десятков километров в атмосферу и пирокластические потоки захоронение значительной части острова Ломбок. Потоки разрушили человеческие жилища, в том числе город Паматан. Пепел от извержения упал так далеко, как Остров Ява. Вулкан отложил более 10 кубических километров (2,4 кубических миль) материала. Свидетелями извержения стали люди, записавшие его на пальмовые листья, то Бабад Ломбок. Позже вулканическая активность создала дополнительные вулканические центры в кальдере, включая конус Баруджари, который остается активным. В аэрозоли попадание в атмосферу уменьшило солнечную радиацию, достигающую поверхности Земли, которая охладила атмосферу на несколько лет и привела к голоду и неурожаям в Европе и других местах, хотя точный масштаб температурных аномалий и их последствий все еще обсуждается. Возможно, извержение помогло вызвать Маленький ледниковый период.
945 или 946
В 946 извержение горы Пэкту считается, что это вызвало серьезное глобальное климатическое воздействие с региональными аномалиями в виде более холодной погоды и снегопада с 945 по 948 год.
535
В экстремальные погодные явления 535–536 гг. скорее всего связаны с извержением вулкана. Последним теоретическим объяснением является извержение вулкана Огненная Бланка Ховен (TBJ). Илопанго кальдера в центре Сальвадор.[15]
Тоба суперэрупция
Предполагаемая вулканическая зима произошла примерно 71 000–73 000 лет назад после суперэрупция из Озеро Тоба на Суматра остров в Индонезии. В последующие 6 лет было наибольшее количество вулканических сера депонированное за последние 110 000 лет, возможно, вызвав значительное вырубка леса в Юго-Восточная Азия и похолодание глобального температуры на 1 ° C.[16] Некоторые ученые предполагают, что извержение вызвало немедленное возвращение к ледниковый климат за счет ускорения продолжающегося континентального оледенения, вызывающего массовое сокращение населения среди животных и людей. Другие утверждают, что климатические эффекты извержения были слишком слабыми и кратковременными, чтобы повлиять на ранние человеческие популяции в предлагаемой степени.[16] Это, в сочетании с внезапным появлением большинства человеческих различий в тот же период, является вероятным случаем горлышко бутылки связаны с вулканическими зимами (см. Теория катастрофы Тоба ). В среднем сверхизвержения с суммарной эруптивной массой не менее 1015 кг (масса извержения Тоба = 6,9 × 1015 кг) происходят каждые 1 миллион лет.[17] Однако археологи, обнаружившие в 2013 г. микроскопический слой стеклянного вулканического пепла в отложениях Озеро Малави, и окончательно связал пепел с 75000-летним супер-извержением Тоба, а также отметил полное отсутствие изменений в типе окаменелостей вблизи слоя пепла, которые можно было бы ожидать после суровой вулканической зимы. Этот результат привел археологов к выводу, что крупнейшее известное извержение вулкана в истории человечества не оказало существенного влияния на климат Восточной Африки.[18][19]

Влияние на жизнь

Дальнейшая информация: Гора Пинатубо § Влияние на сельское хозяйство
В супервулкан кальдера Озеро Тоба

Причины возникновения узкое место населения - резкое снижение виды 'популяция, сразу за которым следует период большого генетического расхождения (дифференциация ) среди выживших - некоторые исследователи приписывают вулканические зимы. Такие события могут уменьшить популяции до «уровней, достаточно низких для эволюционных изменений, которые происходят намного быстрее в небольших популяциях, чтобы вызвать быструю дифференциацию популяции».[20] Из-за узкого места в озере Тоба многие виды продемонстрировали массивные эффекты сужения генофонда, и Тоба, возможно, сократил человеческую популяцию до 40 000-15 000 или даже меньше.[20]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Робок, Алан (май 2000 г.). «Извержения вулканов и климат». Обзоры геофизики. 38 (2): 191–219. Bibcode:2000RvGeo..38..191R. Дои:10.1029 / 1998RG000054.
  2. ^ Сантер, Бенджамин Д .; Бонфилс, Селин; Художник Джеффри Ф .; Зелинка, Марк Д .; Мирс, Карл; Соломон, Сьюзен; Schmidt, Gavin A .; Файф, Джон С .; Коул, Джейсон Н. С .; Назаренко, Лариса; Тейлор, Карл Э .; Венц, Фрэнк Дж. (Март 2014 г.). «Вулканический вклад в десятилетние изменения температуры тропосферы». Природа Геонауки. 7 (3): 185–189. Bibcode:2014НатГе ... 7..185S. Дои:10.1038 / ngeo2098. HDL:1721.1/89054.
  3. ^ Brohan, P .; Кеннеди, Дж. Дж .; Harris, I .; Tett, S. F. B .; Джонс, П. Д. (2006). «Оценки неопределенности в региональных и глобальных наблюдаемых изменениях температуры: новый набор данных с 1850 года». Журнал геофизических исследований. 111 (D12): D12106. Bibcode:2006JGRD..11112106B. CiteSeerX  10.1.1.184.4382. Дои:10.1029 / 2005JD006548.
  4. ^ Университет Миннесоты. "С взрывом: не хныканье" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 22.06.2010.
  5. ^ Уокер, Дэн (19 января 2007 г.). "Когда смертоносное облако поразило Британию". Часы времени BBC Two.
  6. ^ Вуд, К.А. (1992). «Климатические последствия извержения Лаки 1783 года». В Харрингтоне, С. Р. (ред.). Год без лета?. Оттава: Канадский музей природы. С. 58–77.
  7. ^ Гроув, Ричард Х. (май 1998 г.). «Глобальное воздействие Эль-Ниньо 1789-93 гг.». Природа. 393 (6683): 318–319. Bibcode:1998Натура 393..318Г. Дои:10.1038/30636. S2CID  205000683.
  8. ^ Джеймс Хансен (январь 1997 г.). "Исследование климата Пинатубо". Институт космических исследований имени Годдарда НАСА.
  9. ^ Фанкхаузер, Дэвид (2011-04-05). "Может быть, Бен Франклин ошибался". Состояние планеты. Институт Земли Колумбийского университета. Получено 10 декабря 2016.
  10. ^ Калифорнийский университет - Дэвис (25 апреля 2008 г.). «Извержение вулкана 1600 г. вызвало глобальные потрясения». ScienceDaily.
  11. ^ Кантор, Норман Л. (2001). После чумы: Черная смерть и мир, который она создала. Нью-Йорк: Свободная пресса. п.74. ISBN  978-0-684-85735-0.
  12. ^ Nairn, I.A; Шейн, П.Р .; Коул, Дж. У; Леонард, Г.Дж .; Self, S; Пирсон, Н. (март 2004 г.). «Процессы риолитовой магмы во время эпизода извержения Кахароа в 1315 г. н.э., вулкан Таравера, Новая Зеландия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований. 131 (3–4): 265–294. Bibcode:2004JVGR..131..265N. Дои:10.1016 / S0377-0273 (03) 00381-0.
  13. ^ Ходжсон, К. А .; Нэрн, И. А. (сентябрь 2005 г.). «Син-извержение ок. 1315 г. н.э. и наводнение после извержения 1904 г. н.э. из озера Таравера, кальдеры Харохаро, Северный остров, Новая Зеландия». Новозеландский журнал геологии и геофизики. 48 (3): 491–506. Дои:10.1080/00288306.2005.9515128.
  14. ^ Рид, Энтони (2016). «Строительство городов в зоне субдукции: некоторые индонезийские опасности». Управление стихийными бедствиями в урбанизации Азии. С. 45–59. Дои:10.1007/978-981-287-649-2_3. ISBN  978-981-287-648-5.
  15. ^ Тупой, Р .; Southon, J. R .; Kutterolf, S .; Freundt, A .; Wahl, D .; Листы, П. (2010). «Было ли извержение TBJ Ilopango причиной события 536 г. н.э.?». Тезисы осеннего собрания AGU. 2010: V13C – 2370. Bibcode:2010AGUFM.V13C2370D.
  16. ^ а б Оппенгеймер, Клайв (август 2002 г.). «Ограниченное глобальное изменение из-за самого крупного известного четвертичного извержения Тоба ≈74кыр BP?». Четвертичные научные обзоры. 21 (14–15): 1593–1609. Bibcode:2002QSRv ... 21.1593O. Дои:10.1016 / S0277-3791 (01) 00154-8.
  17. ^ Мейсон, Бен Дж .; Пайл, Дэвид М .; Оппенгеймер, Клайв (декабрь 2004 г.). «Размер и частота крупнейших взрывных извержений на Земле». Вестник вулканологии. 66 (8): 735–748. Bibcode:2004БВол ... 66..735М. Дои:10.1007 / s00445-004-0355-9. S2CID  129680497.
  18. ^ «Сомнения по поводу« вулканической зимы »после извержения Тоба. 2013». Phys.org. 2013-05-02. Получено 2013-08-05.
  19. ^ Lane, Christine S .; Чорн, Бен Т .; Джонсон, Томас К. (14 мая 2013 г.). «Пепел от сверхразрушения Тоба в озере Малави показывает отсутствие вулканической зимы в Восточной Африке при 75 тыс. Лет назад». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (20): 8025–8029. Bibcode:2013ПНАС..110.8025Л. Дои:10.1073 / pnas.1301474110. ЧВК  3657767. PMID  23630269.
  20. ^ а б Берроуз, Уильям Джеймс (2005). Изменение климата в доисторические времена: конец правления хаоса, Издательство Кембриджского университета, стр. 139 ISBN  978-0521824095

дальнейшее чтение