En junio de 1991, el Monte Pinatubo en Filipinas explotó, arrojando millones de toneladas de cenizas y gas a más de 20 millas de altura, profundamente en la estratosfera, una capa estable de nuestra atmósfera sobre la mayoría de las nubes y el clima. Ciertos gases enEl penacho masivo de este volcán actuó como un protector solar al dispersar parte de la luz solar, evitando que llegue a la superficie y provocando que la temperatura promedio de la superficie baje en todo el mundo en aproximadamente 0.5 grados Celsius 0.9 grados Fahrenheit.
"Hemos estado tratando de comprender mejor cómo los volcanes alteran el clima durante unos 30 años", dijo Lori Glaze del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "La erupción del Monte Saint Helens en 1980 estado de Washington yla erupción de El Chichon en 1982 México fueron erupciones de tamaño similar. No hubo mucho efecto climático después del Monte Saint Helens, pero después de El Chichón, hubo un gran evento de enfriamiento global durante un par de años ".
"No entendíamos por qué, así que la gente comenzó a investigar eso y resultó que la erupción de El Chichón incluía mucho más azufre que el Monte Saint Helens", dijo Glaze.
Las erupciones de El Chichón y Pinatubo fueron lo suficientemente potentes como para impulsar sus gases a la estratosfera, lo que les dio el potencial de alterar el clima a corto plazo ". Dado que la estratosfera es estable, si el gas en las columnas volcánicas entra en la estratosfera, sepermanece allí durante mucho tiempo, un par de años ", dijo Glaze." Aunque hay muchas complicaciones, la conclusión es que cuando estos gases producen aerosoles en la estratosfera, dispersan parte de la radiación solar, lo que calienta la estratosfera yprovoca un enfriamiento neto en la superficie. El gas en estas columnas volcánicas, principalmente dióxido de azufre SO2 y sulfuro de hidrógeno H2S, que no sale en grandes cantidades, reacciona para formar una capa de ácido sulfúrico H2SO4 en la estratosfera. Esta capa dispersa parte de la radiación infrarroja del sol ".
Otro tipo de volcán llamado "erupción de basalto de inundación" no explota tan dramáticamente, pero eclipsa estos ejemplos con volúmenes mucho más grandes de gas y lava en erupción. "Con erupciones como Pinatubo, obtienes una inyección de dióxido de azufre y otrosgases en la estratosfera, pero luego el volcán está en silencio durante cientos o miles de años ", dijo Glaze." Con una erupción de basalto de inundación, estás expulsando repetidamente estos químicos a la atmósfera durante decenas, cientos o incluso miles deaños. Cada erupción en sí misma puede no ser la cosa más grande que hayas visto, pero continuamente estás suministrando gas a la atmósfera durante un largo período de tiempo ".
No ha habido ninguna erupción volcánica de basalto inundado en la historia humana, lo que probablemente sea algo bueno. "Es casi insondable cuán grandes son estos flujos de lava", dijo Glaze. "Una gran parte de la parte occidental del estadode Washington está cubierto de lava de 1,5 kilómetros de espesor miles de yardas de las erupciones de basalto de inundación del río Columbia. "Una erupción de la formación de basalto del río Columbia, la erupción de Roza, es el foco del análisis de Glaze y su equipo. SucedióHace aproximadamente 14,7 millones de años y producía unos 1.300 kilómetros cúbicos más de 300 millas cúbicas de lava en un período estimado de diez a quince años.
Aunque las erupciones de basalto de inundación fueron enormes, no fueron tan explosivas como erupciones como Pinatubo. La roca fundida magma en las erupciones de basalto de inundación fluyó fácilmente. Esto permitió que el gas atrapado en él también se liberara fácilmente.el magma produce erupciones de "fuente de fuego", una fuente de lava que se eleva cientos de metros cientos de yardas en el aire. A menudo, estas erupciones comienzan a lo largo de una grieta en la Tierra, llamada fisura, hasta varios kilómetros algunas millasdurante mucho tiempo, produciendo una espectacular cortina de lava resplandeciente. Hoy en día se observan erupciones de fuentes de fuego en menor escala en lugares como Hawai y el Etna en Sicilia, Italia.
El magma que impulsa las erupciones de tipo Pinatubo es más grueso y fluye más lentamente. El gas disuelto en este magma espeso no puede escapar tan fácilmente, por lo que cuando la presión se libera repentinamente al comienzo de estas erupciones, es como abrir el corchouna botella de champán: todo el gas sale a la vez, produciendo una erupción explosiva.
Dado que las erupciones de la "fuente de fuego" no son tan explosivas, los científicos se preguntan si los gases que provienen de ellos se impulsan lo suficientemente alto como para alcanzar la estratosfera, permitiendo que las grandes erupciones de fuente de fuego que produjeron los basaltos de las inundaciones alteren potencialmente el clima.La respuesta depende no solo de cuán vigorosa es la erupción las fuentes de fuego más altas producen columnas de gas más altas sino también de dónde comienza la estratosfera.
El límite entre la atmósfera inferior inestable troposfera y la estratosfera estable se llama tropopausa. Debido a que el aire más cálido se expande más y sube más alto que el aire más frío, la tropopausa es más alta sobre el ecuador y gradualmente desciende hasta alcanzar su altura mínimasobre los polos. Por lo tanto, una columna de fuente de fuego de un volcán en latitudes altas cerca de las regiones polares tiene una mejor oportunidad de llegar a la estratosfera que una de un volcán cerca del ecuador.
La altura del límite también ha cambiado con el tiempo, ya que los contenidos de la atmósfera han cambiado. Por ejemplo, el gas de dióxido de carbono atrapa el calor del sol, por lo que cuando había más dióxido de carbono en la atmósfera, las temperaturas eran más cálidas y eltropopausa fue mayor.
La cuestión de si las grandes erupciones de la fuente de fuego pueden cambiar el clima fue planteada por una erupción de fuente de fuego similar pero de menor escala en Islandia, según Glaze. "La erupción de Laki en 1783 a 1784 inyectó dióxido de azufre en la troposfera superiory la estratosfera inferior a través de repetidas erupciones durante un período de ocho meses, que afectaron el clima en el hemisferio norte durante 1783 y posiblemente hasta 1784 ", dijo Glaze. Ben Franklin, que vivía en Francia en ese momento, notó la neblina y el severo invierno y especuló sobre siLos volcanes islandeses podrían haber cambiado el clima, según Glaze.
Para responder a esta pregunta, Glaze y su equipo aplicaron un modelo informático que desarrollaron para calcular la elevación de las columnas volcánicas. "Esta es la primera vez que se usa un modelo como este para calcular si la columna de ceniza y gas está por encima de un granel volcán de fuente de fuego como la erupción de Roza podría alcanzar la estratosfera en el momento y el lugar del evento ", dijo Glaze.
Su equipo calculó la altura de la tropopausa dada la latitud de la erupción aproximadamente 45 grados norte y el contenido de la atmósfera en el momento de la erupción y descubrió que la erupción podría haber alcanzado la estratosfera. Glaze es el autor principal de un artículo sobre este tema.investigación publicada el 6 de agosto en la revista Earth and Planetary Science Letters.
"Suponiendo segmentos de fisura activa de cinco kilómetros de largo 3.1 millas de largo, los aproximadamente 180 kilómetros aproximadamente 112 millas de longitud de fisura conocida de Roza podrían haber soportado alrededor de 36 eventos o fases explosivas en un período de diez a quinceaños, cada uno con una duración de tres a cuatro días ", dijo Glaze." Cada segmento podría inyectar hasta 62 millones de toneladas métricas por día de dióxido de azufre en la estratosfera mientras se activa, el equivalente a unas tres erupciones de Pinatubo por día."
El equipo verificó su modelo aplicándolo a la erupción Izu-Oshima de 1986, una erupción bien documentada en Japón que produjo espectaculares fuentes de fuego de 1.6 kilómetros casi una milla de altura ". Esta erupción produjo alturas de penacho máximas observadas de 12 a16 km 7,4 a 9,9 millas sobre el nivel del mar ", dijo Glaze. Cuando el equipo ingresó la altura de la fuente, la temperatura, el ancho de la fisura y otras características similares a la erupción de Izu-Oshima en su modelo, predijo alturas máximas de pluma de 13.1 a17.4 km 8.1 a 10.8 millas, que abarca la mayoría de los valores observados
"Suponiendo que la erupción Roza, mucho más grande, podría sostener alturas de fuentes de fuego similares a las de Izu-Oshima, nuestro modelo muestra que Roza podría haber sostenido cenizas flotantes y columnas de gas que se extendieron a la estratosfera a unos 45 grados al norte", dijo Glaze.
Aunque la investigación del equipo sugiere que la erupción de Roza tenía el potencial de alterar el clima, los científicos aún tienen que buscar evidencia de un cambio climático en el momento de la erupción, tal vez un evento de extinción en el registro fósil o indicaciones de cambios en la atmósferaquímica o niveles del mar, según Glaze.
"Para mi investigación personal, me gustaría tomar estos resultados y observar algunas de las erupciones de fisuras antiguas realmente grandes en Venus y Marte", dijo Glaze. "Hay otros gases en las columnas volcánicas como el vapor de agua y el dióxido de carbono.Estos gases no tienen un efecto significativo en la Tierra porque ya hay mucho en la atmósfera. Sin embargo, en Venus y Marte, el efecto del vapor de agua se vuelve muy importante porque hay muy poco en sus atmósferas. Venus es uno demis lugares favoritos para estudiar y quiero preguntar si hubo vulcanismo activo en Venus hoy, ¿qué deberíamos estar buscando? "
La superficie de Venus está oculta debajo de una gruesa capa de nubes, por lo que una columna volcánica puede no ser visible desde el espacio, pero existe la posibilidad de que un volcán activo pueda producir cambios notables en la química atmosférica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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