Η Γη βρίσκεται εδώ και περίπου 12.000 χρόνια στην Εποχή του Ολοκαίνου, μια θερμότερη περίοδο μετά από μια εποχή ψύχους. Κατά τη διάρκεια αυτής της εποχής υπήρξαν περίπου 22 ξαφνικές φάσεις ψύχους που διήρκησαν έως και αρκετούς αιώνες και οδήγησαν σε επέκταση των παγετώνων.
«Μέχρι τώρα δεν υπήρχε πειστική εξήγηση για αυτό το φαινόμενο. Πάντα κάτι φαινόταν να λείπει,» λέει η υποστηριζόμενη από το SNF Alice Paine του Πανεπιστημίου Βασιλείας. Υποθέσεις περιλάμβαναν την επίδραση των παγόβουνων που έρρεαν προς το νότο, τις διακυμάνσεις της ηλιακής δραστηριότητας ή τις αλλαγές των θαλάσσιων ρευμάτων.
Η μεταδιδακτορική ερευνήτρια συνεργάστηκε τώρα με μια διεθνή ομάδα για να εξετάσει πιο προσεκτικά μια άλλη ιδέα: τη δραστηριότητα των ηφαιστείων. Η μελέτη τους, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, αποδεικνύει ότι οι εκρήξεις ήταν πολύ πιθανό ο δρομέας για τις μακροχρόνιες περιόδους ψύχους. Οι ερευνητές παρέχουν επίσης μια πειστική εξήγηση για τον μηχανισμό πίσω από αυτό.
Ταυτόχρονες ηφαιστειακές εκρήξεις και ανάπτυξη παγετώνων
Η ομάδα συγκέντρωσε από διάφορες πηγές όλες τις πληροφορίες για δυνατές ηφαιστειακές εκρήξεις κατά τη διάρκεια του Ολοκαίνου. Υπήρξαν 51 τα τέτοια γεγονότα, πολλά στο Δυτικό Ειρηνικό κατά μήκος του λεγόμενου Δακτυλίου της Φωτιάς. Σε αυτή την περιοχή βρίσκονται πολλοί ενεργοί ηφαίστειοι, καθώς εκεί οι πλάκες της γήινης κρούστας συγκρούονται και ωθούνται η μία πάνω στην άλλη, προκαλώντας τεράστιες, εκρηκτικές εκρήξεις.
Η χρονική στιγμή των ηφαιστειακών γεγονότων προσδιορίστηκε με τη βοήθεια παγωμένων πυρήνων από την Αρκτική και την Ανταρκτική, καθώς και μέσω χρονολόγησης οργανικών υλικών που εμπεριέχονται σε στάχτες με εξαιρετική ακρίβεια. Μια εκσυγχρονισμένη χρονολόγηση των ηφαιστειακών πετρώματα παρείχε επιπλέον πληροφορίες.
Αυτές τις πληροφορίες συνέκριναν οι ερευνητές με την εμφάνιση των μακροχρόνιων περιόδων ψύχους στο Ολοκαίνη. Οι φάσεις αυτές χρονολογήθηκαν κυρίως με βάση πληροφορίες για τη μέγιστη έκταση των παγετώνων. Αυτό έγινε μέσω της ανάλυσης των μορφών, των γήινων υλικών που οι πάγκοι μετακινούν.
Το αποτέλεσμα: Περισσότερο από το 80% των επεκτάσεων των παγετώνων συνέπεσαν χρονικά με τουλάχιστον μία από τις ηφαιστειακές εκρήξεις. «Συνδυάζοντας τα αποτελέσματα της στατιστικής μας ανάλυσης με τις υπάρχουσες παλαιοκλιματικές ανασυνθέσεις, είμαστε πολύ σίγουροι ότι δεν είναι τυχαίο το φαινόμενο. Επιπλέον, η ανάλυση ενσωματώνει όλες τις υπάρχουσες γνώσεις για τους μηχανισμούς,» λέει η Paine.
Η θερμοκρασιακή ισορροπία διαταράσσεται
Σύμφωνα με αυτές τις συνθήκες, μια ηφαιστειακή έκρηξη διαταράσσει μερικές φορές την ενεργειακή ισορροπία της Γης τόσο, ώστε να μεταβάλλεται το κλίμα παγκοσμίως: Μέσω της έκρηξης, πετιούνται σωματίδια θείου στην ατμόσφαιρα που αντανακλούν το εισερχόμενο ηλιακό φως. Αυτό οδηγεί σε ψύξη της επιφάνειας της Γης στο βόρειο ημισφαίριο.
Ο αρκτικός πάγος επεκτείνεται, εμποδίζοντας τον ωκεανό να απελευθερώσει θερμότητα στην ατμόσφαιρα. Αυτό αλλάζει την πορεία των θαλάσσιων ρευμάτων. Ένα βροχερό σύστημα χαμηλής πίεσης γύρω από τον Ισημερινό μετατοπίζεται επίσης προς το νότο - και η ψυχρή ζώνη διευρύνεται.
«Όλα αυτά τα φαινόμενα ενισχύουν το ένα το άλλο, λειτουργεί σαν χιονόμπαλα,» λέει η Paine. Κάποια στιγμή γίνεται τόσο κρύο που οι παγετώνες αρχίζουν να μεγαλώνουν, ειδικά σε υψηλότερα υψόμετρα όπως στην Ελβετία.
Για να συμβεί αυτό, ωστόσο, πρέπει να ικανοποιηθούν κάποιες οριακές συνθήκες. Αν η ηφαιστειακή έκρηξη είναι για παράδειγμα πολύ αδύναμη, τα σωματίδια θείου δεν φτάνουν μέχρι την ανώτερη ατμόσφαιρα. Αν είναι πολύ έντονη, η στήλη της σκόνης μπορεί να καταρρεύσει από το ίδιο το βάρος της, ώστε να φτάσει σχετικά λίγος θειός στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
Η Paine τονίζει: Το φαινόμενο δεν πρέπει να συγχέεται με αυτό που συνέβη το 1816 στο «έτος χωρίς καλοκαίρι». Τότε, η έκρηξη του ηφαιστείου Tambora στην σημερινή Ινδονησία προκάλεσε πτώση της θερμοκρασίας κατά μερικούς βαθμούς, οδηγώντας σε παγκόσμιες καταστροφές σοδειάς και λιμούς. Ωστόσο, το αποτέλεσμα διήρκησε μόνο ένα χρόνο μέχρις ότου τα σωματίδια σκόνης εξαφανιστούν από την ατμόσφαιρα.
Στις μακροπρόθεσμες φάσεις ψύχους είναι διαφορετικά. «Τα σωματίδια θείου απλά αρχίζουν την εξέλιξη της χιονόμπαλας. Ωστόσο, οι επιδράσεις τους στο σύστημα της Γης διαρκούν δεκαετίες ή ακόμη και αιώνες, πολύ μετά την απόπλυση των σωματιδίων από την ατμόσφαιρα.»
Οι προβλέψεις είναι δύσκολες
Ένα σημαντικό ερώτημα είναι, αν μια τέτοια φάση ψύχους από ηφαίστεια θα μπορούσε να συμβεί και στο εγγύς μέλλον. «Στα γεγονότα που μελετήσαμε, το κλίμα ήταν ουσιαστικά σε φυσική κατάσταση,» παρατηρεί η ερευνήτρια. Αυτή τη στιγμή, όμως, βρισκόμαστε σε μια άνευ προηγουμένου κατάσταση λόγω της ανθρώπινης επίδρασης.
Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό θα μπορούσε να κάνει το κλίμα να κλίνει πολύ πιο εύκολα κατά τη διάρκεια γεγονότων όπως οι ηφαιστειακές εκρήξεις. Άλλοι αντιτίθενται, λέγοντας ότι σήμερα μια ηφαιστειακή έκρηξη δεν θα ήταν τίποτα περισσότερο από μια σταγόνα νερό σε καυτό πέτρωμα - σε σχέση με τις γιγαντιαίες αλλαγές που γίνονται αυτή τη στιγμή στην ατμόσφαιρα. «Όσο περισσότερο αλλάζει το κλίμα μας, τόσο πιο περίπλοκες γίνονται οι διαδικασίες,» λέει η Paine. "Εδώ υπάρχει ακόμη ένα τεράστιο κενό γνώσης που πρέπει να κλείσει."
Επικοινωνία με τον Τύπο:
Alice R. Paine
Τμήμα Περιβαλλοντικών Επιστημών
Πανεπιστήμιο της Βασιλείας
Bernoullistrasse 32
4056 Basel
Tel.: +41 61 207 2880
E-Mail: alice.paine@unibas.ch