Det største vulkanutbruddet i nyere tid, eksplosjonen av Mount Pinatubo på Filippinene, påvirket klimaet rundt om i verden og forårsaket temperaturfall og asiatisk regn mønstre for å skifte midlertidig.
Det utbruddet skjedde for 20 år siden denne måneden. Og dessverre vil vulkanutbrudd som det være vanskelig å forutsi, selv om større hendelser med mye større innvirkning på klimaet sannsynligvis vil komme med mer varsel.
Hvis Pinatubo holder seg til sin rekord – skjedde det tidligere utbruddet rundt 500 år siden – vi har ikke mye å bekymre oss for en stund, ifølge Richard Hoblitt, en geolog ved Cascades Volcano Observatory i United States Geological Survey.
«Det er mest sannsynlig at det kommer til å være i ro igjen i hundrevis av år,» sa Hoblitt, «men det er alltid en mulighet for at det kan avvike fra det mønsteret. Disse vulkanene er ikke metronomer; de har en tendens til å variere på et tema. Selv om vi ikke forventer å se en igjen i løpet av livet, er det ikke umulig.
Pinatubo-utbruddet presset en paraplylignende sky av stein, aske og gass over 35 kilometer ) inn i himmelen over Filippinene, og planetkjølende aerosoler som ble etterlatt av gassen ble liggende i luften rundt hele kloden så lenge som tre år.
Forskere er enige om at lignende utbrudd. rundt om i verden er uunngåelig. Mont Pelée, Katmai, St. St. Helens, El Chichón – det 20. århundre ble pepret av betydelige utbrudd. Mye større giganter kan våkne en dag og potensielt endre klimaet på dramatiske måter. Yellowstone Caldera produserte en super -utbrudd for rundt 640 000 år siden, med nok kraft til å teppe mye av det nordamerikanske kontinentet i et lag med aske og avkjøle planeten i årevis. Og massiv vulkansk aktivitet for rundt 250 millioner år siden, i motsetning til hva mennesker har kjent, kan ha oppvarmet planet og bedt om den største masseutryddelsen i livets historie.
I fremtiden
Forskere visste lite om Pinatubos potensial for å bryte ut da små jordskjelv og dampeksplosjoner begynte våren 1991, men de skjønte raskt at det kunne gi store utbrudd.
Nesten en million filippinere og to amerikanske militærbaser delte øya Luzon med vulkanen, og tok beslutningen om å evakuere et must.
«Evakueringsanbefalinger kan aldri gjøres lett, og her var presset for å få det riktig,» akkurat i tide, «intenst,» skrev Chris Newhall, som var USGS-forsker som leder responsteamet, i en e-post.
Likevel døde hundrevis av mennesker i utbruddet.
I likhet med Pinatubo ville de farligste fremtidige utbruddene komme fra vulkaner i nærheten av store befolkninger, ifølge Philipp Ruprecht, postdoktorforsker ved Columbia Universitetets Lamont-Doherty jordobservatorium.
Disse inkluderer Vesuv, som ødela den gamle byen Pompeii og nå har 550 000 naboer som bor i » røde sone, og Washingtons Mount Rainier, der selv et lite utbrudd kan smelte isbreer på fjellet og skape gjørme, ifølge Ruprecht.
Selv om forskere kan dekke tidligere registreringer av vulkansk aktivitet, og det er vanskelig å forutsi fremtiden.
«Jeg ville ikke bli overrasket om en skjedde i morgen, men jeg ville ikke bli overrasket om en annen ikke ville oppstå i ytterligere 20 år, «sa Alan Robock, klimatolog ved Rutgers University. «Ingen kan forutsi hvor ofte de oppstår, og ingen kan forutsi, selv etter at vulkanen begynner å rumle, om den til og med vil bryte ut med et stort utbrudd eller ikke. Alt vi kan gjøre er å se på tidligere data og se hvor ofte de har forekommet. «
Stor, men ikke for stor
Vulkaner fortjener sitt eget rangeringssystem, kalt Volcanic Explosivity Index (VEI), som går fra 0 til 8, med hver poengsum som indikerer en økning på omtrent en faktor 10. Pinatubo-eksplosjonen fikk en 6. VEI beskriver størrelsen av eksplosive utbrudd basert på en rekke faktorer, inkludert volumet av magma og høyden på askeskyen vulkanen produserer. VEI påvirker ikke klimaet.
I vulkanhierarkiet faller Pinatubo bak utbruddet av Tambora i Indonesia i 1815, som fikk 7, og det siste superutbruddet av det nå slumrende vulkanske bassenget Yellowstone, som toppet skalaen klokka 8.
Nok et VEI-8-utbrudd kl. Yellowstone eller andre steder vil absolutt skape kaos, ifølge Jacob Lowenstern, forskeren med ansvar for Yellowstone Volcano Observatory for United States Geologica l Undersøkelse.
«Mer aske vil bli avsatt nær Yellowstone, men selv langt unna kan det være millimeter til centimeter aske.De fleste estimater forutsier flere grader av temperaturfall i flere år, men selv for superutbrudd forventes ikke effektene å vare i mer enn et tiår, skrev Lowenstern i en e-post til WordsSideKick.com.
Du trenger ikke å holde deg våken om natten og bekymre deg over et superutbrudd i Yellowstone. Oddsen er liten, og fordi vulkanen har vært stille i lang tid, der ville være jordskjelv som advarte om et forestående utbrudd, sa Lowenstern.
Pinatubos globale rekkevidde
Under utbruddet av Pinatubo 15. juni 1991 var en sky 684 miles bred (1100 kilometer) ) og 22 miles høy (35 kilometer) dannet over vulkanen, og bærer rundt 17 megaton svoveldioksid inn i stratosfæren, ifølge forskere ledet av Stephen Self fra University of Hawaii i Manoa og skrev i USGS-publikasjonen «Fire and Mud.»
Mens de større askepartiklene falt ganske raskt ut av himmelen, ble svoveldioksidet til fine dråper, eller aerosoler, av svovelsyre. Disse hindret innkommende solenergi fra å nå planetens overflate, noe som forårsaket global avkjøling. Skyen av aerosoler skapt av Pinatubo skapte spredt seg rundt kloden på omtrent tre uker og til slutt forårsaket en dramatisk reduksjon i mengden solenergi som når planeten ifølge forskerne.
Som et resultat avkjølte store deler av planeten fra 1992 til 1993 så mye som 0,4 grader Fahrenheit (0,4 grader). Celsius), skrev de.
Disse små dråpene forble suspendert i ett til tre år, men effektene de produserte på den tiden var komplekse, ifølge David Pyle, professor i geovitenskap ved University of Oxford .
Deler av den nordlige halvkule opplevde relativt kule somre i et par år, mens andre steder vintertemperaturen var litt varmere. «Når du kjøler ned atmosfæren, endrer du mønsteret på værsystemer,» Pyle sa.
Dette har implikasjoner for nedbør. En studie av t re ringer viste at etter store utbrudd, inkludert Pinatubo og Tambora, fikk store deler av Mongolia og Sør-Kina konsekvent mindre nedbør mens fastlandet i Sørøst-Asia fikk mer.
«Pinatubo er en fantastisk casestudie, og det utvikles fremdeles hypoteser basert på observasjoner av Pinatubo,» sa Pyle.
I tillegg til skalaen og innholdet i utbruddsplommen er andre faktorer som bestemmer mengden global kjøling forårsaket av en vulkan. Plasseringen av utbruddet betyr noe, fordi høyden på stratosfæren – atmosfærelaget som aerosolene må komme inn for å ha global innvirkning – varierer med bredde, det samme gjør luftsirkulasjonsmønstre og mengden lys reflektert av jordens overflate .
Klimamønstre har også betydning. Etter at Mexicos El Chichón brøt ut, ble den potensielle kjøleeffekten motvirket av en aktiv El Niño, ifølge Robock.
En forandringsagent
Vulkaner har også potensial til å varme planetens overflate av karbondioksidet de avgir Mengden av den klimagassen fra et enkelt utbrudd ville bare forårsake en triviell mengde oppvarming, men over lang tid kan skalaer, karbondioksid fra flere utbrudd, bygge seg opp, sa Robock.
Noen forskere har kontroversielt. koblet vulkanske utslipp med masseutryddelse, inkludert den største utryddelseshendelsen i jordens historie, Perm-Trias utryddelse. Kalt Great Dying, utslettet den 90 prosent av alle marine arter for rundt 250 millioner år siden. Omtrent samtidig skjedde massive vulkanutbrudd over en del av Sibir, forårsaket av en stigende sky av unormalt varm stein.
Kullsyre som disse utbruddene frigjorde, ville ha fått jordens overflate til å bli varm og utløste en kaskade av til slutt dødelige effekter, inkludert havets stagnasjon, ifølge Paul Wignall, en professor i University of Leeds i paleo-miljøer.
Det er imidlertid vanskelig å sammenligne vulkanutbruddene i den registrerte historien med de katastrofale utbruddene som forekommer uregelmessig hvert 20. til 50 millioner år eller så. Disse utbruddene ville ha blitt innledet av hundretusener av år med advarsel da varm magma kom opp under kontinentet, sa Wignall.
LiveScience-forfatter Stephanie Pappas bidro til denne historien.
Du kan følge WordsSideKick.com-forfatter Wynne Parry på Twitter @Wynne_Parry. Følg WordsSideKick.com for det siste innen vitenskapelige nyheter og funn på Twitter @livescience og på Facebook.