Det största vulkanutbrottet i nyare historia, explosionen av Mount Pinatubo i Filippinerna, påverkade klimatet runt om i världen och orsakade att temperaturen sjönk och asiatiskt regn mönster för att flyttas tillfälligt.
Det utbrottet inträffade för 20 år sedan denna månad. Och tyvärr kommer vulkanutbrott som det att vara svårt att förutsäga, även om större händelser med mycket större påverkan på klimatet sannolikt kommer att komma med mer varsel.
Om Pinatubo håller fast vid sin rekord – dess tidigare utbrott inträffade cirka 500 år sedan – vi kommer inte ha mycket att oroa oss för ett tag, enligt Richard Hoblitt, en geolog vid Cascades Volcano Observatory i United States Geological Survey.
”Det är troligt att den kommer att stanna kvar i hundratals år”, sade Hoblitt, ”men det finns alltid en möjlighet att den kan avvika från det mönstret. Dessa vulkaner är inte metronomer; de tenderar att variera på ett tema. Även om vi inte förväntar oss att se en igen under vår livstid är det inte omöjligt.
Pinatubo-utbrottet pressade ett paraplyliknande moln av sten, aska och gas mer än 35 km (35 kilometer) ) till himlen ovanför Filippinerna och planetkylande aerosoler som lämnats av gasen dröjde kvar i luften runt om i världen så länge som tre år.
Forskare är överens om att liknande utbrott runt om i världen är oundvikliga. Mont Pelée, Katmai, Mount St. Helens, El Chichón – 1900-talet var pepspett av betydande utbrott. Mycket större jättar kan vakna en dag och potentiellt förändra klimatet på dramatiska sätt. Yellowstone Caldera producerade en super -utbrott för cirka 640 000 år sedan, med tillräcklig kraft för att täcka mycket av den nordamerikanska kontinenten i ett lager av aska och kyla planeten i flera år. Och massiv vulkanaktivitet för cirka 250 miljoner år sedan, till skillnad från vad människor har känt, kan ha värmt upp planet och föranledde den största massutrotningen i livets historia / p>
I framtiden
Forskare visste lite om Pinatubos potential att bryta ut när små jordbävningar och ångexplosioner började våren 1991, men de insåg snabbt att det skulle kunna ge stora utbrott.
Nästan en miljon filippinare och två amerikanska militärbaser delade ön Luzon med vulkanen och fattade beslutet att evakuera ett måste.
”Evakueringsrekommendationer kan aldrig göras lätt, och här var trycket att rätta till det,” precis i tid ”, intensivt,” skrev Chris Newhall, som var USGS-forskare som ledde svarsteamet, i ett mejl.
Ändå dog hundratals människor i utbrottet.
Liksom Pinatubo skulle de farligaste framtida utbrott komma från vulkaner nära stora befolkningar, enligt Philipp Ruprecht, postdoktoral forskare vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory.
Dessa inkluderar Vesuvius, som förstörde den antika staden Pompeji och nu har 550 000 grannar som bor i ” röda zonen, och Washingtons Mount Rainier, där även ett litet utbrott kan smälta glaciärer på berget och skapa lera, enligt Ruprecht.
Även om forskare kan täcka tidigare register över vulkanaktivitet, det är svårt att förutsäga framtiden.
”Jag skulle inte bli förvånad om en hände imorgon, men jag skulle inte bli förvånad om en annan inte inträffade under ytterligare 20 år, ”säger Alan Robock, klimatolog vid Rutgers University. ”Ingen kan förutsäga hur ofta de inträffar, och ingen kan förutsäga, inte ens efter att vulkanen börjar brummla, om den ens kommer att bryta ut med ett stort utbrott eller inte. Allt vi kan göra är att titta på tidigare data och se hur ofta de har inträffat. ”
Stor, men inte för stor
Vulkaner förtjänar sitt eget rankningssystem, kallat Volcanic Explosivity Index (VEI), som går från 0 till 8, varvid varje poäng indikerar en ökning med ungefär en faktor 10. Pinatubo-sprängningen fick en 6. VEI beskriver storleken av explosiva utbrott baserat på ett antal faktorer, inklusive volymen magma och höjden på askmolnet vulkanen producerar. VEI påverkar inte klimatpåverkan.
I vulkanhierarkin faller Pinatubo bakom Tambora-utbrottet 1815 i Indonesien, som fick 7, och det senaste superutbrottet av det nu slumrande vulkaniska Yellowstone-bassängen, som toppade skalan vid 8.
Ytterligare ett VEI-8-utbrott vid Yellowstone eller någon annanstans skulle säkert skapa förödelse, enligt Jacob Lowenstern, forskaren som ansvarar för Yellowstone Volcano Observatory för USA: s Geologica l Undersökning.
”Mer aska skulle deponeras nära Yellowstone, men även långt borta kan det finnas millimeter till centimeter aska.De flesta uppskattningar förutspår flera grader av temperaturfall under flera år, men även för superutbrott förväntas effekterna inte vara i mer än ett decennium, skrev Lowenstern i ett e-postmeddelande till WordsSideKick.com.
Du behöver inte stanna uppe på natten och oroa dig för ett superutbrott i Yellowstone; oddsen är små och eftersom vulkanen har varit tyst under lång tid finns det skulle vara jordbävningar som varnar för ett överhängande utbrott, sade Lowenstern.
Pinatubos globala räckvidd
Under utbrottet av Pinatubo den 15 juni 1991 var ett moln bredt 1100 kilometer (1100 kilometer) ) och 22 mil högt (35 kilometer) bildades över vulkanen och bar cirka 17 megatons svaveldioxid in i stratosfären, enligt forskare som leddes av Stephen Self från University of Hawaii i Manoa och skrev i USGS-publikationen ”Fire and Mud.”
Medan de större askpartiklarna föll ut från himlen ganska snabbt, blev svaveldioxiden små droppar, eller aerosoler, svavelsyra. Dessa förhindrade inkommande solenergi från att nå planetens yta, vilket orsakade global kylning. Molnet av aerosoler som skapats av Pinatubo skapade spridning över hela världen på cirka tre veckor och orsakade slutligen en dramatisk minskning av mängden solenergi som når planeten, enligt forskarna.
Som ett resultat svalnade stora delar av planeten från 1992 till 1993 så mycket som 0,7 grader Fahrenheit (0,4 grader) Celsius), skrev de.
Dessa små droppar förblev hängande i ett till tre år, men effekterna de producerade på den tiden var komplexa, enligt David Pyle, professor i geovetenskap vid University of Oxford .
Delar av norra halvklotet upplevde relativt svala somrar under ett par år, medan det på andra ställen var vintertemperaturer något varmare. ”När du svalnar atmosfären ändrar du mönstret för vädersystem,” Pyle sa.
Detta har konsekvenser för nederbörd. En studie av t re ringar visade att stora delar av Mongoliet och södra Kina konsekvent fick mindre nederbörd efter stora utbrott, inklusive de i Pinatubo och Tambora, medan fastlandet i Sydostasien fick mer.
”Pinatubo är en fantastisk fallstudie, och det finns fortfarande utvecklande hypoteser baserade på observationer av Pinatubo,” sa Pyle.
Förutom skalan och innehållet i utbrottets plym är andra faktorer som bestämmer mängden global kylning orsakad av en vulkan. Platsen för utbrottet spelar roll, eftersom stratosfärens höjd – atmosfärskiktet som aerosoler måste komma in för att ha någon global påverkan – varierar med latitud, liksom luftcirkulationsmönster och mängden ljus som reflekteras av jordens yta .
Klimatmönster spelar också roll. Efter att Mexikos El Chichón bröt ut motverkades dess potentiella kyleffekt av en aktiv El Niño, enligt Robock.
En förändringsagent
Vulkaner har också potential att värma planetens yta med den koldioxid de avger Mängden av den växthusgasen från ett enda utbrott skulle bara orsaka en trivial mängd uppvärmning, men under långa tidsskalor kan koldioxiden i flera utbrott byggas upp, säger Robock.
Vissa forskare har kontroversiellt. kopplade vulkanutsläpp med massutrotning, inklusive den största utrotningshändelsen i jordens historia, Perm-triasutrotningen. Den kallades Great Dying och utplånade 90 procent av alla marina arter för cirka 250 miljoner år sedan. Vid ungefär samma tid inträffade massiva vulkanutbrott under en sträcka av Sibirien, orsakad av en stigande plym av onormalt het sten.
Koldioxiden som dessa utbrott släppte skulle ha orsakat att jordens yta värmdes och utlöste en kaskad av i slutändan dödliga effekter, inklusive havets stagnation, enligt Paul Wignall, en professor i universitet i Leeds i paleo-miljöer.
Det är dock svårt att jämföra vulkanutbrott i den inspelade historien med de katastrofala utbrotten som inträffar oregelbundet var 20: e till 50: e miljon år eller så. Dessa utbrott skulle ha föregåtts av hundratusentals år av varning när varm magma kom upp under kontinenten, sade Wignall.
LiveScience-författare Stephanie Pappas bidrog till den här historien.
Du kan följa WordsSideKick.com-författaren Wynne Parry på Twitter @Wynne_Parry. Följ LiveScience för det senaste inom vetenskapliga nyheter och upptäckter på Twitter @livescience och på Facebook.