Извержения вулканов могут влиять на климат Земли намного сильнее, чем ранее предполагалось, из-за образования вторичных аэрозолей в атмосфере. К такому выводу пришли французские метеорологи, наблюдавшие за извержением Эйяфьядлаёкюдля.
Группа метеорологов, возглавляемая Жюльеном Булоном из метеофизической лаборатории при Университете Блеза Паскаля (г. Клермон Ферран, Франция), наблюдала за процессом образования так называемых вторичных аэрозолей в облаке вулканических газов, извергнутых Эйяфьядлаёкюдлем. Исследование проводилось с марта по май 2010 года на исследовательской станции Пюи-де-Дом (юг центральной части Франции) с помощью высотных спектрометров, детекторов наночастиц и атмосферного лидара — лазерного детектора, позволяющего по отражению и рассеиванию света в прозрачных и полупрозрачных средах анализировать свойства атмосферы.
Влияние крупных вулканических извержений на климат в первую очередь связывается с выбросами в атмосферу огромных масс пепла, не только поглощающих часть солнечной радиации и собственного теплового излучения Земли, но и способствующих более интенсивному облакообразованию из-за конденсации водяных паров на поверхности взвешенных в воздухе мельчайших твердых частиц вулканического происхождения.
Это влияние можно проследить, исследуя геологические отложения пепла и применяя полученные данные в соответствующих динамических моделях, описывающих изменение температуры при той или иной концентрации твердых взвесей в атмосфере.
Намного сложней оценить влияние на климат вулканических газов: в отличие от твердого вулканического вещества, оседающего на поверхность Земли, прямых следов своего присутствия в атмосфере они не оставляют. При этом, несмотря на такую «эфемерность», их вклад в климатические изменения весьма существен.
Одним из главных подозреваемых, не оставляющих прямых геологических улик, но влияющих на климат, является двуокись серы (SO2) — распространенный вулканический газ, способный мигрировать в атмосфере на большие расстояния.
В присутствии паров воды SO2 окисляется до серной кислоты H2S04, капельки которой образуют так называемую вторичную вулканическую аэрозоль — тонкую взвесь, которая может присутствовать в воздухе неопределенно долгое время. Как и взвесь вулканического пепла, сернокислая аэрозоль также обладает свойством как непосредственного так и косвенного экранирования тепловой радиации Солнца и Земли, провоцируя более интенсивное формирование облаков.
Сопоставляя данные спектрометров и детекторов наночастиц, установленных на высотных аэростатах, с данными наземного лидара, позволяющего проследить атмосферные явления в динамике, группа Булона обнаружила, что образование вторичной аэрозольной взвеси из присутствующего в атмосфере вулканического SO2 продолжает идти в нижних слоях тропосферы (10–12 км), где сосредоточена основная часть водяного пара и формируются облака, даже на большом удалении от очага извержения, то есть над территорией Южной Европы. Более того: наблюдаемая интенсивность этого процесса превысила оценочную, то есть полученную с помощью существующих климатических моделей, на 7–8 порядков.
По мысли авторов, опубликовавших статью с результатами наблюдений в Proceedings of the National Academy of Sciences, такой разброс между теорией и экспериментом говорит о существенной, если не сказать больше, недооценке того влияния, которое оказывают вторичные вулканические аэрозоли на изменение земного климата, и еще раз поднимает вопрос об адекватности существующих моделей, оценивающих вклад тех или иных факторов, в данном случае — вулканического — в поведение атмосферы и глобальный тепловой обмен.
В какой степени «охлаждающий» эффект вулканических извержений компенсирует «разогревающий» эффект парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу в том числе в результате промышленной переработки углеводородов, также потребует дополнительного выяснения.
