דפים

6 באוגוסט 2020

וולקניזם כגורם לשינויי אקלים.

מאת פרופ' מיכה קליין

נושא שינויי האקלים עקב פעילות האדם מוביל את פעילות הגופים הירוקים בדור האחרון. כאשר מועלית טענת נגד כי שינויי האקלים יכולים לנבוע מסיבות אחרות כמו פעילויות וולקנית, התשובה הרווחת היא כי כמות הפחמן הדו חמצני המשתחררת בפעילויות וולקנית היא קטנה ביחס לכמות המשוחררת על ידי פעילות האדם. מאחרי טענה זו ההנחה כי ההתחממות היא תוצאה של עלייה בפד"ח (פחמן דו חמצני).

מאמר שפורסם היום באתר YNET המתאר מחקר עדכני:

לימוד הגיאולוגיה ההיסטורית הן ה"הרחוקה" והן "הקרובה" מלמד על קשר הדוק בין אירועים וולקניים לבין לבין שינויי אקלים.

הכרת הפעילות הוולקנית

את הפעילות הוולקנית ניתן בהכללה לחלק ל:

1.פעילות בה מתפרצת על פני השטח לבה הזורמת ומכסה שטחים.( איור 1)

2. פעילות בה מתפרץ חומר פירוקלסטי אל פני השטח ומועף באוויר . איור 1)

 כמובן שיש כל מיני שילובים, ומאותו מקום בזמן אחד התפרצו זרמי לבה ובזמן אחר חומר פירוקלסטי.

פעילות זרימת לבה תביא בדרך כלל להתחממות ואילו התפרצות חומר פירוקלסטי תביא להתקררות.

איור 1. זרם לבה, והתפרצות פירוקלסטית.

יש להוסיף כי המידע שלנו על הפעילויות הוולקניות מקורו בעיקר מוולקניזם על פני יבשה או באיים מעל פני הים . כיום ידוע כי עיקר הפעילות הוולקנית סמוי מן העין ומתרחש בעומק הים. המחקר של וולקניזם זה נמצא בחיתוליו. ברור כי לאף מדען בעולם אין הערכה על כמות החומר הנובעת הקרקעית הים , ולא על כמות הפד"ח המשתחררת או על ההשפעה של התפרצות זו על טמפרטורת המים. איור 2

איור 2. וולקניזם תת-ימי.

הכרה של תאורית "טקטוניקת הלוחות"  תוביל להבנה כי בדרך כלל המקום של פתיחה בין הלוחות תהיה התפרצות של זרמי לבה ואילו במקומות של מפגש בין לוחות הגורם לשקיעת גוש אחד מתחת לשני תהיה התפרצות של חומר פירוקלסטי. כך שבמידה רבה הרעיון המוביל של טקטוניקת הלוחות" מוביל את סוג ומיקום ההתפקרצות השונה ומכאן שגם את האקלים.

העבר הגיאולוגי הרחוק

זמנים של הכחדה גדולה בבעלי החיים שחיו על פני הכדור מקושרים לשינויי אקלים קיצוניים שגרמו לשוני בבית הגידול ולכן להכחדה גדולה אחוז המינים ש"נעלם" מוצג באיור 3.ניתן לראות כי לפני 250 מיליון שנה בתום תקופת הפרם ( סוף עידן הפאליאוזויקון)הייתה הכחדה גדולה כמו כן מראה הגרף הכחדה לפניכ-200 מיליון שנה בתום הטריאס. הכחדה גדולה נוספת נראת לפני כ-60 מיליון שנה בסוף הקרטיקון ( סוף עידן המזוזויקון)

איור 3. אחוז המינים שהוכחד לאורך 542 מיליון השנים האחרונות

את ההכחדות האלה ניתן לקשור לשלושה אירועים של פריצת לבה גדולה שכיסתה שטחים גדולים מאד

ההכחדה של 250 מיליון שנה קשורה לבזלת שכיסתה 7 מיליון קמ"ר בסיביר. ההחדה של 200 מיליון שנה קשורה לפתיחה ראשונית של האוקיאנוס האטלני שכיסתה שטח של 11 מיליון קמ"ר, וההכחדה של סוף המזוזיקון שמקובל כי התרחשה בגלל פגיעת גורם מחוץ לכדור הארץ ,אך היא גם קשורה לזרמי הלבה שבנו את רמת דייקן שבהודוהמכסה שטח של 0.5 מיליון קמ"ר.

איור 4. כיסויי הבזלת הגדולים ואחוזי ההכחדה.

העבר הגיאולוגי "הקרוב".

מידע רב על פעילות וולקנית בעשרת אלפים השנה האחרונות ניתן ללמוד מניתוח של גלעיני קרח. האפר הוולקני המועף באוויר נוחת על פני הקרח ומשמר את ההרכב ואת התאריך 

מניתוח של קידוחים רבים כמו גם של תיארוך על פני השטח נבנה הגרף הקושר בין מדד שינויי טמפרטורה לבין פעילות וולקנית בעשרת אלפים השנה האחרונות.איור 6.

איור 6.  מדד השתנות הטמפרטורה ב11.000 השנים האחרונות. אירועים וולקנים בהם זרמה לבה מסומנים בכיתוב אדום, אירועים בהם הייתה פעילות פירוקלבסטית מסומנים בכיתוב שחור.

העבר הקרוב מאוד.

בשנת 1815 התפרץ הר הגעש טמבורה. כמות החומר  שהתפרצה אז  מוערכת  כי הייתה פי 76

יותר גדולה מזו שהתפרצה באירוע סנט-הלן ב-1890.

איור 7 . כמות החומר בטמבורה לעומת כמות החומר בסנט-הלן, בווזוב ובקרקטאו. 

האפר מהתפרצות זו כיסתה את כדור הארץ והביאה לכך כי עשרות ספרים נכתבו בעולם שהכותרת שלהם כמעט אחידה , 1816 השנה ללא קיץ.

ההתפרצות הגדולה הקרובה אל ימינו היא זו שהייתה בשנת 1991 בפינטובו. התפרצות זו גרמה לידידת טמפרטורה של כ-0.5 מעלות בעולם.( איור 8 )

איור 8.אפר וולקני באטמוספירה הגבוהה בולם קרינה סולרית , מעלה את כיסוי העננים ומוביל להתקררות..

מסקנות

שינויי אקלים נקבעים בעיקר על ידי פעילויות וולקניות.
התפרצויות פירוקלסטיות יביאו להתקררות.
התפרצות של זרמי לבה יביאו להתחממות.
טקטוניקת הלוחות קובעת איזה סוג וולקניזם התרחש במקומות שונים.
מודלים אקלימיים לחיזוי העתיד שלא לוקחים בחשבון וולקניזם
טועים.


4 תגובות:

שלומי אמר/ה...

המודלים האקלימים לוקחים בחשבון וולקניזם, הם פשוט תמיד נתפסים כטרנזיאנטים (אותות חולפים) ולא משפיעים לטווח ארוך. האפקטים החזקים של התפרציות וולקניות הם הטסת חלקיקים קטנים לסטרטוספירה אשר מחזירים את קרינת השמש. בנוסף לעוד אפקטים שונים הקשורים ליצירת עננות וכו'..כאמור, לרוב הם אותות חולפים.הזכרת את פינטובו, שאכן הייתה מאוד משפיעה ב2-3 שנים לאחר מכן. למרות זאת , היו התפרצויות נוספות מאז (האחרונה שאני זוכר הייתה ב2010 באיסלנד- בוטלו טיסות למשך כמה חודשים עקב כך), אך לא הייתה להם השפעה נראית/משמעותית על הטמפרטורה.

יעקב אמר/ה...

אכן, בניגוד לפד"ח - ההשפעה של התפרצויות הגעש היא זמנית וחולפת, בעוד הפד"ח לא נעלם מהאטמוספרה (כמו האבק הוולקני) אלא נשאר והשפעתו מצטברת. ריכוז הפד"ח באטמוספרה עולה - דבר זה נמדד והוא וודאי לחלוטין. לא ברור בדיוק כמה מהעליה הזו בריכוז היא תוצאה מפעילות אנושית - שריפת דלק - וכמה תופעה טבעית אבל עליה בריכוז יש, זה ברור.

המודלים האקלימיים לא יכולים להתחשב בוולקניזם מאחר ואנו לא יודעים לחזות התפרצויות הרי געש ולדעת כמה כאלה יהיו בעתיד ואיך ישפיעו.
הוויכוח, או חוסר הוודאות, היא לגבי שיעור השפעתו של הפד"ח - או שיעור (גודל) ההתחממות הצפויה בעתיד. אנו לא יודעים. המודלים לא בדוקים ולא אמינים.

מיכה אמר/ה...

תשובה לשלומי
מחקרים עכשווים מראים כי החלקיקים הדקים של האפר הוולקני בגדלים של פחות מ-5 מיקרון יכולים להישאר באטמוספירה לשנים.
אני מצרף מקור.
Intricate features in the lifetime and deposition of atmospheric aerosol particles
Chaos 29, 071103 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5110385
T. Haszpra

שלומי אמר/ה...

טוב, זה לא דיון לפורום שכזה, אבל בכל מקרה במאמר הם משתמשים במודל שזה נחמד אבל לא ראיתי אף ממצא אמפירי שמאשש את זה. ובכל מקרה, לא ממש רואים את זה בטמפרטורה (לאורך זמן). יש מספיק "חשודים" בהשפעה ארוכת טווח על הטמפרטורה למשל רגישות עקיפה לפעילות השמש, או מנגנון יצירת עננים נמוכים ע"י קרינה קוסמית (שמאופננת ע"י השמש), כל אחד מאלה בנפרד יכול להסביר לפחות חצי מההתחממות במאה ה-20 דבר אשר מקטין את הרגישות האקלימית לרגישות "גוף שחור" קרי 1 מעלה להכפלת פד"ח למשל, מה שתכלס רואים אמפירית ולא ממודלים.