Letusan gunung berapi yang cepat dan besar sekitar 252 juta tahun yang lalu boleh dikaitkan dengan kejadian kepupusan besar-besaran. dari www.shutterstock.com, CC BY-ND

Semua orang sedang berusaha untuk mengurangkan jejak karbon kita, pembebasan sifar, menanam tanaman lestari untuk biodiesel dan lain-lain. Adakah benar apa yang dinyatakan oleh siaran internet bahawa letusan gunung berapi selama beberapa minggu akan menjadikan semua usaha kita terbatal?

Dalih untuk soalan ini dapat difahami. Kekuatan alam begitu kuat dan beroperasi pada tahap yang begitu besar sehingga usaha manusia untuk mempengaruhi planet kita mungkin kelihatan sia-sia.

Sekiranya satu letusan gunung berapi dapat mengubah iklim kita sedemikian rupa sehingga dunia kita dengan cepat menjadi "rumah es" atau "rumah kaca", maka mungkin usaha kita untuk mengurangkan perubahan iklim antropogenik adalah membuang masa?

Untuk menjawab soalan ini, kita perlu mengkaji bagaimana atmosfer kita terbentuk dan bukti geologi apa yang ada untuk perubahan iklim yang disebabkan oleh gunung berapi. Kita juga perlu melihat data terbaru yang membandingkan pelepasan gas rumah kaca vulkanik dan manusia.

Terdapat bukti perubahan iklim bencana dari letusan gunung berapi yang sangat besar dan berlarutan dalam catatan geologi. Tetapi sejak kebelakangan ini kita telah mengetahui bahawa pelepasan gunung berapi boleh menyebabkan penyejukan jangka pendek dan pemanasan jangka panjang. Dan bukti pembunuhan adalah bahawa pelepasan gas rumah hijau yang disebabkan manusia jauh melebihi aktiviti gunung berapi, terutama sejak tahun 1950.

Menempa atmosfera Bumi

Mari kembali kepada prinsip pertama dan melihat dari mana datangnya suasana kita. Bumi berusia 4.56 bilion tahun. Konsensus umum adalah bahawa atmosfera Bumi dihasilkan dari tiga proses utama:

1. sisa-sisa gas nebula solar primordial dari saat pembentukan planet terawal

2. pengeluaran dalaman Bumi dari kejadian gunung berapi dan yang berkaitan

3. penghasilan oksigen dari fotosintesis.

Terdapat juga sumbangan dari masa ke masa dari pertembungan komet dan asteroid. Dari proses-proses ini, degassing planet dalaman adalah proses penjanaan atmosfera yang paling penting, terutamanya semasa pertama dari empat abad sejarah Bumi, Hadean panas.

Letusan gunung berapi telah menyumbang kepada proses ini sejak itu dan memberikan sebahagian besar atmosfera kita, oleh itu, iklim di atmosfera kita.

Seterusnya adalah persoalan letusan gunung berapi dan pengaruhnya terhadap iklim. Iklim bumi telah berubah mengikut masa geologi. Terdapat tempoh "rumah panas" bebas ais. Ada yang berpendapat bahawa permukaan laut adalah 200 hingga 400 meter lebih tinggi dari hari ini dan sebahagian besar benua Bumi terendam di bawah permukaan laut.

Pada masa lain, semasa "Bumi bola salji", Planet kita ditutupi ais walaupun di khatulistiwa.

Apakah sumbangan letusan gunung berapi terhadap perubahan iklim ini? Sebagai contoh pengaruh besar, beberapa saintis mengaitkan kepupusan besar-besaran dengan kejadian letusan gunung berapi yang besar.

Persatuan yang paling terkenal adalah letusan gunung berapi yang menghasilkan Perangkap Siberia. Ini adalah wilayah besar urutan batuan gunung berapi tebal, sekitar 2.5 hingga 4 juta kilometer persegi, di daerah di wilayah timur Rusia. Letusan gunung berapi yang cepat dan besar sekitar 252 juta tahun yang lalu melepaskan jumlah aerosol sulfat dan karbon dioksida yang mencukupi untuk mencetuskan musim sejuk gunung berapi jangka pendek, dan pemanasan iklim jangka panjang, dalam jangka masa 10-an dari ribuan tahun.

Letusan Perangkap Siberia adalah faktor penyebab dalam kejadian kepupusan massa terbesar di Bumi (pada akhir periode Permian), ketika 96% spesies laut Bumi dan 70% hidupan darat tidak lagi ada.

Perubahan iklim semula jadi sejak 100 juta tahun yang lalu

Bukti geologi menunjukkan bahawa proses semula jadi boleh mengubah iklim Bumi secara radikal. Baru-baru ini (dalam istilah geologi), selama 100 juta tahun perairan dasar laut menjadi sejuk, permukaan laut jatuh dan ais telah meningkat. Dalam tempoh ini juga terdapat mantra Bumi yang lebih panas, kemungkinan besar disebabkan oleh pelepasan cepat (semula jadi) gas rumah kaca.

Homo sapiens telah berkembang selama beberapa juta tahun kebelakangan ini sebahagian besarnya pada zaman ais ketika lapisan ais setebal dua kilometer meliputi kawasan besar di benua utara dan permukaan laut lebih dari 100 meter lebih rendah daripada hari ini. Tempoh ini berakhir 10,000 tahun yang lalu ketika tempoh pemanasan interglasial moden kita bermula.

Kitaran astronomi yang membawa kepada variasi iklim dapat dipahami dengan baik - misalnya, kitaran Milankovitch, yang menjelaskan variasi orbit Bumi di sekitar matahari, dan mengangguk / bergoyang secara berkala dari sumbu Bumi kita. Semua sebab geologi dan tektonik untuk penyejukan Bumi jangka panjang umum ini kurang difahami. Hipotesis merangkumi sumbangan dari gunung berapi dan proses yang berkaitan dengan kebangkitan Himalaya dan Tibet (dari 55 juta tahun yang lalu).

Letusan gunung berapi dan kesan iklim tertentu

Penyelidik telah mengkaji secara spesifik letusan gunung berapi dan perubahan iklim. Gunung Pinatubo (Filipina) menghasilkan salah satu letusan yang lebih besar sejak kebelakangan ini pada tahun 1991, melepaskan 20 juta tan zarah sulfur dioksida dan abu ke dalam stratosfer.

Letusan yang lebih besar ini mengurangkan sinaran matahari yang mencapai permukaan Bumi, suhu yang lebih rendah di troposfera yang lebih rendah, dan mengubah corak peredaran atmosfera. Dalam kes Pinatubo, suhu troposfera global turun hingga 4 ° C, tetapi musim sejuk hemisfera utara menjadi panas.

Gunung berapi melancarkan campuran gas, termasuk gas rumah hijau, aerosol dan gas yang dapat bertindak balas dengan unsur atmosfera lain. Tindak balas atmosfera dengan gas gunung berapi dapat dengan cepat menghasilkan bahan seperti asid sulfurik (dan sulfat berkaitan) yang bertindak sebagai aerosol, menyejukkan atmosfera.

Penambahan karbon dioksida jangka panjang memberi kesan pemanasan. Letusan gunung berapi berskala lebih besar, yang awan abu mencapai tahap stratosfera, mempunyai kesan iklim terbesar: semakin besar dan semakin lama tempoh letusan, semakin besar kesannya.

Letusan jenis ini dianggap sebagai penyebab separa untuk tempoh Zaman Ais Kecil, peristiwa penyejukan global sekitar 0.5 ° C yang berlangsung dari abad ke-15 hingga akhir abad ke-19. Gunung berapi super seperti Yellowstone (USA), Toba (Indonesia) dan Taupo (New Zealand) secara teorinya dapat menghasilkan letusan dalam jumlah yang sangat besar yang mempunyai kesan iklim yang ketara, tetapi terdapat ketidakpastian berapa lama letusan ini mempengaruhi iklim.

Mungkin bukti terkuat untuk menjawab sama ada pelepasan (manusia) atau gunung berapi kita mempunyai pengaruh yang lebih kuat terhadap iklim terletak pada skala pengeluaran gas rumah hijau. Sejak 2015, pelepasan karbon dioksida antropogenik global sekitar 35 hingga 37 bilion tan setahun. Pelepasan CO₂ gunung berapi tahunan adalah sekitar 200 juta tan.

Pada tahun 2018, pelepasan CO₂ antropogenik 185 kali lebih tinggi daripada pelepasan gunung berapi. Ini adalah statistik yang mengagumkan dan salah satu faktor yang meyakinkan beberapa ahli geologi dan saintis semula jadi untuk mencadangkan era geologi baru yang disebut Anthropocene sebagai pengakuan bahawa manusia melebihi kesan banyak proses global semula jadi, terutama sejak tahun 1950-an.

Terdapat bukti bahawa gunung berapi sangat mempengaruhi iklim pada skala waktu geologi, tetapi, sejak tahun 1950, memang demikian Homo sapiens yang sejauh ini mempunyai kesan terbesar terhadap iklim. Jangan biarkan aspirasi pengurangan pelepasan CO₂ kami. Gunung berapi mungkin tidak dapat menyelamatkan hari.

Tentang Pengarang

Michael Petterson, Profesor Geologi, Universiti Teknologi Auckland

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

Perubahan Iklim: Apa Yang Harus Anda Ketahui Setiap Orang

oleh Joseph Romm
Buku asas penting mengenai apa yang akan menjadi isu penentu masa kita, Perubahan Iklim: Apa Yang Harus Diketahui Semua Orang adalah gambaran menyeluruh tentang sains, konflik, dan implikasi dari planet pemanasan kami. Dari Joseph Romm, Ketua Penasihat Sains untuk National Geographic Tahun Hidup Berbahaya siri dan salah satu daripada "100 Rolling Stone yang mengubah Amerika," Perubahan iklim menawarkan jawapan yang mesra pengguna dan saintifik terhadap soalan yang paling sukar (dan biasa dipolitikkan) yang mengelilingi ahli klimatologi Lonnie Thompson sebagai "bahaya yang jelas dan terkini terhadap tamadun." Tersedia di Amazon

Perubahan Iklim: Sains Pemanasan Global dan edisi Edisi Edisi Kedua kami

oleh Jason Smerdon
Edisi kedua ini Perubahan iklim adalah panduan yang boleh diakses dan komprehensif kepada sains di sebalik pemanasan global. Dengan ilustrasi yang indah, teks itu ditujukan kepada pelajar di pelbagai peringkat. Edmond A. Mathez dan Jason E. Smerdon menyediakan pengantar yang luas dan informatif kepada sains yang mendasari pemahaman kita mengenai sistem iklim dan kesan aktiviti manusia terhadap pemanasan planet kita. Mathez dan Smerdon menerangkan peranan bahawa atmosfer dan lautan bermain dalam iklim kita, memperkenalkan konsep keseimbangan sinaran, dan menerangkan perubahan iklim yang berlaku pada masa lalu. Mereka juga memperinci aktiviti manusia yang mempengaruhi iklim, seperti gas rumah hijau dan pelepasan aerosol dan penebangan hutan, serta kesan fenomena alam.  Tersedia di Amazon

Sains Perubahan Iklim: Kursus Hands-On

oleh Blair Lee, Alina Bachmann
Sains Perubahan Iklim: Kursus Hands-On menggunakan teks dan lapan belas aktiviti tangan untuk menjelaskan dan mengajar sains pemanasan global dan perubahan iklim, bagaimana manusia bertanggungjawab, dan apa yang boleh dilakukan untuk memperlahankan atau menghentikan kadar pemanasan global dan perubahan iklim. Buku ini adalah panduan lengkap dan komprehensif untuk topik persekitaran yang penting. Subjek yang terkandung dalam buku ini termasuk: bagaimana molekul memindahkan tenaga dari matahari untuk memanaskan atmosfera, gas rumah hijau, kesan rumah hijau, pemanasan global, Revolusi Perindustrian, tindak balas pembakaran, gelung maklum balas, hubungan antara cuaca dan iklim, perubahan iklim, sinki karbon, kepupusan, jejak karbon, kitar semula, dan tenaga alternatif. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, and ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.