İklim Değişikliği, Volkanik Patlamaların Çevreye Etkisini Değiştirebilir mi?

Nature'da Ağustos 2021'de yayınlanan bir araştırmada, antropojen kaynaklı iklim değişikliğinin volkanik gazların atmosferle etkileşiminde önemli sonuçları olacağını gösterildi. Cambridge Üniversitesi ve UK Met Office'ten araştırmacılar, iklim ısınmaya devam ettikçe volkanik patlamaların etkisinin daha şiddetli olacağını söylüyor.

Çalışmada, püskürme sütunu modeli, aerosol-iklim modeli ile birleştirildi. Bu metot ile orta büyüklükteki volkanik patlamalardan kaynaklanan stratosferik aerosol optik derinlik (SAOD) pertürbasyonunun gelecekteki tropopoz yüksekliği artışının bir sonucu olarak %75 kadar azalacağı gösterildi. Püskürme sütununun yükselmesinin, aerosol boyutunu azaltması ile stratosferik ısınma ve (seyrek olarak meydana gelen) büyük çaplı tropik patlamalardan kaynaklanan yüzey soğuması (örneğin Pinatubo Dağı 1991) gelecekte %52 ve %15 oranlarında şiddetlenecektir. Püskürme sütunu (İng: "eruptive column") ve aerosol yaşam döngüsündeki değişimleri belirlemek, gelecekteki patlamalara (İng: "eruption") karşın iklimin tepkisini değerlendirmekte anahtar görevi görecektir.

Volkan Patlamaları, İklimi Nasıl Etkiliyor?

Stratosfere kükürt gazı saçan volkanik patlamalar, iklim değişkenliğinde (İng: "climate variability") en önemli itici güçlerden biridir. Bu patlamalardan salınan sülfat aerosolleri, 1-3 yıl boyunca stratosferde kalır ve atmosferin tepesinde ışınımsal zorlama ve yüzeyde soğumaya sebep olur. Büyük çaplı volkanik patlamalardan stratosfere salınan SO₂ gazı, 1815'de Tambora Dağı'nda "Yaz yaşanmayan yıl"a ismini veren patlamaya, 1991'de Pinatubo Dağı'ndaki patlamaya (0.4–0.5 °C troposferik soğuma meydana geldi) sebep olmuştur.

Volkanizmanın iklim değişkenliğine etkisine örnek olarak; Kuzey Atlantik salınımı, muson iklimi, Atlantik Meridyen Devirme Sirkülasyonu (AMOC) ve El Niño-Güneyli Salınımı verilebilir. Ancak orta çaplı patlamalar da yeryüzünün radyasyon dengesini ve sıcaklıkları etkileyebilir: 2005-2015 yılları arasında orta çaplı bu tür patlamalar troposferik ve deniz yüzeyi sıcaklıkları üzerinde fark edilebilir bir soğutma etkisine sahipti.

Wikipedia

İklim, Volkanik Patlamalarını Nasıl Etkiliyor?

Buraya kadar verilen örneklerü volkanik patlamaların iklime etkisiyle alakalıyken, çalışma bunun tam tersine odaklı: İklimin volkanik patlamalara etkisi, antropojenik sera gazlarının hızla artışıyla incelenmek açısından önem kazanıyor.

İklimin volkanizmaya etkisi araştırılırken, püskürme sütun modeli kullanılarak, daha sıcak bir iklimde büyük bir tropik patlamanın SO₂ salım yüksekliğinin (atmosfere enjeksiyon yüksekliğinin) yaklaşık 1.5 km artacağı gösterildi. Orta büyüklükte bir patlamada ise SO₂ salımının yüksekliği değişmeden kalacak, ancak tropopoz yüksekliğindeki artışın sonucu olarak, duman (İng: "plume"), tropopozun 2 km altına yayılarak, doğrudan stratosfere salınan SO₂ miktarını azaltacaktır.

Stratosferik SO₂ salınımlarının azalmasının bir sonucu olarak, gelecekteki muhtemel olarak daha sıcak bir iklimde, orta büyüklükte bir tropik patlama ile ilişkili aylık küresel ortalama SAOD'un (550 nm'de) 4 kat azaldığı gösterildi. Brewer-Dobson sirkülasyonunun hızlanması ile sülfat aerosol boyutunun ve ömrünün azalması atmosferin üst kısımlarındaki ışınımsal zorlamayı arttırıyor.

İklim değişikliği nedeniyle atmosfer ısındıkça, büyük ölçekli volkanik patlamaların yaydığı kül ve gaz daha da yükselecektir. Ayrıca bu büyük ölçekli patlamalarda volkanik aerosollerin yarattığı pus (İng: "haze"), güneş ışığının yeryüzüne ulaşmasını az miktarda engelleyecek ve sonuç olarak volkanik patlamaların neden olduğu geçici soğumayı artıracaktır. İklim değişikliği, ayrıca volkanik malzemenin (volkanik sülfat aerosollerinin) tropik bölgelerden daha yüksek enlemlere taşınmasını hızlandıracaktır.

Yüzyılda bir veya iki kez meydana gelen Pinatubo Dağında 1991'de meydana gelen büyük patlamalarda olduğu gibi, iklim değişikliğinin, dumanın yükselmesine ve aerosollerin yeryüzüne daha hızlı yayılmasına neden olacağı ve bunun da %15 oranında artan bir soğutma etkisine yol açacağı bulundu. Okyanus sıcaklıklarındaki değişikliklerin bu soğumayı arttırması, buz tabakalarının erimesinin de İzlanda gibi yerlerde volkanik patlamaların sıklığını ve boyutunu artırması bekleniyor. Araştırmanın yazarlarından Anja Schmidt, şöyle diyor:

Daha sık ve daha yoğun orman yangınları ve diğer aşırı olaylar nedeniyle, üst atmosferin bileşimi gözlerimizin önünde değişirken, bu değişikliklerin sonuçlarına dair anlayışımız da değişiyor. Sera gazı salınımı devam ettikçe, volkanik emisyonların atmosferle etkileşim şekli değişmeye devam edecek ve iklim değişkenliğini tam olarak anlamak için bu etkileşimleri anlamak önem kazanmaktadır.

Yazarlar, fazla iklim ve volkanizma uzmanını volkanik duman yükselişi ve aerosol yaşam döngüsünün ardındaki mekanizmaları anlamanın yanı sıra, buzulların erimesinin ve aşırı yağışların belirlediği patlama boyutunun ve sıklığının araştırılması, bu sayede volkanik patlamaların gelecekteki iklimsel etkilerinin anlaşılması için bir araya toplanmaya çağırıyor.