هل تهددنا البراكين بعصر جليدي جديد؟

كشف بحث جديد أن الجسيمات التي تحجب ضوء الشمس الناتجة عن ثوران بركاني هائل لن تؤدي إلى تبريد درجات حرارة سطح الأرض بنفس القدر الذي تم تقديره سابقا.

وقبل نحو 74 ألف سنة، انفجر بركان توبا في إندونيسيا بقوة تعادل ألف مرة قوة ثوران بركان جبل سانت هيلين عام 1980.

وأرسل الثوران عمودا ضخما من الرماد والغاز إلى الغلاف الجوي، وغطى جزءا كبيرا من الكرة الأرضية بطبقة سميكة من الحطام. ولكن كيفية تأثير ذلك على مناخ الأرض بعد ذلك ظل لغزا عالقا.

وعندما يتعلق الأمر بأقوى البراكين، تكهن العلماء منذ فترة طويلة بكيفية أن التبريد العالمي بعد الثوران - والذي يسمى أحيانا الشتاء البركاني - يمكن أن يشكل تهديدا للبشرية.

واتفقت الدراسات السابقة على حدوث بعض التبريد على مستوى الكوكب، لكنها تباينت حول مقداره. وتراوحت التقديرات من 2 درجة مئوية إلى 8 درجات مئوية (3.6 درجة فهرنهايت إلى 14 درجة فهرنهايت).

وفي الدراسة الجديدة، استخدم فريق من معهد غودارد لدراسات الفضاء (GISS) التابع لناسا وجامعة كولومبيا في نيويورك نماذج حاسوبية متقدمة لمحاكاة الانفجارات الهائلة مثل حدث توبا.

ووجدوا أن الثوران الهائل من المرجح أن يسبب انخفاضا في درجة الحرارة العالمية بما لا يتجاوز 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت) حتى في أقوى الانفجارات. وهو ما يعد بعيدا كل البعد عن كارثة نهاية الحضارة.

وقال المؤلف الرئيسي زاكاري ماكغرو، الباحث في معهد غودارد لدراسات الفضاء وجامعة كولومبيا: "إن التغيرات المتواضعة نسبيا في درجات الحرارة التي وجدناها الأكثر توافقا مع الأدلة يمكن أن تفسر لماذا لم ينتج أي ثوران بركاني كبير دليلا قاطعا على كارثة عالمية النطاق للبشر أو النظم البيئية".

ولكي يوصف ثوران البركان بأنه هائل، يجب أن يطلق أكثر من 1000 كيلومتر مكعب (240 ميلا مكعبا) من الصهارة. وهذه الانفجارات قوية للغاية ونادرة.

وحدث الانفجار الهائل الأخير منذ أكثر من 22 ألف عام في نيوزيلندا. وقد يكون المثال الأكثر شهرة هو الثوران الذي فجر حفرة يلوستون في وايومنغ منذ نحو مليوني سنة.

دور جزيئات الكبريت

شرع ماكغرو وزملاؤه في فهم السبب وراء الاختلاف في تقديرات درجات الحرارة النموذجية لأن التحولات المناخية التي حدثت منذ فترة طويلة جدا لا تترك سجلات واضحة بشأنها. وقد استقروا على متغير قد يكون من الصعب تحديده: حجم جسيمات الكبريت المجهرية التي يتم إرسالها إلى الغلاف الجوي.

وفي طبقة الستراتوسفير (على ارتفاع نحو 10 آلاف إلى 50 كم)، يخضع غاز ثاني أكسيد الكبريت المنبعث من البراكين لتفاعلات كيميائية ليتكثف في جزيئات الكبريتات السائلة.

ويمكن لهذه الجسيمات التأثير على درجة حرارة سطح الأرض بطريقتين: عن طريق عكس ضوء الشمس الوارد (ما يسبب التبريد) أو عن طريق محاصرة الطاقة الحرارية الخارجة (نوع من تأثير الاحتباس الحراري).

واكتشف العلماء أن حجم الجسيمات من الانفجارات البركانية هو الذي يحدد مدى التبريد. وكلما كانت الجسيمات أصغر، زادت قدرتها على حجب ضوء الشمس.

ولسوء الحظ، فإن تحديد حجم الجسيمات من الانفجارات البركانية التي يعود تاريخها إلى آلاف السنين أمر صعب للغاية، ما يؤدي إلى تقديرات مختلفة إلى حد كبير.

وفي الغلاف الجوي، يتغير حجم الجسيمات، وحتى عندما تعود إلى الأرض وتحفظ في الجليد، فإنها لا تترك سجلا فيزيائيا واضحا.

ومن خلال محاكاة الانفجارات الهائلة على مجموعة من أحجام الجسيمات المختلفة، وجد العلماء أن الانفجارات الهائلة قد تكون غير قادرة على تغيير درجات الحرارة العالمية بشكل كبير.