Sciencemag.cz
Doporučujeme
Dopady vulkanismu mohly hrát roli i při vývoji Marsu nebo Venuše.
Vulkanická činnost vyvolá nejprve ochlazení, protože prach, kouř a aerosoly sníží množství tepla dopadajícího na zemský povrch. Ale co dál? Erupce mj. zvýší i množství oxidu uhličitého v atmosféře, takže celkový efekt nemusí být jednoznačný. Nová studie NASA vedla k závěru, že minimálně extrémně rozsáhlé sopečné čedičové erupce jednoho typu (tzv. flood basalt eruption) mohou finálně způsobit oteplení a navíc poškodit i ozonovou vrstvu. Na Marsu a Venuši mohla taková sopečná činnost navíc přispět k tomu, že planety přišly o vodu.
Příslušný typ erupcí zahrnuje celou řadu rozsáhlých výbuchů nebo i setrvalého vulkanismu, který trvá staletí. A jednotlivé od sebe mírně oddělené epizody pak třeba i statisíce let. Některé z těchto událostí se odehrály přibližně ve stejné době, jako docházelo k masovému vymírání, a mnohé z nich jsou spojeny s extrémně teplými obdobími v historii Země.
Scott Guzewich z NASA Goddard Space Flight Center (Greenbelt, Maryland) uvádí, že, přinejmenším podle provedené simulace, po prvních erupcích skutečně následuje ochlazení. Simulace výbuchu z oblasti řeky Columbia (Columbia River Basalt) před 15-17 miliony let ale ukázala, že už ve čtyřletém horizontu byl ale celkový efekt jiný. V modelu docházelo k erupcím 4krát ročně, oteplení nastalo po 2 letech od erupce a přetrvávalo pak dalších 13 po posledním výbuchu. Důsledkem událostí měl být navíc pokles ozonu asi o 2/3 celkového množství, tj. asi jako kdyby antarktická ozonová díra pokrývala celou planetu.
Základní mechanismus popisovaných jevů má být následující. Rozsáhlé sopečné výbuchy uvolňují velké množství oxidu siřičitého. Ten se v atmosféře přeměňuje na aerosoly. Sirné aerosoly odrážejí viditelné sluneční světlo, což způsobuje počáteční ochlazovací efekt, ale také pohlcují infračervené záření, které ohřívá atmosféru ve vyšších vrstvách troposféry a ve spodní stratosféře. Oteplení této oblasti atmosféry umožňuje, aby se vodní pára (která se normálně vyskytuje jen v nižších vrstvách atmosféry a v určité výši vymrzá) dostala do stratosféry (která je normálně velmi suchá). Dochází k nárůstu koncentrace vodní páry ve stratosféře až o 10 000 %. Vodní pára je přitom velmi účinný skleníkový plyn a vyzařuje infračervené záření, které ohřívá povrch planety.
Vstup vodní páry do stratosféry také ničí ozonovou vrstvu. Jednak proto, že vznikající hydroxylové radikály s ozonem přímo reagují, za druhé pak dojde ke změně cirkulace stratosféry, který brání tvorbě ozonu nového.
Čedičové erupce typu flood basalt také generují oxid uhličitý. Ve srovnání s jinými typy vulkanické činnosti ho však zřejmě není tolik, aby mohl za související oteplování; hlavní roli zde hraje vodní pára.
Pokud víme, tento typ erupcí je běžný i na jiných planetách. Speciálně na Marsu a Venuši mohly také vyvolat transport většího množství vody do horních vrstev atmosféry, zde se pak voda účinkem záření může rozpadat a vodík unikat. Množná tedy vulkanická činnost mohla hrát nějakou roli v tom, jak Venuše a Mars přišly o vodu. (Poznámka PH: Mechanismů, které by to mohly způsobit, byla ovšem navržena celá řada, žádná zvláštní záhada to není.)
Scott D. Guzewich et al, Volcanic Climate Warming Through Radiative and Dynamical Feedbacks of SO 2 Emissions, Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2021GL096612
Zdroj: NASA Goddard Space Flight Center a další
Poznámka PH: V této souvislosti je také zajímavé, že oxid siřičitý z neodsířených provozů měl oteplování zpomalovat. Další věc je pak cílené vypouštění oxidu siřičitého v rámci geoinženýrství (ale to je plánováno v horních vrstvách, čili bez příslušného efektu popsaného výše – a také bez kyselých dešťů).
