Степень воздействия вулканов на климат Земли
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?ризнаками молодого вулканизма в Аравии и Малой Азии являются обширные базальтовые плато северной части Аравийского полуострова, свежие вулканические конусы в окрестностях Дамаска, наконец, два вулканических извержения в историческое время в Западной Аравии и подводное извержение около Адена. К индийской зоне вулканической деятельности следует отнести два известных в Антарктиде действующих вулкана: Эребус и Террор [11 с. 168].
Рис. 2.1. - Карта распределения вулканов [3].
Климатические эффекты вулканической деятельности
Заметнее всего климатические эффекты извержений сказываются на изменениях приземной температуры воздуха и формировании метеорных осадков, что наиболее полно характеризуют климатообразующие процессы.
Температурный эффект. Вулканический пепел, выброшенный в атмосферу во время эксплозивных извержений, отражает солнечную радиацию, снижая температуру воздуха на поверхности Земли. В то время как пребывание мелкой пыли в атмосфере от извержения вулканского типа обычно измеряется неделями и месяцами, летучие вещества, такие как SO2, могут оставаться в верхних слоях атмосферы в течение нескольких лет. Мелкие частицы силикатной пыли и серного аэрозоля, концентрируясь в стратосфере, увеличивают оптическую толщину аэрозольного слоя, что ведет к уменьшению температуры на поверхности Земли.
В результате извержений вулканов Агунг (о-в Бали, 1963 г.) и Сент-Хеленс (США, 1980 г.) наблюдаемое максимальное понижение температуры поверхности Земли в Северном полушарии составило менее 0,1 С. Однако для более крупных извержений, например вулкан Тамбора (Индонезия, 1815 г.), вполне возможно понижение температуры на 0,5 С и более.
Эксплозивные извержения могут оказывать свое влияние на климат, по меньшей мере, в течение нескольких лет, а некоторые из них - вызвать гораздо более продолжительные его изменения. С этой точки зрения крупнейшие трещинные извержения также могут иметь существенный эффект, поскольку в результате этих событий огромный объем летучих веществ выбрасывается в атмосферу в течение десятилетий и более. Соответственно, некоторые пики кислотности в ледниковых кернах Гренландии сопоставимы по времени с трещинными извержениями в Исландии.
Во время крупнейших извержений, сходных с тем, что наблюдалось на вулкане Тамбора, количество солнечной радиации, проходящей через стратосферу, уменьшается примерно на четверть. Гигантские извержения, подобные тому, в результате которого образовался слой тефры (вулкан Тоба, Индонезия, около 75 тыс. л.н.), могли сокращать проникновение солнечного света до величин, составляющих менее сотой доли его нормы, что препятствует фотосинтезу. Это извержение - одно из крупнейших в плейстоцене, и выбрасываемая в стратосферу мелкая пыль, по-видимому, привела к почти всеобщей темноте на большой территории в течение недель и месяцев. Тогда, примерно за 9-14 суток было извергнуто около 1000 км3 магмы, а ареал распространения пеплового слоя превысил по крайней мере 5?106 км2.
Другая причина возможного похолодания обусловливается экранирующим воздействием аэрозолей Н2SO4 в стратосфере. Следуя, принимаем, что в современную эпоху в результате вулканической и фумарольной деятельности в атмосферу попадает примерно 14 млн. тонн серы ежегодно, при ее общей естественной эмиссии приблизительно 14.28 млн. тонн Верхняя оценка общей годовой эмиссии серы в атмосферу, при условии полного превращения всех ее оксидов в Н2SO4 (если считать эту величину неизменной за рассматриваемый интервал времени), приближается к минимальной оценке прямого поступления аэрозолей в виде серной кислоты в стратосферу вследствие извержения вулкана Тоба. Большая часть оксидов серы тут же попадает в океан, формируя сульфаты, а определенная доля серосодержащих газов выводится путем сухого поглощения или вымывается из тропосферы осадками. Поэтому очевидно, что извержение вулкана Тоба привело к многократному увеличению количества долгоживущих аэрозолей в стратосфере. Видимо, наиболее отчетливо эффект похолодания проявился в низких широтах, особенно в сопредельных. Оценки количества солнечной радиации, проникающей через стратосферный аэрозоль и / или пелену мелкой пыли, в зависимости от их массы. Точки указывают на крупные исторические и доисторические извержения.
Временные ряды кислотности для керна Crete изольдов центральной Гренландии, охватывающие промежуток 533-1972 гг. Идентификация извержений, вероятнее всего соответствующих крупнейшим пикам кислотности, основана на исторических источниках регионах - Индии, Малайзии. На глобальную значимость этого явления указывает также кислый след вулкана Тоба, зарегистрированный на глубинах 1033 и 1035 м в керне скважин 3G и 4G на станции Восток в Антарктиде [19, с. 37].
Свидетельства вулканической модуляции климата в течение десятилетий получены также при исследовании древесных колец и изменений объемов горных ледников. В работе показано, что периоды заморозков в западной части США, установленные при помощи дендрохронологии на основе древесных колец, тесным образом согласуются с зафиксированными извержениями и, вероятно, могут быть связаны с пеленой вулканических аэрозолей в стратосфере в масштабах одного или двух полушарий. Л. Скудери отметил, что существует тесная взаимосвязь между различной толщиной колец на верхней границе произрастания лесов, чувствительных к изменениям температуры, профилями кислотности льдов Гренландии и наступлением горных ледников Сьерры Н?/p>