Silné sopečné erupcie mohli spúšťať dlhotrvajúce ochladenia počas holocénu

Silné výbušné erupcie mohli v priebehu posledných asi 12-tisíc rokov opakovane spúšťať dlhšie obdobia ochladenia na severnej pologuli. Naznačuje to práca, ktorá porovnala záznamy o veľkých erupciách, atmosférickom sírane, klimatickej premenlivosti a pohyboch ľadovcov počas holocénu a hľadala, či sa časovo zhodujú s náhlymi chladnými epizódami.

Snímka zobrazuje: Evidence for volcanic forcing of Holocene cold events.

Zdroj: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42209498/

Autori sa zamerali na otázku, ktorá v paleoklimatológii zostáva otvorená už dlho: prečo sa inak pomerne stabilná klíma holocénu občas prerušila ochladeniami trvajúcimi celé stáročia. Výbušný vulkanizmus patrí medzi možných vinníkov, no jeho schopnosť vyvolať zmeny pretrvávajúce stáročia až tisícročia sa podľa autorov skúmala len obmedzene.

Výsledky ukazujú, že viac než 80 percent postupov ľadovcov v holocéne pripadlo v rámci chronologickej neistoty na obdobie aspoň jednej veľkej erupcie na severnej pologuli s magnitúdou M ≥ 7. Monte Carlo simulácie podľa autorov potvrdili, že takýto vzťah nie je náhodný a dosiahol štatistickú významnosť p < 0,01. Dôležité je, že práca nehovorí len o krátkodobom účinku sopečných aerosólov v atmosfére. Autori spájajú ochladenia aj s ďalšími procesmi, ktoré mohli účinok erupcií predĺžiť: s rozšírením morského ľadu, oslabením cirkulácie v Atlantiku a posunom tropického dažďového pásma smerom na juh. Práve tieto spätné väzby by mohli vysvetliť, prečo v niektorých prípadoch klimatický dopad trval dlhšie než samotná prítomnosť aerosólov v ovzduší. V praktickej rovine to znamená, že veľké erupcie nemusia predstavovať iba krátku epizódu dočasného ochladenia po vypustení síranových častíc do atmosféry. Podľa tejto interpretácie mohli v určitých podmienkach rozkolísať celý klimatický systém tak, že zmena pretrvala podstatne dlhšie. To je dôležité pre pochopenie minulých výkyvov klímy aj pre modelovanie toho, ako zemský systém reaguje na silné narušenia. Autori pritom formulujú záver opatrne. Hovoria o dôkazoch podporujúcich sopečné pôsobenie ako spúšťač chladných udalostí v holocéne, nie o úplne uzavretej otázke ich pôvodu. Samotná zhoda v čase ešte nevysvetľuje všetky detaily jednotlivých udalostí, no v kombinácii s ďalšími klimatickými znakmi podľa nich dáva ucelenejší obraz mechanizmu.

Čo vedci v údajoch porovnávali

Práca spojila viac typov záznamov z posledných približne 12-tisíc rokov. Išlo o stopy po explozívnom vulkanizme, údaje o atmosférickom sírane, záznamy klimatickej variability a informácie o dynamike ľadovcov. Takýto prístup je pri výskume dávnej klímy dôležitý, pretože jeden typ archívu sám osebe zvyčajne nestačí. Až prepojenie viacerých nezávislých údajov môže ukázať, či ide o náhodnú zhodu, alebo o opakujúci sa vzorec.

V tomto prípade autori sledovali najmä to, či sa veľké erupcie časovo kryjú s náhlymi ochladeniami a s postupom ľadovcov. Keďže pri takto starých udalostiach vždy existuje istá neistota v datovaní, výsledok hodnotili v rámci chronologickej neistoty, nie ako úplne presné prekrytie konkrétnych rokov.

Prečo môžu mať erupcie dlhší účinok než len niekoľko rokov

Všeobecne sa vie, že silné erupcie môžu po vypustení síranových aerosólov do atmosféry odraziť časť slnečného žiarenia a dočasne ochladiť povrch. Nová práca však rieši širšiu otázku: či takýto impulz môže spustiť aj dlhšie trvajúcu prestavbu klimatického systému.

Podľa autorov by sa to mohlo diať cez dynamické spätné väzby. Ak sa po ochladení rozšíri morský ľad, zmení sa výmena tepla medzi oceánom a atmosférou. Ak zároveň zoslabne cirkulácia v Atlantiku alebo sa posunie tropický dažďový pás, následky už nemusia kopírovať len životnosť aerosólov. Ide o mechanizmy, ktoré sú v klimatickom systéme schopné udržiavať zmenu dlhšie, než trvá pôvodný impulz.

Prečo sú ľadovce v tomto výskume dôležité

Postupy ľadovcov predstavujú v paleoklimatológii užitočný ukazovateľ dlhodobejšieho ochladenia. Ľadovec zvyčajne nereaguje na krátky výkyv okamžite; jeho pohyb skôr odráža trvalejšie zmeny teploty a zrážok. Práve preto je zistenie, že viac než 80 percent holocénnych postupov ľadovcov časovo súvisí s aspoň jednou veľkou erupciou na severnej pologuli, pre autorov dôležitým argumentom.

Samo o sebe to ešte neznamená, že každé rozšírenie ľadovca spôsobila sopka. Skôr to posilňuje predstavu, že veľké erupcie mohli byť častým spúšťačom alebo zosilňujúcim faktorom v obdobiach, keď bol klimatický systém citlivý na ďalší posun.

Čo to znamená pre chápanie klímy holocénu

Holocén sa často opisuje ako obdobie relatívnej klimatickej stability, v ktorom sa rozvíjali ľudské civilizácie. Táto stabilita však nebola úplná. Výskum pripomína, že aj v tomto období prichádzali výraznejšie chladné epizódy a že ich príčiny mohli byť zložitejšie, než sa dlho predpokladalo.

V širšom zmysle ide o pripomienku, že klíma nereaguje len priamočiaro. Krátky impulz môže za istých okolností vyvolať reťaz zmien v oceáne, atmosfére a kryosfére. Pre klimatické modely aj interpretáciu minulých záznamov je preto dôležité neobmedziť sa len na bezprostredný účinok sopečných aerosólov, ale sledovať aj následné spätné väzby v celom zemskom systéme.

Čo zostáva otvorené a čo bude treba skúmať ďalej

Aj keď práca prináša silný argument pre úlohu vulkanizmu, neuzatvára všetky otázky o pôvode holocénnych ochladení. Pri dávnych udalostiach zostáva problémom presné datovanie aj odlíšenie hlavnej príčiny od sprievodných procesov. Nie každá veľká erupcia musela viesť k rovnakému výsledku a veľkosť odozvy zrejme závisela od stavu klímy v danom čase.

Ďalší výskum preto pravdepodobne bude smerovať k presnejšiemu prepájaniu sopečných záznamov s regionálnymi klimatickými archívmi a k lepšiemu modelovaniu spätných väzieb medzi oceánom, morským ľadom a atmosférou. Práve tam sa rozhoduje, či krátkodobý otras systému zostane epizódou na pár rokov, alebo prerastie do dlhšieho klimatického posunu.

Zdroj: PubMed Research

Pôvodný článok: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42209498/