Кліматичні наслідки вивержень вулканів

Голова з книги Раміза Алієва «Що сталося з кліматом».

Тектонічні процеси - один з найважливіших природних факторів, що формують розвиток цивілізації. З тринадцяти стародавніх цивілізацій Східної півкулі дванадцять розташовувалися вздовж південного краю Євразійської плити.

Люди звикли жити пліч-о-пліч з вулканами. Вулканічні ґрунти відрізняються родючістю, оскільки вулканічний попіл містить мінеральні речовини, необхідні рослинам, наприклад калій і фосфор, мікроелементи (Zeilinga de Boer, Sanders, 2002). З вулканами часто пов'язані родовища корисних копалин і гарячі джерела.

Сьогодні близько півмільярда людей живе в межах 100 км від діючих вулканів. У Неаполі вітрини агентств нерухомості обвішані пропозиціями купити ділянку землі або віллу на схилі Везувію. І місцевим жителям це не здається чорним гумором.

Але все ж іноді за це сусідство доводиться платити високу ціну. За останні чотири століття від вулканів загинули приблизно чверть мільйона осіб. Причому це лише прямі жертви, без урахування тих, хто помер від голоду і епідемій, що послідували за виверженнями.

Ще на зорі свого розвитку людству довелося пройти через одне з найсуворіших випробувань. 74 тис. років тому відбулося виверження супервулкана Тоба на Суматрі, в десятки разів більш потужне, ніж будь-яка з катастроф останніх тисячоліть. Це виверження припало на перехід від міжльодовикової до чергового оледеніння і, можливо, прискорило його. Згідно з генетичними дослідженнями, сучасні жителі Землі походять від невеликої популяції в кілька тисяч осіб. Можливо, саме виверження Тоби стало тим самим пляшковим горлечком, через яке пройшло людство (Rampino, Ambrose, 2000).

Однією з найпотужніших природних катастроф в історичний час стало виверження вулкана Санторін, також відоме як Мінойське виверження. Воно було настільки сильним, що від острова Тера, де знаходився вулкан, залишився фрагмент у формі півмісяця. Шляхом радіовуглецевого аналізу оливкової гілки, заживо похованої на схилі кальдери в шарі вулканічних відкладень, вдалося встановити приблизну дату виверження - 1627 − 1600 рр. до н. е. (Friedrich, 2006). Ще одним підтвердженням датування є пошкоджені морозами річні кільця дерев, знайдених у різних місцях у Північній півкулі, зокрема в Лапландії (Helama et al., 2019). Кліматична аномалія, зафіксована в них, датується 1627 р. до н. е.

У 1939 р. грецький 1916 Спиридон Марінатос припустив, що причиною колапсу мінойської цивілізації стало виверження вулкана Санторін. У 1967 р. Марінатос виявив під шаром попелу руїни міста бронзового століття, за розміром порівняні з руїнами Помпей.

[Збірка: Помпеї]

Зараз це місце відоме як Акротірі, за назвою найближчого населеного пункту. При розкопках тут знайшли фрески, предмети побуту, але не було знайдено коштовностей і непогребених останків. Судячи з усього, жителі встигли покинути поселення. Цунамі, яке виникло внаслідок виверження, досягло північного узбережжя Криту. Втім, яку роль зіграло виверження Санторіна в краху мінойської цивілізації, поки не ясно.

Відгомони цієї природної катастрофи дійшли до нас в «Теогонії» Гесіода, в тому її фрагменті, де описана битва олімпійців з титанами. Її центральний персонаж - Тіфон, син Геї і Тартара. Битва Зевса і Тіфона, можливо, є метафорою мінойського виверження. Сам же Тіфон являє собою досить точний опис стовпа вулканічного попелу (Athanassas et al., 2018). Нагадаємо, що, згідно з грецькою міфологією, Тіфон був похований під Етною і став причиною її вулканічної активності.

Виверження, які впливали б на життя на планеті в цілому, на щастя, трапляються рідко. Як правило, наслідки носять регіональний характер, і в більшості випадків люди адаптуються до життя поблизу вулканів. Виверження, що викликають розрив в культурній традиції, є швидше винятком, ніж правилом (Grattan, 2006). Навіть в Ісландії, з її нечисленним населенням, мізерними ресурсами і суворими природними умовами, катастрофічне виверження вулкана Ельдг'яу не змусило жителів кинути острів. Виверження відбулося навесні 939 р., незабаром після заселення Ісландії вікінгами. Розповідь про цю катастрофічну подію дійшла до нас у пісні «Віщення Вільви», де описуються загибель язичницьких богів і кінець світу. Швидше за все, пісня написана очевидцем подій. Можливо, саме ця катастрофа підірвала довіру ісландців до старих богів і привела їх до прийняття християнства в 1000 р. (Oppenheimer et al., 2018).

Попіл і гази, що викидаються вулканами на висоту до 20 − 25 км, впливають на глобальний клімат. Вулкани тропічних широт можуть впливати на обидві півкулі. Викиди вулканів високих широт переважно залишаються в межах півкулі, оскільки перетікання повітря через екватор практично не відбувається. З нижніх шарів атмосфери тверді частинки виводяться за лічені дні. У стратосфері їх час перебування досягає року і більше.

Вуглекислого газу вулкани викидають небагато, і помітного впливу на клімат він не чинить. Основною проблемою є діоксид сірки. У стратосфері він окисляється і взаємодіє з парами води, утворюючи сірчану кислоту. Аерозолі, що складаються з крапель сірчаної кислоти, поглинають сонячне світло, нагріваючи атмосферу на висотах 20 - 25 км і затінюючи поверхню Землі. За рік концентрація сірчаної кислоти в стратосфері зменшується приблизно вдвічі. Наслідки вивержень ісландських вулканів позначаються близько року, тоді як виверження в області екватора можуть впливати на клімат протягом 2 − 5 років (Oppenheimer et al., 2018).

Слідом за виверженням супервулкана Тоба настало різке похолодання, місцями температура знизилася на 10-15 ° C, а в середньому по планеті - на 3-5 ° C. Сильне похолодання тривало одне-два десятиліття, кілька століть було холодніше і суші, ніж до виверження (Williams, 2012).

Менш масштабні виверження теж впливали на клімат. Так, наслідок виверження Ельдг'яу позначилися далеко за межами Ісландії. Історичні хроніки зафіксували суворі зими, посухи навесні і влітку і голод в Європі, Китаї, Іраку. Літні температури в Північній півкулі опустилися приблизно на 0,7 − 1,5 ° C. Близьке за масштабом до виверження Ельдг'яу виверження вулкана Лакі відбулося в 1873 - 1874 рр. У результаті майже вся худоба в Ісландії загинула від отруєння вулканічними викидами. Почався голод, від нього помер кожен п'ятий житель острова.

Після сильного виверження вулкана Тамбора в 1815 р. в Західній Європі та Північній Америці сталося похолодання, відоме як рік без літа. Але немає лиха без добра. Безперервні дощі застали лорда Байрона і Персі Шеллі з дружиною на Женевському озері. Щоб розважити гостей, Байрон запропонував визнати історію про привиди. Результатом письменницького змагання став «Франкенштейн» Мері Шеллі. Сам Байрон під враженням року без літа написав вірш «Тьма».

Природний катаклізм став джерелом натхнення не тільки для літераторів - цього ж року німецький винахідник барон Карл фон Дрез, майбутній творець дрезини, побудував прообраз велосипеда - виросли ціни на овес змусили його шукати нові засоби пересування.

Серії великих вивержень можуть призводити до похолодання в масштабах десятиліть. Катастрофічне виверження невідомого вулкана в 536 р. ознаменувало початок малого льодовикового періоду пізньої Античності (Buntgen et al., 2020). Літня температура в Європі впала на 1,6 − 2,5 ° C (Sigl et al., 2015). Незабаром за ним послідувало катастрофічне виверження Ілопанго в Центральній Америці в 539/40 р.

Серія потужних вивержень припала на малий льодовиковий період. Можливо, він почався з найсильнішого за останні 6 тис. років виверження вулкана Самалас в Індонезії в 1257 р. (Lavigne et al., 2013; Guillet et al., 2017).

Вулканічні виверження і кліматичні катаклізми, що слідували за ними, часто приносили з собою хвороби. Вони можуть бути викликані вимушеною міграцією після стихійних лих, голодом, проблемами з гігієною. Слідом за двома великими виверженнями в 536 і 540 рр. і різким похолоданням сталася юстиніанова чума (541 ‑ 543) - перша найбільша епідемія, що охопила Середземномор'я, Близький Схід і Європу. В результаті загинули близько 50 млн осіб (Sigl et al., 2015).

З виверженням Тамбори пов'язують холеру в Азії, що почалася в 1816 р. Через кілька років вона дісталася до Росії. У 1830 р. епідемія охопила Москву і Петербург, спровокувавши численні холерні бунти. Через карантин Пушкін був змушений три місяці провести в маєтку Велике Болдіно, де під впливом недавніх подій написав «Бенкет під час чуми».

Купити книгу