Le principali eruzioni vulcaniche in futuro potrebbero influenzare le temperature globali e le precipitazioni in modo più drammatico che in passato a causa dei cambiamenti climatici, secondo un nuovo studio condotto dal National Center for Atmospheric Research (NCAR).

Gli autori dello studio si sono concentrati sull'eruzione catastrofica del Monte Tambora in Indonesia nell'aprile 1815, che si pensa abbia innescato il cosiddetto "anno senza estate" nel 1816. Hanno scoperto che se un'eruzione simile si è verificata nell'anno 2085, le temperature sprofondano più profondamente, anche se non abbastanza per compensare il futuro riscaldamento associato al cambiamento climatico. L'aumento del raffreddamento dopo una futura eruzione interromperebbe anche il ciclo dell'acqua in modo più grave, diminuendo la quantità di precipitazioni che cade a livello globale.

La ragione della differenza nella risposta climatica tra il 1815 e il 2085 è legata agli oceani, che dovrebbero diventare più stratificati man mano che il pianeta si riscalda, e quindi meno in grado di moderare gli impatti climatici causati dalle eruzioni vulcaniche.

"Abbiamo scoperto che gli oceani svolgono un ruolo molto importante nella moderazione, mentre si allunga anche, il raffreddamento superficiale indotto dall'eruzione del 1815, ", ha affermato lo scienziato NCAR John Fasullo, autore principale del nuovo studio. "Il calcio vulcanico è proprio questo:è un calcio di raffreddamento che dura per circa un anno. Ma gli oceani cambiano la scala temporale. Agiscono non solo per smorzare il raffreddamento iniziale, ma anche per diffonderlo su diversi anni".

La ricerca sarà pubblicata il 31 ottobre sulla rivista Comunicazioni sulla natura . Il lavoro è stato finanziato in parte dalla National Science Foundation, sponsor NCAR. Altri finanziatori includono la NASA e il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. I coautori dello studio sono Robert Tomas, Samantha Stevenson, Bette Otto-Bliesner, ed Ester Brady, tutto NCAR, così come Eugene Wahl, dell'Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica.

Uno sguardo dettagliato a un passato mortale

l'eruzione del monte Tambora, il più grande degli ultimi secoli, ha vomitato un'enorme quantità di anidride solforosa nell'atmosfera superiore, dove si è trasformato in particelle di solfato chiamate aerosol. Lo strato di aerosol riflettenti la luce ha raffreddato la Terra, mettendo in moto una catena di reazioni che portarono a un'estate estremamente fredda nel 1816, soprattutto in Europa e nel nord-est del Nord America. L'"anno senza estate" è accusato di un diffuso fallimento del raccolto e di malattie, causando più di 100, 000 morti nel mondo.

Per comprendere e quantificare meglio gli effetti climatici dell'eruzione del Monte Tambora, e per esplorare come questi effetti potrebbero differire per un'eruzione futura se il cambiamento climatico continua sulla sua traiettoria attuale, il team di ricerca si è rivolto a un sofisticato modello di computer sviluppato da scienziati dell'NCAR e dalla comunità più ampia.

Gli scienziati hanno esaminato due serie di simulazioni del Community Earth System Model. La prima è stata tratta dal CESM Last Millennium Ensemble Project, che simula il clima della Terra dall'anno 850 al 2005, comprese le eruzioni vulcaniche nella documentazione storica. Il secondo insieme, che presuppone che le emissioni di gas serra continuino senza sosta, è stato creato facendo avanzare il CESM e ripetendo un'ipotetica eruzione del Monte Tambora nel 2085.

Le simulazioni del modello storico hanno rivelato che due processi di compensazione hanno contribuito a regolare la temperatura della Terra dopo l'eruzione di Tambora. Quando gli aerosol nella stratosfera hanno iniziato a bloccare parte del calore solare, questo raffreddamento è stato intensificato da un aumento della quantità di terreno coperto da neve e ghiaccio, che rifletteva il calore nello spazio. Allo stesso tempo, gli oceani fungevano da importante contrappeso. Mentre la superficie degli oceani si raffreddava, l'acqua più fredda sprofondava, permettendo all'acqua più calda di salire e rilasciare più calore nell'atmosfera.

Quando gli oceani stessi si erano sostanzialmente raffreddati, lo strato di aerosol aveva cominciato a dissiparsi, permettendo a più calore del Sole di raggiungere nuovamente la superficie terrestre. A quel punto, l'oceano ha assunto il ruolo opposto, mantenendo l'atmosfera più fresca, poiché gli oceani impiegano molto più tempo a riscaldarsi rispetto alla terraferma.

"Nelle nostre corse di modelli, abbiamo scoperto che la Terra ha effettivamente raggiunto la sua temperatura minima l'anno successivo, quando gli aerosol erano quasi spariti, " Disse Fasullo. "Si scopre che gli aerosol non avevano bisogno di rimanere per un anno intero per avere ancora un anno senza un'estate nel 1816, poiché a quel punto gli oceani si erano sostanzialmente raffreddati".

Gli oceani in un clima cambiato

Quando gli scienziati hanno studiato come il clima avrebbe risposto nel 2085 a un'ipotetica eruzione che imitava quella del Monte Tambora, hanno scoperto che la Terra avrebbe sperimentato un aumento simile della superficie coperta da neve e ghiaccio.

Però, la capacità dell'oceano di moderare il raffreddamento diminuirebbe sostanzialmente nel 2085. Di conseguenza, l'entità del raffreddamento della superficie terrestre potrebbe essere fino al 40% maggiore in futuro. Gli scienziati avvertono, però, che l'esatta grandezza è difficile da quantificare, poiché avevano solo un numero relativamente piccolo di simulazioni della futura eruzione.

La ragione del cambiamento ha a che fare con un oceano più stratificato. Mentre il clima si riscalda, le temperature della superficie del mare aumentano. L'acqua più calda sulla superficie dell'oceano è quindi meno in grado di mescolarsi con quella più fredda, acqua più densa sotto.

Nelle corse del modello, questo aumento della stratificazione oceanica significava che l'acqua che si era raffreddata dopo l'eruzione vulcanica rimaneva intrappolata in superficie invece di mescolarsi più in profondità nell'oceano, riducendo il calore rilasciato in atmosfera.

Gli scienziati hanno anche scoperto che la futura eruzione avrebbe un effetto maggiore sulle precipitazioni rispetto all'eruzione storica del Monte Tambora. Le temperature più fresche della superficie del mare diminuiscono la quantità di acqua che evapora nell'atmosfera e, perciò, anche diminuire le precipitazioni medie globali.

Sebbene lo studio abbia scoperto che la risposta della Terra a un'eruzione simile a Tambora sarebbe più acuta in futuro che in passato, gli scienziati osservano che il raffreddamento superficiale medio causato dall'eruzione del 2085 (circa 1,1 gradi Celsius) non sarebbe abbastanza per compensare il riscaldamento causato dal cambiamento climatico indotto dall'uomo (circa 4,2 gradi Celsius entro il 2085).

Il coautore dello studio Otto-Bliesner ha affermato:"La risposta del sistema climatico all'eruzione del 1815 del Monte Tambora in Indonesia ci offre una prospettiva su potenziali sorprese per il futuro, ma con la svolta che il nostro sistema climatico potrebbe rispondere in modo molto diverso".