Il super vulcano Los Chocoyos in Guatemala, America Centrale, eruttò circa 84, 000 anni fa, ed è stato uno dei più grandi eventi vulcanici degli ultimi 100, 000 anni.

Dati petrologici recenti mostrano che l'eruzione di Los Chocoyos ha rilasciato grandi quantità di zolfo e gas di cloro e bromo che riducono lo strato di ozono.

Il vulcano faceva parte del famoso Anello di Fuoco, situato come un ferro di cavallo intorno e nel Pacifico. Questa è una zona sismica, e qui ci sono il 75% di tutti i vulcani conosciuti (sia attivi che dormienti). I vulcani Atitlán e Tolimán seguirono l'eruzione di Los Chocoyos, e rimanere attivi oggi.

In un'eruzione, i supervulcani possono causare enormi distruzioni a livello locale, ma hanno anche impatti importanti in tutto il mondo a causa delle enormi emissioni di gas e polveri nell'atmosfera. E come mostra ora un gruppo di ricerca, possono causare grandi cambiamenti nell'atmosfera per diversi anni.

Strato di ozono indebolito

Sulla base dell'eruzione di Los Chocoyos, scienziati dell'Università di Oslo (UiO), GEOMAR e NCAR hanno simulato le emissioni di zolfo gassoso e alogeno nell'atmosfera in epoca preindustriale. Hanno utilizzato il sistema terrestre americano Community Earth System Model (CESM)/Whole Atmosphere Community Climate Model (WACCM) con "emissioni" interattive di aerosol e gas vulcanici nell'atmosfera.

Le prove hanno mostrato che elevate quantità di solfato e aerosol di profondità ottica (AOD) dall'eruzione persisterebbero per cinque anni nell'atmosfera, e la quantità di alogeni rimarrebbe elevata per quasi 15 anni.

Come conseguenza di questo cambiamento nella chimica atmosferica, lo strato di ozono crollerebbe. I ricercatori hanno riscontrato una riduzione dell'80% dello strato di ozono come media globale.

"L'indebolimento dell'ozono su questa scala potrebbe causare un aumento del 550% delle radiazioni UV nei primi cinque anni dopo l'eruzione, che potrebbero avere impatti potenziali molto gravi sugli esseri umani e sulla biosfera, "dice Hans Brenna, primo autore dello studio. È uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Geoscienze dell'UIO e ricercatore presso l'Istituto meteorologico norvegese.

L'effetto sul clima dopo una così grande eruzione vulcanica durerà fino a diversi decenni.

"Il ripristino dei livelli di ozono e del clima pre-eruzione richiede 15 e 30 anni, rispettivamente, secondo i risultati delle simulazioni. L'effetto a lungo termine del raffreddamento della superficie terrestre è sostenuto da un immediato aumento dell'area del ghiaccio marino nell'Artico, seguito da un calo del trasporto di calore oceanico a 60° N verso l'Oceano Artico. Questo effetto persiste fino a 20 anni, "dice Kirstin Kruger, un professore di meteorologia all'UIO.

L'effetto dell'eruzione colpisce in modo diverso

I ricercatori hanno anche scoperto che l'impatto delle eruzioni vulcaniche sarebbe diverso nelle diverse parti del globo. Nell'emisfero nord l'eruzione provocherebbe un raffreddamento dovuto all'aumento degli aerosol atmosferici, che aumenterebbero le precipitazioni e comporterebbe una diminuzione della produzione primaria di oltre il 25 %. Hanno anche scoperto che la copertura di ghiaccio marino aumenterebbe del 40% nei primi 3 anni.

All'equatore e nelle parti settentrionali dell'Africa, l'eruzione causerebbe un aumento dell'umidità e comporterebbe una produzione primaria molto più elevata nei primi cinque anni dopo l'eruzione. Ci sarebbe uno spostamento della zona di bassa pressione all'equatore nota come Zona di convergenza intertropicale (ITCZ), che si sposterebbe più verso latitudini meridionali. Inoltre, il mare avrebbe reagito con meccanismi alla El Niño durante i primi tre anni; anche quelli si sposteranno verso sud.

"Poiché le incertezze del modello per la risposta climatica e la chimica atmosferica nelle eruzioni vulcaniche sono grandi, simulazioni come la nostra dovrebbero essere supportate da campioni fisici provenienti da paleoarchivi come carote di ghiaccio e sedimenti e un confronto coordinato di modelli, "dice Brenna.

Chimica dell'atmosfera:una disciplina importante per la ricerca sul clima

La chimica dell'atmosfera è una branca della scienza dell'atmosfera in cui si studia la chimica dell'atmosfera terrestre e di altri pianeti. È un tipico campo di ricerca interdisciplinare e si basa su diverse discipline e metodi, come la chimica ambientale, meteorologia, modellazione informatica, fisica e geologia, per dirne alcuni. La ricerca è sempre più legata ad altri campi, come gli studi sul clima.

L'autore principale di questo articolo, Hans Brenna, ha ricevuto il premio Outstanding Student Poster e PICO (OSPP) dalla European Geosciences Union (EGU) nel 2018 per il poster intitolato "Deplezione globale dell'ozono e aumento della radiazione UV causata da eruzioni vulcaniche tropicali preindustriali".

Sulla base di questo manifesto, sono stati invitati da EGU a scrivere un articolo, ed è ora nella rivista interattiva ad accesso aperto Chimica e fisica dell'atmosfera .