Als vulkanen uitbarsten, deze geologische monsters produceren enorme as- en stofwolken - pluimen die de lucht zwart kunnen maken, het luchtverkeer stilleggen en een hoogte bereiken van ongeveer 25 mijl boven het aardoppervlak.

Een nieuwe studie onder leiding van de University of Colorado Boulder suggereert dat dergelijke vulkanische as ook een grotere invloed kan hebben op het klimaat op aarde dan wetenschappers eerder vermoedden.

Het nieuwe onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , onderzoekt de uitbarsting van de berg Kelut (of Kelud) op het Indonesische eiland Java in 2014. Op basis van real-world observaties van deze gebeurtenis en geavanceerde computersimulaties, het team ontdekte dat vulkanische as gevoelig lijkt te zijn voor rondhangen - maanden of zelfs langer in de lucht blijven na een grote uitbarsting.

"Wat we voor deze uitbarsting hebben gevonden, is dat de vulkanische as lang kan blijven bestaan, " zei Yunqian Zhu, hoofdauteur van de nieuwe studie en een onderzoekswetenschapper bij het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) aan CU Boulder.

Aanhoudende as

De ontdekking begon met een toevallige observatie:leden van het onderzoeksteam hadden met een onbemand vliegtuig gevlogen in de buurt van de plaats van de uitbarsting van de berg Kelut - een gebeurtenis die grote delen van Java in as bedekte en mensen uit hun huizen verdreef. In het proces, het vliegtuig zag iets dat er niet had moeten zijn.

"Ze zagen een maand na de uitbarsting enkele grote deeltjes in de atmosfeer rondzweven, "Zei Zhu. "Het leek op as."

Ze legde uit dat wetenschappers al lang weten dat vulkaanuitbarstingen een negatieve invloed kunnen hebben op het klimaat op aarde. Deze gebeurtenissen blazen enorme hoeveelheden zwavelrijke deeltjes hoog in de atmosfeer van de aarde, waar ze kunnen voorkomen dat zonlicht de grond bereikt.

Onderzoekers hebben niet gedacht, echter, dat as een grote rol zou kunnen spelen in dat verkoelende effect. Deze brokken rotsachtig puin, wetenschappers redeneerden, zijn zo zwaar dat de meeste waarschijnlijk niet lang na een uitbarsting uit vulkanische wolken vallen.

Zhu's team wilde weten waarom dat bij Kelut niet het geval was. Gebaseerd op observaties vanuit vliegtuigen en satellieten van de zich ontvouwende ramp, de groep ontdekte dat de pluim van de vulkaan vol kleine en lichtgewicht asdeeltjes leek te zitten - kleine deeltjes die waarschijnlijk lange tijd in de lucht konden zweven, net als paardenbloempluis.

"Onderzoekers hebben aangenomen dat as vergelijkbaar is met vulkanisch glas, "Zei Zhu. "Maar wat we hebben gevonden is dat deze drijvende een dichtheid hebben die meer op puimsteen lijkt."

Verdwijnende moleculen

Studie co-auteur Brian Toon voegde eraan toe dat deze puimsteenachtige deeltjes ook de chemie van de hele vulkanische pluim lijken te verschuiven.

Toon, een professor in LASP en de afdeling Atmosferische en Oceanische Wetenschappen aan CU Boulder, legde uit dat uitbarstende vulkanen een grote hoeveelheid zwaveldioxide uitspuwen. Veel onderzoekers gingen er eerder van uit dat die moleculen een wisselwerking hebben met andere in de lucht en worden omgezet in zwavelzuur - een reeks chemische reacties die, theoretisch, kan weken duren om te voltooien. Observaties van echte uitbarstingen, echter, suggereren dat het veel sneller gaat dan dat.

"Er is een raadsel geweest waarom deze reacties zo snel plaatsvinden, ' zei Toon.

Hij en zijn collega's denken dat ze het antwoord hebben ontdekt:die moleculen van zwaveldioxide lijken te kleven aan de asdeeltjes die in de lucht zweven. In het proces, ze kunnen chemische reacties ondergaan op het oppervlak van de as zelf, waardoor ze mogelijk ongeveer 43% meer zwaveldioxide uit de lucht halen.

As, met andere woorden, kan de transformatie van vulkanische gassen in de atmosfeer versnellen.

Wat de impact van die aswolken op het klimaat is, is niet duidelijk. Langdurige deeltjes in de atmosfeer kunnen, theoretisch, verduisteren en zelfs helpen om de planeet af te koelen na een uitbarsting. Drijvende as kan ook helemaal van locaties zoals Kelut naar de polen van de planeet blazen. Daar, het zou chemische reacties op gang kunnen brengen die de uiterst belangrijke ozonlaag van de aarde zouden beschadigen.

Maar de onderzoekers zeggen dat één ding duidelijk is:wanneer een vulkaan uitbarst, het is misschien tijd om veel meer aandacht te besteden aan al die as en de ware impact ervan op het klimaat op aarde.

"Ik denk dat we hier iets belangrijks hebben ontdekt, " zei Toon. "Het is subtiel, maar het kan een groot verschil maken."