Grote tropische vulkanen hebben enkele van 's werelds meest verwoestende natuurrampen in de geschiedenis veroorzaakt, met uitbarstingen die enorme hoeveelheden schadelijke gassen en ander puin uitspuwen die alles op hun pad kunnen wegvagen.

Maar hoe zit het met bredere effecten op het wereldwijde klimaat? Van deze grote uitbarstingen is bekend dat ze de planeet tijdelijk afkoelen en andere klimaatverstoringen veroorzaken, inclusief veranderingen in de wereldwijde verdeling van regenval.

In een nieuwe studie, een team van paleoklimaatonderzoekers, waaronder Ernesto Tejedor en Mathias Vuille aan de Universiteit van Albany, een proxy-product gebruikt dat natuurlijke klimaatarchieven gebruikt om de wereldwijde en seizoensgebonden hydroklimaateffecten van alle bekende tropische uitbarstingen in het afgelopen millennium groter dan de berg Pinatubo in 1991 beter te begrijpen, de grootste vulkaanuitbarsting in de afgelopen 100 jaar.

Hun resultaten toonden aan dat de hydroklimatische respons na deze grote uitbarstingen vaak significant was en soms meer dan een decennium aanhield. Met name, de uitbarstingen die werden gevolgd door abnormaal droge omstandigheden werden geschat boven tropisch Afrika, Centraal-Azië en het Midden-Oosten, samen met natte omstandigheden boven Oceanië en de Zuid-Amerikaanse moessongebieden. De onderzoekers vergeleken hun resultaten ook met die van een op zichzelf staand klimaatmodel en ontdekten dat het model kleinere en meer kortstondige hydroklimatische effecten simuleerde.

De resultaten worden nu gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ).

"We hebben in 30 jaar geen grote vulkaanuitbarsting gehad, dus ik denk dat we de neiging hebben om te vergeten hoe groot de maatschappelijke ontwrichting die ze kunnen veroorzaken, " zei Vuil, een professor in UAlbany's Department of Atmospheric and Environmental Sciences. "Als we kijken naar de hydroklimatische respons wereldwijd, veel van het eerdere werk was gebaseerd op bestaande klimaatmodellen. Ons proxyproduct voegt nieuwe, real-world gegevens om de reacties op wereldwijde schaal te schatten, wat suggereert dat deze uitbarstingen veel grotere en langdurige natte en droge afwijkingen kunnen veroorzaken dan we aanvankelijk dachten."

PHYDA-product

De nieuwe dataset die in dit onderzoek is gebruikt, het Paleo Hydrodynamics Data Assimilation (PHYDA) product genoemd, is gemaakt door ondersteuning van het "PIRE CREATE" -project van UAlbany $ 5 miljoen, die wordt gefinancierd door de National Science Foundation.

Het PHYDA-product is een openbaar beschikbare wereldwijde reconstructie van temperatuur- en hydroklimaatomstandigheden in de afgelopen 2, 000 jaar, die worden geschat door informatie uit een klimaatmodel en een wereldwijde verzameling van 2 te combineren, 591 jaarringrecords, 197 koraal- en sclerosponsrecords, 153 ijskernisotooprecords, 26 grot-sediment records, 10 meer-sedimentrecords en één zeesedimentrecord.

Met behulp van PHYDA, de onderzoekers waren in staat om hun nieuwe proxy-geschatte klimaatreacties op vulkanisme te vergelijken met die uitsluitend afgeleid van een klimaatmodel met behulp van het Community Earth System Model Last Millennium Ensemble (CESM-LME).

"De bomen, en de andere natuurlijke klimaatarchieven die zijn opgenomen in de PHYDA, waren er om deze vulkaanuitbarstingen te zien gebeuren. Het is geen theoretische constructie, " zei Jason Smerdon, PIRE CREATE onderzoeker en professor aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. "Dit was de eerste keer dat we dit nieuwe proxy-product konden gebruiken als een schatting van vulkanische klimaatreacties in het verleden, en het beeld dat het schetst heeft verrassingen opgeleverd in termen van hoe groot en aanhoudend de hydroklimatologische effecten van vulkanisme kunnen zijn."

Voorbereiding op vulkaanuitbarsting

De onderzoekers zijn het erover eens dat het van cruciaal belang is om te voorspellen hoe toekomstige vulkaanuitbarstingen het wereldwijde klimaat kunnen beïnvloeden, om te begrijpen waarom er discrepanties zijn tussen de hydroklimatische effecten die worden geschat op basis van een proxy-gebaseerd product en een op zichzelf staand klimaatmodel. vooral met toegevoegde effecten van antropogene klimaatverandering.

Het is waarschijnlijk dat er in de komende eeuw meer grote tropische vulkaanuitbarstingen zullen plaatsvinden, volgens Tejedor, de eerste auteur van het artikel en UAlbany postdoctoraal onderzoeker in het PIRE CREATE-team.

"Als je kijkt naar de afgelopen eeuwen en de frequentie van grote vulkaanuitbarstingen door de geschiedenis heen, het is zeer waarschijnlijk dat we voor het einde van deze eeuw een uitbarsting van vergelijkbare grootte zullen zien, mogelijk meer dan één, " zei Tejedor. "Wij geloven dat onze bevindingen dienen als een belangrijke waarschuwing dat getroffen gemeenschappen niet alleen moeten nadenken over onmiddellijke gevolgen, maar dat vulkaanuitbarstingen ook kunnen leiden tot langdurige klimaatveranderingen."