В апреле 1815 года в Индонезии произошло извержение вулкана Тамбора, принесшее моментальные разрушения Сумбаве и соседним островам. Последствия этой катастрофы ощущались на всей планете еще много месяцев.ратер вулкана Тамбора спустя двести лет
Помимо пирокластического падения, пирокластических потоков и лахаров, цунами (вызванные пирокластическими потоками в море) опустошили побережье острова. После того, как извержение закончилось и магматическая камера опустела, часть полуострова Санггар исчезла. Сочетание этих процессов изменило ландшафт полуострова Санггар.
Жертвы и разрушения
Для местного населения, очевидно незнакомого с такого рода опасностями и не имеющего альтернативы, извержение привело к гуманитарной катастрофе. Для большинства людей, живущих на полуострове, спасения не было. Три королевства - Тамбора, Санггар и Пекат на полуострове Санггар - исчезли. Тысячи людей погибли сразу же во время извержения, десятки тысяч в последующие недели и месяцы, когда зола разрушала сельскохозяйственное производство и отравляла питьевую воду, изменяя кислотность и содержание фтора в ней.
Год спустя половина населения Сумбавы умерла, большая часть другой половины мигрировала на соседние острова. Но и на островах Ломбок и Бали погибли тысячи людей, а другие оказались в рабстве. В общей сложности, по оценкам, от 90 000 до 117 000 человек погибли на основных островах Индонезии.
Возможно, такое же число людей умерло во всем мире после извержения от голода и болезней, хотя следует с осторожностью это связывать с вулканом.
Шлейф от Тамборы в стратосфере
Последствия извержения Тамборы достигли гораздо большего расстояния, чем индонезийский архипелаг. Чтобы понять глобальные климатические последствия Тамборы, нам необходимо рассмотреть процессы, происходящие в вулканическом шлейфе. Климатически значимой является не впечатляющая колонна, которую мы знаем по снимкам текущих извержений, а невидимая часть шлейфа - газы серы. Наиболее значимым фактором глобального климатического воздействия является количество серы, достигающее стратосферы (атмосферный слой 10-50 км над поверхностью Земли, слой ниже - тропосфера). Такие газы могут оставаться в течение нескольких лет и распространяться по всему миру (по этой причине извержения в тропосфере, такие как эрупция Эйяфьятлайокудля в 2010 году, оказывают гораздо меньшее и более региональное воздействие на климат).
Тамбора выбросила в стратосферу около 60 - 80 мегатонн SO2 (диоксида серы). Это в 3-4 раза больше, чем во время извержения в 1991 году горы Пинатубо на Филиппинах - крупнейшего извержения в 20 веке. В стратосфере SO2 распространилась по тропикам, обогнула земной шар и в течение нескольких недель окислялась, образуя H2SO4 - вещество, конденсирующееся в крошечных каплях, называемых сульфатными аэрозолями. Эти аэрозоли затемняют солнечный свет и являются основной причиной последующих глобальных климатических изменений.
Одной из тем, которую ученые пытаются понять, является высота извержения и распространение аэрозольного облака для случая с извержением Тамборы. И то, и другое имеет решающее значение для моделирования последующих климатических последствий.
Высота плавучести
В прошлом для оценки высоты колонны извержения использовались отложения золы и тефры. Подъем колонны выброса Тамбора в 1815 году составил 43 км, что основано на исследовании отложений. Это число может отражать высоту выброса факела, следовательно, максимальную высоту, достигнутую в процессе извержения. Однако этот подъем не имеет большого значения для понимания распределения высоты над уровнем моря SO2 в атмосфере. Вопреки интуиции, не кинетическая энергия взрыва является основным фактором, определяющим высоту, на которой большая часть SO2 впрыскивается в стратосферу, а скорее плавучесть.
Поэтому так называемая нейтральная высота плавучести является лучшим показателем высоты слоя SO2. Кроме того, необходимо принимать во внимание тот факт, что общий шлейф эрупции является продуктом нескольких отдельных шлейфов с разных фаз эрупции. Часто больше всего важен не первоначальный шлейф (называемый Плинийским шлейфом). Он часто бывает слишком плотным и разрушается, образуя пирокластические потоки.
Вторичные шлейфы, поднимающиеся из этих пирокластических потоков, называемые "шлейфами Феникса", менее плотные и поэтому могут подниматься в стратосферу.
Сложности при моделировании
Однако моделирование этого процесса для извержения, которое было двести лет назад является очень сложной задачей.
Аналогичным образом, реконструкция горизонтального перемещения аэрозолей Тамбора не является простой задачей. При экваториальных ветрах нижней стратосферы (восточных или западных, но всегда близких к зональным) стратосферное вулканическое облако будет кружить вокруг земного шара в течение 2-4 недель. Впервые это наблюдалось после извержения Кракатау в 1883 году.
Учебные знания подразумевают, что меридиональная циркуляция стратосферы будет транспортировать аэрозоли тропических вулканических извержений в полярные регионы, но эта циркуляция значительно медленнее, чем зональная, и для перемещения из тропической паузы в полярный регион воздушной посылки требуется 2-5 лет. Неясно, насколько эффективны другие транспортные пути. Кроме того, деление аэрозолей на полусферы, что очень важно для понимания климатических последствий, является неопределенным и не очень хорошо сдерживается наблюдательными данными.
Сложное движение аэрозолей в стратосфере
Известно, что меридиональные воздушные потоки намного сильнее по отношению к соответствующим в зимний период в полусфере. Аэрозоли от тропических извержений, происходящих в нижней стратосфере в апреле или мае, теоретически должны первоначально транспортироваться на юг, так как это зимняя полусфера.
Примерно в октябре циркуляция прекращается, а в ноябре начинается северная циркуляция. Аэрозоли, все еще остававшиеся в тропической стратосфере в то время, пойдут на север. Моделируя перенос аэрозолей по примеру Тамборы с использованием климатических стратосферных ветров, обнаружили больше аэрозолей в Южном полушарии.
Однако это противоречит представлениям о том, что климатические последствия в основном ощущались в Северном полушарии. Неопределенности в модели высоки (например, модель завышает количество тропических аэрозолей), но, возможно, нам просто не хватает информации о климатических последствиях извержения в Южном полушарии.
Друзья, подписывайтесь, ставьте лайки. Впереди интересные статьи.