Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


domenica 18 aprile 2010

Vulcani, supervulcani e clima


  Il vulcano islandese dal nome impossibile di Eyjafjallajokull sta facendo dei discreti danni al traffico aereo e potrebbe farne ancora per un bel pezzo. Ma non ci si aspettano altro che effetti minimali a lungo termine sul clima. Ho già accennato agli effetti climatici di queste eruzioni, in questo post cerco di approfondire un po' la cosa.

I vulcani sono spesso cose molto spettacolari ma, in pratica, che effetto possono avere sul clima terrestre? Una cosa la possiamo dire con buona certezza: il loro effetto diretto - ovvero in termini di calore emesso - è praticamente nullo. I vulcani sono una manifestazione del calore geotermico che viene dall'interno della terra e questo calore è soltanto circa lo 0.01% del calore che arriva dal sole. I "grandi fornelli artici" ai quali qualcuno attribuisce la perdita dei ghiacci polari sono di gran lunga troppo deboli per avere un effetto del genere.

Quindi, l'effetto dei vulcani sul clima è dovuto al pulviscolo emesso ed è sempre di raffreddamento. Un effetto che, ovviamente, dipende dall'intensità dell'eruzione. La potenza di un vulcano si misura su una scala detta VEI (Volcanic Explosivity Index) che va da 0 a 8 e che, come le scale usate per i terremoti, è logaritmica. Ovvero, va su di un fattore 10 per ogni tacca. Il vulcano islandese ha un VEI non molto alto. Da quello che si legge sulla stampa, pare che sia intorno a 2-3. Non è di più di quello di altre eruzioni recenti, tipo quelle dell'Etna di qualche anno fa. Il problema è più che altro nel fatto che il pulviscolo emesso è andato a finire in zone abitate e zone agricole in Europa - queste ultime potrebbero riceverne danni non piccoli. C'è un post recente su The Oil Drum di David Summers ("Heading Out") che va a esaminare la questione. E' probabile, comunque, che se non succede niente di nuovo, questa eruzione non avrà effetti importanti - anche se potrebbe fare grossi danni al traffico aereo.

Tuttavia, ci sono stati dei vulcani ben più potenti del nostro Eyjafjallajokull. Per esempio, il vulcano Laki che è andato in eruzione nel 1783 - sempre in Islanda - ha causato carestie in Europa per via del pulviscolo che ha bloccato la radiazione solare. Potrebbero essere state queste carestie a scatenare la rivoluzione francese, pochi anni dopo. Pare che Laki avesse un VEI=6, ovvero fosse un buon mille volte più potente di Eyjafjallajokull. Sempre in quel periodo, Napoleone era partito per conquistare la Russia proprio nell'anno (1815) dell'esplosione del vulcano Tambora (VEI=7); cosa che ha causato un raffreddamento globale e qualche problema a Napoleone durante la ritirata da Mosca.

Ma ci sono state eruzioni anche molto più potenti di Tambora e quando si arriva a VEI=8 e oltre, si parla di un "supervulcano." Non c'è stato nessun supervulcano in tempi storici. Il più recente è quello noto con il nome di Ouranui, che ha eruttato in Nuova Zelanda 26500 anni fa. Ancora più potente (circa 5 volte tanto) è stata l'eruzione di Toba, a Sumatra, 74000 anni fa (vedi questo link). Non erano tempi storici, ma i nostri antenati "sapiens" esistevano già. Da quello che sappiamo, Ouranui non ha fatto danni agli esseri umani che sembra non esistessero in Nuova Zelanda. Molto peggio ha fatto Toba, che è stato un evento globale. Il raffreddamento che ne è seguito sembra abbia sterminato gran parte degli umani dell'epoca, riducendone il numero a meno di 10000. Tuttavia, per quanto tremenda sia stata l'eruzione di Toba, il suo effetto si vede appena nei record climatici, come si vede per esempio a questo link.

Insomma, i vulcani hanno brevi effetti di raffreddamento che possono causare gravi danni - specialmente se proprio in quel momento vi state ritirando dalla Russia. Ma non hanno effetti a lungo termine, nemmeno se sono dei supervulcani. Tutto questo ha una sua logica e si spiega molto bene nell'ambito della comprensione che abbiamo del sistema climatico. Quello che ha l'effetto più importante nel clima sono i gas serra, e le eruzioni vulcaniche - per quanto spettacolari siano - contribuiscono pochissimo alla variazione della concentrazione dei gas serra. Questo diagramma chiarisce la cosa molto bene (da un articolo di Lisa Moore):

 

Vedete che i vulcani degli ultimi decenni non hanno nessun effetto sulla curva. E' interessante notare come l'effetto dell'attività umana sia tanto più importante di quella naturale su queste scale di tempo.

Tuttavia, bisogna anche dire che l'attività vulcanica è fondamentale per determinare il clima terrestre - ma su scale estremamente lunghe rispetto a quelle che ci possono interessare. La terra emette ("degassa") CO2 dal suo interno attraverso l'attività vulcanica. Si ritiene (Derrill Kerrick, 2001) che il totale degassamento di CO2 annuale odierno sia intorno a 2x10^12 (duemila miliardi) di "moli" all'anno. Questo è molto poco dato che l'atmosfera contiene circa 6x10^16 moli di CO2, ovvero più di 10000 volte tanto. Invece, l'aumento che vediamo nella concentrazione di CO2 si spiega molto bene con la quantità di combustibili fossili che bruciamo

Ma su scale di tempi molto lunghe, il degassamento del CO2 - ovvero i vulcani - sono fondamentali per mantenere i livelli di CO2 nell'atmosfera a un livello tale da non trasformare il pianeta in un blocco di ghiaccio. Se non ci fossero i vulcani, la reazione del CO2 atmosferico con i silicati lo farebbe sparire completamente in qualche decina o centinaia di migliaia di anni e forse meno. Senza vulcani, la vita sulla terra sarebbe morta appena nata - anzi, probabilmente non sarebbe mai esistita.

Ma è anche vero che ci può essere troppo di una cosa buona: troppi vulcani possono emettere troppo CO2 e scaraventare il pianeta in una fase di surriscaldamento. E' il caso delle "grandi province magmatiche" che sono il "top" della classifica dei vulcani. Sono aree di centinaia di migliaia di chilometri quatrati (per intenderci, dell'ordine dell'area dell'intera Italia) che eruttano per centinaia di migliaia di anni. In queste condizioni, il degassamento di CO2 non è certamente trascurabile e - nel remoto passato - queste eruzioni hanno causato alcuni disastri veramente planetari. Da quello che sappiamo è stata una di queste grandi provincie che si è formata alla fine dell'era Paleozoica in Siberia a causare un riscaldamento planetario che ha portato all'estinzione di forse il 90% di tutte le specie esistenti all'epoca. Questa ed altre estinzioni di massa sono dei malfunzionamenti del ciclo "lungo" del carbonio che equilibra - più o meno - il CO2 che degassano i vulcani con quello che viene rimosso per reazione con i silicati.


Insomma, un argomento molto affascinante quello dei vulcani e dei supervulcani che, fra le altre cose, è una continua conferma delle fondamenta della scienza del clima, ovvero al fatto che i gas serra sono il fattore predominante nel determinare la temperatura dell'atmosfera.

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Si veda anche l'ottimo post di Steph sull'argomento. 

4 commenti:

  1. Esisterebbe il "supervulcano" di Santorino (l'eruzione di Thera)anche se in verità di poco inferiore quella di un vero Supervulcano.

    Quel vulcano distrusse tutta l'isola di Santorino (compresa la ivi civiltà Minoica) e la "bocca" vulcanica è la sua insenatura.

    Comunque i Supervulcani secondo la maggioranza degli scienziati sono ora non più attivi (o lo saranno) da ben 50'000anni.

    Ciao

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  2. Beh, guarda, Maurizio, l'ultimo supervulcano è stato quello di Oraunui "soltanto" 25.000 anni fa. E' un niente su scala geologica. Se ce n'è stato uno così di recente (relativamente) non si può proprio escludere che ne venga fuori uno nuovo; non dico domattina, ma insomma in tempi storici. Si parla di una nuova eruzione del supervulcano di Yellowstone - l'ultima è stata 600.000 anni fa, la prossima......????

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  3. Quando ci si riferisce all' '800 si fa un gran parlare del Tambora, ma, a quanto pare, gli fu data man forte da un vulcano tuttora sconosciuto:

    http://www.sciencedaily.com/releases/2009/12/091205105844.htm

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  4. sul tema segnalo questa "infografica"
    http://s3.amazonaws.com/infobeautiful/planes_volcanos.png
    saluti e complimenti per il blog!
    marco

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