Emise Oxidu Uhličitého Sopkami: Studie a Souvislosti

O sopečných erupcích se často hovoří v souvislosti se změnou klimatu - sopečné erupce skutečně uvolňují do atmosféry oxid uhličitý (CO₂) a další plyny.

Jak sopečné erupce „fungují“? Během erupcí se ve výšce deset až padesát kilometrů nad povrchem země (ve vrstvě atmosféry zvané stratosféra) uvolňuje množství sopečných plynů, aerosolů a popela.

Větší částice popela ovlivňují klima krátkodobě, protože většina z nich spadne během několika hodin nebo dnů po erupci a usadí se na zemi. Malé částice popela mohou v nízké vrstvě atmosféry (troposféře) vytvořit mrak, který na určitou dobu zastíní a ochladí oblast pod sebou.

Nejmenší částice prachu však pronikají do stratosféry a jsou schopny urazit velmi velké vzdálenosti. Tyto malé částice jsou tak lehké, že mohou ve stratosféře setrvat měsíce, blokovat sluneční světlo a způsobovat ochlazení.

Mraky sopečného popela se mohou šířit na velkých plochách, měnit denní světlo ve tmu a výrazně snižovat viditelnost. V extrémních případech mohou sopečné mraky způsobit „sopečné zimy“.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Příkladem je erupce sopky Mount Tambora v Indonésii v roce 1815, která byla největší erupcí v historii měření. Tehdy průměrná globální teplota klesla až o tři stupně Celsia, což po dobu tří let způsobilo extrémní povětrnostní podmínky po celém světě.

V důsledku sopečného popela uvolněného při erupci sopky Tambora zažily Severní Amerika a Evropa v roce 1816 „rok bez léta“, který přinesl špatnou úrodu, hladomor a nemoce.

Jakmile se sirné emise ze sopky uvolní do atmosféry, přemění se na sulfátové aerosoly, které tam mohou vydržet několik měsíců až jeden rok.

V průběhu minulého století způsobily sopečné erupce pokles průměrné teploty na zemském povrchu až o 0,5 °C po dobu jednoho roku až tří let. Dobrým příkladem je erupce sopky Mount Pinatubo 15. června 1991, jedna z největších erupcí 20. století.

Do stratosféry vyvrhla oblak sírového dioxidu známý jako Pinatubský oblak, největší oblak tohoto druhu, jaký byl od začátku satelitních pozorování ve stratosféře zaznamenán.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Zatímco oxid siřičitý uvolněný při současných sopečných erupcích může způsobit znatelné ochlazení spodní atmosféry, oxid uhličitý uvolněný při sopečných erupcích v novodobé historii nezpůsobil znatelné oteplení atmosféry.

Silné sopečné erupce přesto mohou do atmosféry vypustit značné množství CO2. Například erupce sopky Mount St. Helens v roce 1980 uvolnila přibližně deset milionů tun CO2 za devět hodin. Větší korporaci dnes stačí na takové množství 2,5 hodiny.

Jenže zatímco velké výbušné erupce, jako byla tato, jsou vzácné a globálně se vyskytují jednou za několik let, antropogenní emise nepřetržitě rostou.

Ačkoliv sopečné erupce přispívají ke zvýšení množství CO₂ v atmosféře, lidská činnost uvolňuje množství CO₂ odpovídající produkci oxidu uhličitého během erupce St. Helens (jedné z nejaktivnějších sopek severoamerického kontinentu) každé 2,5 hodiny.

Během devět hodin trvající erupce filipínského vulkánu Pinatubo v roce 1991 se do atmosféry dostalo tolik CO₂, kolik ho lidská činnost vyprodukuje za půl dne.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Podle zprávy z roku 2011, která shrnuje výsledky pěti samostatných studií, vyprodukují sopky na celém světě v průměru 130 milionů až 440 milionů metrických tun CO₂ ročně.

V roce 2010 byly antropogenní emise CO₂ (emise vznikající lidskou činností) odhadovány na neuvěřitelných 35 miliard metrických tun. V roce 2023 to bylo již 40 miliard tun, z toho téměř 37 miliard tun z fosilních paliv.

Největší erupce mohou krátkodobě ovlivnit globální klima, tyto změny mají ale pouze dočasný charakter (obvykle 1 až 2 roky).

Vědci pečlivě sledují sopky, zejména ty, které se nacházejí v blízkosti obydlených oblastí. Mezi varovné signály sopek před erupcí patří malá zemětřesení, vyboulení boků sopky a zvýšené emise plynů.

Žádný z těchto znaků nemusí nutně znamenat, že erupce je bezprostřední, ale mohou vědcům pomoci posoudit stav sopky, když se hromadí magma.

Dopad a sílu sopečných erupcí lze rekonstruovat pomocí historických dokumentů pokrývajících několik stovek let, nebo pomocí přírodních archivů, jako jsou letokruhy stromů, ledová jádra či mořské a jezerní sedimenty.

Podrobnou chemickou analýzou ledového jádra odebraného z Antarktidy vědci sestavili historii velkých sopečných erupcí za posledních jedenáct tisíc let. Nalezli stopy celkem 426 sopečných erupcí, které se odehrály na severní nebo na jižní polokouli.

Mezi nejničivější sopečné erupce v Evropě patří erupce sicilské Etny, která má jeden z nejdelších záznamů sopečné činnosti na světě. I dnes zůstává jednou z nejaktivnějších sopek.

Mezi nejnebezpečnější sopky světa patří rovněž Vesuv, stratovulkán charakteristický výbušnými erupcemi, který se nachází východně od italské Neapoli. V jeho blízkosti totiž žijí tři miliony lidí. Známý je především kvůli erupci v roce 79 n. l.

Zatím k poslední sopečné erupci v Evropě s citelnými následky došlo 14. dubna 2010, kdy vybuchl islandský vulkán Eyjafjallajökull podruhé za dva měsíce po 200 letech spánku.

Sloup popela, který se dostal do stratosféry, odnesl vítr do severozápadní Evropy, kde oblak narušil leteckou dopravu. Letadla nemohla do vzduchu po šest dní, popel ovlivnil provoz ve dvaceti zemích a postihl deset milionů cestujících.

V budoucnu nicméně můžeme očekávat sopečné erupce jak v oblastech, kde jsou sopky aktivní, tak tam, kde jsou neaktivní.

Stratovulkány jsou považovány za nejnebezpečnější, protože jejich erupce mohou nastat bez varování, jsou výbušné a uvolňují obrovské množství materiálu.

• Sopečná činnost vytvořila více než 80 procent povrchu Země.
• Sopka se dá popsat jako otvor v zemské kůře, kterým na povrch vystupuje roztavená hornina, horké plyny a další materiály.
• Uvnitř aktivního vulkánu se nachází komora, ve které se hromadí roztavená hornina zvaná magma.

Tlak uvnitř magmatické komory způsobuje pohyb magmatu kanály ve skále, až se dostane na povrch.

• Některé sopečné erupce jsou značně výbušné, jiné se projevují jako pomalý tok lávy.
• Erupce mohou probíhat hlavním otvorem na vrcholu sopky nebo otvory, které se tvoří na okrajích sopky.
• Sopky se vyskytují na souši i na dně oceánů.

Vědci už vědí, že změny listů na stromech mohou naznačovat, kdy se blízká sopka stane aktivnější a může u ní dojít k erupci. V rámci nové spolupráce mezi NASA a Smithsonian Institution by vědci rádi detekovali tyto změny z kosmického prostoru.

S tím, jak magma stoupá skrz zemskou kůru, uvolňuje oxid uhličitý a další plyny, které též stoupají k povrchu. Stromy, které pohlcují oxid uhličitý se stávají zelenějšími a svěžejšími.

Deset procent lidské populace žije v oblastech náchylných k vulkanickým hrozbám. Lidé, kteří žijí a pracují v okruhu pár kilometrů od vulkánu čelí nebezpečím, která zahrnují vyvržené kameny a prach, ale i výrony horkých a toxických plynů.

Ve větších vzdálenostech sopky ohrožují obyvatele bahnotoky, množstvím popílku, ale i tsunami, které mohou přijít po vulkanické erupci. Zatím tyto erupce neumíme předvídat, takže časné náznaky vulkanické aktivity jsou nezbytné pro bezpečnost veřejnosti.

Jak již bylo uvedeno výše, magma při svém vzestupu před erupcí uvolňuje plyny, ale nejde jen o oxid uhličitý, ale i o oxid siřičitý. Sloučeniny síry jsou z oběžné dráhy poměrně snadno detekovatelné, ovšem emise oxidu uhličitého přicházejí dříve, než uvolnění oxidu siřičitého.

Poskytují tak jeden z nejčasnějších náznaků, že vulkán již nespí. Dálková detekce oxidu uhličitého tím, že vegetace zezelená, dává vědcům další nástroj (společně se seismickými vlnami a změnami výšky terénu) k lepší představě o tom, co se děje pod vulkánem.

„Sopky uvolňují mnoho oxidu uhličitého,“ zmínil Bogue, ovšem v atmosféře je tohoto plynu tolik, že často bývá náročné změřit specificky oxid uhličitý ze sopek.

Zatímco velké erupce mohou vypustit dostatečné množství oxidu uhličitého, aby jej bylo možné měřit z vesmíru pomocí senzorů, jako je americká družice OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2), detekce těchto mnohem slabších varovných signálů je stále obtížná.

Z tohoto důvodu musí vědci putovat k sopkám, aby u nich prováděli přímá měření oxidu uhličitého. Ovšem mnoho ze zhruba 1350 aktivních vulkánů leží v odlehlých oblastech, případně v náročném horském terénu. Tím pádem je monitoring oxidu uhličitého na těchto místech pracovně náročný, drahý a někdy i nebezpečný.

Využití družic ke sledování stromů by dalo vědcům hlubší vhled do fungování více sopek a nabídlo časnější varování před budoucími erupcemi.

Současné oteplování je jiné, než byla jakákoliv další změna klimatu za posledních dva tisíce let - je mnohem rychlejší, více dramatické a na rozdíl od všech ostatních zasahuje celou planetu.

Podle spoluautora jedné ze studií, profesora Stefana Brönnimanna z univerzity ve švýcarském Bernu, vyvrací výzkum častý argument, že „klima se měnilo vždy“, a současné oteplování by tak mohlo být přirozeným výkyvem.

Stejně jako drtivá většina vědců, kteří se problémem zabývají, má i Brönnimann za to, že za nevídaným posunem teplot v posledních několika desítkách let stojí emise skleníkových plynů pocházející z lidské činnosti.

Známá studie týmu vedeného Johnem Cookem zveřejněná v časopise Environmental Research Letters kvanitfikovala již v roce 2013, že antropogenní původ oteplování konstatuje na 97 procent všech recenzovaných vědeckých výzkumů na toto téma, publikovaných mezi lety 1991 a 2011.

Protože výzkum přinesl od roku 2013 ještě další důkazy, a celý svět navíc zažívá intenzivní extrémní počasí a vlny veder, posouvá se dle Cooka i postoj široké veřejnosti.

V roce 2010 byly antropogenní emise CO₂ (emise vznikající lidskou činností) odhadovány na neuvěřitelných 35 miliard metrických tun. V roce 2023 to bylo již 40 miliard tun, z toho téměř 37 miliard tun z fosilních paliv.

Radiační působení aktivit Slunce je odhadováno na 0,05 (0,00 až 0,10) Wm−2.

Na základě přímých satelitních měření slunečního záření (od roku 1978) lze s vysokou jistotou říci, že změny slunečního záření nepřispěly k vzestupu globálních průměrných teplot na povrchu Země v období let 1986-2008.

K ověření vlivu slunečního záření jsou používány klimatické modely. Tyto modely ukazují, že rychlé oteplování posledních desetiletí nelze vysvětlit pouze změnami intenzity slunečního záření a vulkanickou činností.

Současné oteplování je jiné, než byla jakákoliv další změna klimatu za posledních dva tisíce let - je mnohem rychlejší, více dramatické a na rozdíl od všech ostatních zasahuje celou planetu.

tags: #emise #oxidu #uhliciteho #sopkami #studie

Oblíbené příspěvky:

• Tvarovky k odpadu
• Důsledky házení odpadu do vody
• Pačejov: Udržitelné zemědělství
• Havárie Bečva: Co se stalo?
• Ohrožení v protisměru: Právní aspekty