Nowe dane dotyczące erupcji superwulkanów na Ziemi pokazują, że mogą one spowodować osiemdziesięcioletnią wulkaniczną zimę na całej planecie.
Superwulkany Ziemi
Nowe dane dotyczące erupcji superwulkanu Yellowstone (USA) pokazują, że mogą one spowodować osiemdziesięcioletnią wulkaniczną zimę na całej planecie. Jego skala będzie taka, że region moskiewski zamieni się w tundrę, a śnieg będzie zalegał na Równinie Rosyjskiej przez większą część roku. Ameryka również ucierpi z powodu nowego klimatu, choć w mniejszym stopniu. Dlaczego Yellowstone może stać się gorszy dla Rosji i Kanady niż dla Stanów i czy stuletni głód po takiej erupcji może zniszczyć wszystkich ludzi na Ziemi?
Kino i media przez połowę XX wieku mówiły, że wojna atomowa zniszczy wszystkich - nie wybuchami, ale radioaktywnymi deszczami i nuklearną zimą. Zgodnie z mitologią propagandystów miał on pochodzić z pożarów miast, które wybuchły ataki nuklearne. Sadza podniosłaby się, przesłaniając Słońce - iw rezultacie lata lekkich przymrozków na równiku i minus 50 w centralnej Rosji.
Od tego czasu hordy radioaktywnych mutantów zalały filmy o „atomowej apokalipsie”, a potem gry komputerowe zaostrzyły się. To zabawne, ale w tych samych latach naukowcy z całego świata odkryli, że broń nuklearna nie jest w stanie nic takiego zrobić. Ale coś innego jest całkiem możliwe, i to jest coś - superwulkany takie jak Yellowstone.
Dlaczego mielibyśmy się uspokoić i przestać bać się bomby
Film promocyjny:
Aby zrozumieć, czym naprawdę straszna jest wulkaniczna zima, powinniśmy porównać ją z wojną nuklearną. Trzeci świat, przy całkowitych wydatkach całego arsenału głowic ze wszystkich krajów świata, wyemituje do atmosfery z płonących miast 50-150 milionów ton sadzy. Radzieccy i amerykańscy badacze "zimy nuklearnej" w latach 80. XX wieku, używając modelowania klimatu, ocenili to jako katastrofę. Według ich szacunków letnie temperatury w Rosji kontynentalnej spadną o 35 stopni (poniżej zimy), aw Stanach Zjednoczonych o 20 stopni. A przez kilkanaście lat temperatury w obu krajach nie wrócą do normy, co całkowicie wykluczy możliwość normalnego rolnictwa. Tak, powiedzieli naukowcy, same ataki atomowe zabiłyby mniejszą część populacji dwóch supermocarstw - ale nuklearna zima z pewnością wykończy każdego, kto pozostanie z głodem przez wiele lat.
Z tymi obliczeniami wiąże się kilka poważnych problemów. Obecnie średnia moc ładunków jądrowych wynosi od 1,2 megaton lub mniej. Eksplozja takiej siły nie może zapewnić przedostania się sadzy i popiołu do stratosfery, skąd nie pada. A wszystko, co dostało się poniżej (w troposferze), jest szybko zmywane przez deszcze (na przykład niesławny „czarny deszcz” z Hiroszimy). Atomowa zima bez sadzy przedostającej się do stratosfery jest niemożliwa. Zwolennicy hipotezy „zimy” zaczęli zakładać, że sadza, pochłaniając światło słoneczne, będzie się nagrzewać i wznosić wyżej, docierając nadal do stratosfery. Nikt jednak nie przeprowadzał takich eksperymentów, dlatego to założenie nie jest niczym potwierdzone.
Druga i ważniejsza kwestia dotyczy tego, że miały już miejsce supermocne eksplozje z uwolnieniem cząsteczek pochłaniających światło na Ziemi. Erupcja góry Pinatubo na Filipinach w 1991 roku przyniosła 70 megaton - więcej niż jakakolwiek ludzka bomba. Z tego na wysokość 35 kilometrów wyrzucono 10 miliardów ton litych skał w postaci małych cząstek. Pojedynczy wulkan powodował 60-70 razy więcej emisji do atmosfery (i więcej) niż wojna atomowa. I to jest logiczne: wybuchy jądrowe są dokonywane na wysokości, w przeciwnym razie relief ochroni cele naziemne przed falą uderzeniową. Z drugiej strony wulkan zużywa całą swoją energię nie w atmosferze, ale na ziemi, przez co unosi więcej pyłu.
Chmura popiołu nad Mount Pinatubo trzy dni po erupcji, Filipiny, 1991.
Ponadto erupcje wulkanów wytwarzają dużo dwutlenku siarki (Pinatubo - 20 milionów ton). SO2 natychmiast tworzy potężne aerozole chroniące przed efektem cieplarnianym, które są o wiele bardziej niebezpieczne niż sadza z pożarów jądrowych. Sadza zapobiega nagrzewaniu się powierzchni Ziemi, ale ogrzewa otaczającą ją atmosferę. Ostatecznie ciepło to powinno okresowo rozrywać "warstwę sadzy" planety, umożliwiając jej rozgrzanie się. Aerozole siarki po prostu odbijają energię Słońca w przestrzeń - to znaczy powietrze nie nagrzewa się nawet na wysokości. Zwykle dwutlenek siarki i jego pochodne nie są niebezpieczne, są szybko wypłukiwane z troposfery przez deszcz. Pinatubo i potężniejsze erupcje wulkanów są straszne, ponieważ wyrzucają SO2 do stratosfery, gdzie nie ma deszczu i skąd aerozole mogą opadać bardzo powoli - pod własnym ciężarem.
Łatwo zauważyć, że w 1991 roku Pinatubo zanieczyszczał atmosferę dziesiątki razy bardziej niż wojna nuklearna. A co, czy temperatura naprawdę spadła o 20-35 stopni? Średnie globalne temperatury w latach 1991-1993 rzeczywiście spadły - choć o 0,5 stopnia. Na tym tle historie o nuklearnej zimie wydają się bardzo wątpliwe. A autorzy prac na ten temat nie wspominają ani słowa o tym, jak 150 milionów ton emisji „jądrowej” do atmosfery będzie w stanie zrobić to, czego nie opanowało nawet 10 miliardów ton rzeczywistych emisji wulkanicznych.
Parking na Filipinach po erupcji góry Pinatubo samochody pokryte są popiołem. fa
Filipiny za Pinatubo: Popioły spadające z nieba gromadziły się na skórze samolotu, zmieniając jego środek ciężkości i unosząc nos.
Jakie wulkany potrafią i czym są superwulkany
Warto to zrozumieć: 70 megaton Pinatubo w 1991 roku to dość mała erupcja. Krakatoa w 1883 roku dała 200 megaton i 25 kilometrów sześciennych emisji, Tambor w 1815 - 800 megaton. Po Tamborze (miliardy ton emisji popiołu i SO2) w czerwcu 1816 r. W stanie Nowy Jork zaczął padać śnieg, a to na południe od Soczi. W Quebecu w tym samym czasie w ciągu kilku dni spadło 30 centymetrów świeżego śniegu. Księżyc na niebie często wydawał się niebieskawy lub nawet całkowicie zielony - cząsteczki wyrzucane podczas erupcji zniekształcały zwykłe kolory ciał niebieskich.
Obraz Muncha „Krzyk” został namalowany według projektu Krakatoa - i dokładnie pokazuje zmiany koloru nieba.
Nasz kraj został poważnie dotknięty tylko jedną taką erupcją - peruwiańskim wulkanem Huaynaputina w 1600 roku. Po tym, jak aerozole siarki dostaną się do atmosfery, są szybko przenoszone po całej planecie. Dlatego letnie przymrozki stały się wówczas częstym gościem w naszym kraju. W latach 1601-1603 nie było żniw w kraju, dlatego rozpoczął się Wielki Głód i Kłopoty.
Obraz Muncha „Krzyk” został namalowany na wzór Krakatoa - i dokładnie pokazuje zmiany koloru nieba.
Ale szczerze mówiąc, to wszystko są małe rzeczy. Wymienione wulkany to zwykłe wulkany, do których gorący płyn topi się ze skorupy ziemskiej. Superwulkany są znacznie bardziej niebezpieczne, ponieważ magma dociera do nich z górnego płaszcza, gdzie ciśnienie i temperatura są znacznie wyższe. 70 000 lat temu w Indonezji eksplodował jeden taki - superwulkan Toba. Siła erupcji jest trudna do obliczenia, ale jasne jest, że była znacznie większa niż cały arsenał nuklearny ludzi.
W powietrze wzbiło się 7 bilionów ton cząstek stałych, z czego 2 biliony to popiół. „Nuclear Winter” ze 150 milionami ton sadzy na tym tle to zabawki dla dzieci. Nadeszła prawdziwa wulkaniczna zima. Średnie roczne temperatury spadły, według współczesnych szacunków, o 1-3 stopnie. Niby trochę, ale taka jest różnica średniej rocznej temperatury między Jarosławiem (plus trzy) a Murmańskiem (plus jeden). Przypominamy, że w pobliżu Jarosławia są pola, a wokół Murmańska tundra.
Zabijało nie tylko zimno. Faktem jest, że z każdym stopniem spadku średnich rocznych temperatur parowanie wody z powierzchni ziemi spada o kilka procent. Bez spalin nie ma gdzie pobierać wody deszczowej nad lądem. Wiele regionów doświadczyło długotrwałej suszy. Dzięki swoim skromnym dwóm stopniom Toba zniszczyła większość żyjących wówczas Homo sapiens.
Poza zimnem i suszą Azję Południową dotknęła również śmierć gleb. W Indiach warstwa popiołu, która spadła po tej erupcji (przypomnijmy, miało to miejsce w odległej Indonezji) osiągnęła 10-15 centymetrów. Na pokrytych nim glebach przez długi czas nie rosły żadne rośliny, zaczęli umierać roślinożercy, a następnie myśliwi. Prawie wszyscy ludzie, którym udało się opuścić Afrykę, zginęli, a nawet na Czarnym Kontynencie łączna liczba ludzi spadła do kilku tysięcy.
Yellowstone: główny kaliber
W porządku, Toba drastycznie zmniejszył populację naszego gatunku i zniszczył wszystkich ludzkich kolonistów w Azji. A co z Yellowstone, którego tak przerażają media?
Nowa praca amerykańskich geologów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (USA) wykazała, że ostatnia poważna erupcja Yellowstone 639 000 lat temu była w rzeczywistości dwiema erupcjami naraz - z przerwami na wieki. W sumie do atmosfery wrzucono ponad tysiąc kilometrów sześciennych popiołu - wiele bilionów ton.
Najciekawsze w pracy okazały się pomiary temperatury w warstwach, które nastąpiły bezpośrednio po erupcjach. Dwukrotnie średnia roczna temperatura spadła o ponad trzy stopnie. To, co się wydarzyło, jest równoznaczne z przekształceniem centralnej Rosji w tundrę Półwyspu Kolskiego. Szczególnie ważne jest to, że obie wulkaniczne zimy 639 tysięcy lat temu trwały około 80 lat z rzędu.
Superwulkan Yellowstone obecnie nie wygląda jak potężny niszczyciel. Pozostała z niego tylko kaldera. To gigantyczne zagłębie, tak ogromne, że zajmuje większą część parku narodowego o tej samej nazwie, obejmuje jezioro i wiele gejzerów - główną atrakcję turystyczną tych miejsc.
Wyobraź sobie taką erupcję jutro. Najbardziej ucierpią kraje północne, zwłaszcza Kanada i Rosja. Klimat tych miejsc i tak nie sprzyja rolnictwu. Wołgograd i Rostów nad Donem, z ich + 8-9 stopni Celsjusza, teoretycznie zachowają możliwość rolnictwa - jednak na poziomie regionu moskiewskiego i regionu Tula. Ale deszcz na tych ziemiach może nie padać - i tak przez 80 lat z rzędu. Kto będzie uprawiał chleb w takich warunkach? Głupio jest polegać na imporcie z zagranicy, jak w czasach sowieckich. Ówczesny eksporter nr 1 (USA), a jednocześnie Kanada, zostanie pokryty grubą warstwą popiołu, na którym w ogóle nic nie będzie rosło. Tak, na Florydzie i Kalifornii nie wystarczy popiołu, ale w końcu jedna trzecia miliarda mieszkańców USA będzie musiała coś zjeść. Uprawy spadną nawet tam, gdzie nie ma popiołu. Jest mało prawdopodobne, aby UE była w stanie eksportować cokolwiek po spadku średniej rocznej temperatury o trzy stopnie.
Pod kalderą Yellowstone, na głębokości około 8 tysięcy metrów, znajduje się gigantyczny bąbel magmy o temperaturze ponad 800 stopni Celsjusza. Gorące źródła wypuszczają na powierzchnię dwutlenek węgla i siarkowodór.
Mniejsze zbiory powalą Afrykę i Amerykę Łacińską, bez deszczu, jest to nieuniknione. Ale lepiej od razu zapomnieć o pomocy żywnościowej ONZ. 80 lat desperackiego głodu zmusi każdego do gromadzenia wszystkiego, co tylko może wzrosnąć. Nikt nie pomoże nikomu za granicą. Nawet jeśli w którymś roku jest wystarczająco dużo zboża, każdy rozsądny władca po prostu przechowuje je w magazynie. Trudno powiedzieć, ile osób umrze z powodu Yellowstone w Stanach Zjednoczonych, ale z całą pewnością możemy powiedzieć, że głód i zimno staną się katastrofą na skalę planetarną, przed którą nikt się nie ukryje. Pod koniec 80 lat wulkanicznej zimy, populacja krajów najbardziej wysuniętych na północ może znacznie spaść.
Oczywiście nie będą to wszystkie „bonusy” nowej super-erupcji Yellowstone. 80 lat klimatu murmańskiego zamieni lasy wokół nas w tundrę lub leśną tundrę. Przez większą część roku Równinę Rosyjską pokrywa śnieg. Po prostu skromnie milczymy o losach Syberii: każdy może sobie to wyobrazić.
Zawsze mogło być gorzej
Jeśli przypadkiem wydawało ci się, że przemiana Ojczyzny w śnieżną pustynię i śmierć nieznanej liczby milionów ludzi ze stuletniej chwały jest problemem, to spieszymy cię pocieszyć. W historii planety były gorsze przypadki.
Same superwulkany nie mogą uderzyć mocniej niż Yellowstone. Tak, z bilionów ton popiołu w stratosferze wielu zginie. Ale jak wiemy z historii naszego gatunku Homo, człowiek nie umiera tak łatwo. Jesteśmy bardzo silni. Nawet półnadzy myśliwi w Afryce 70 000 lat temu stracili tylko większość swojej populacji. 639 tysięcy lat temu na Ziemi było kilka gatunków tego samego rodzaju Homo. Żaden z nich, jak wiemy, nie wymarł. Dzisiejsi ludzie wiedzą, jak robić konserwy, mogą hodować drożdże i wytwarzać przemysłowe szklarnie ogrzewane wodą z elektrowni. Poradzą sobie z tym. Chociaż nie wszyscy.
Można jednak pobudzać superwulkany. Nie, dziennikarskie historie o tym, że bomby atomowe mogą wystrzelić Yellowstone, nie mają nic wspólnego z rzeczywistością. Częstotliwość fal sejsmicznych, które mogą wywołać super-erupcje, jest znacznie niższa niż tych, które mogą generować nawet najpotężniejsze bomby termojądrowe. Ale są siły we Wszechświecie znacznie gorsze niż nasze najlepsze bomby.
66 milionów lat temu asteroida o średnicy około dziesięciu kilometrów uderzyła w Ziemię na terenie dzisiejszego Meksyku. Siła eksplozji wyniosła 100 milionów megaton - 12 000 nowoczesnych arsenałów nuklearnych ludzi. Ścinanie i podłużne fale sejsmiczne z tego zdarzenia obiegły całą planetę i uformowały się na przeciwległej, wschodniej półkuli. Jeszcze przed asteroidą wulkany zaczęły wybuchać daleko na wschodzie, tworząc pułapki Dekanu - ogromne pola lawy, które kiedyś zajmowały półtora miliona kilometrów kwadratowych. Natychmiast po zderzeniu gwałtownie zwiększył się napływ magmy z płaszcza do tego regionu.
Wyobraź sobie, że napełniasz wodą dużą gumową kulkę i wybijasz mały otwór z jednej strony. Następnie ktoś wziął i zadał potężny cios w piłkę młotem kowalskim - od strony przeciwnej do dołka. Co dzieje się ze strumieniem z dziury? Uderzenie asteroidy Chicxulub zintensyfikowało wulkanizm na całym świecie - w tym Hindustan. Ponad 70 procent drabin Dekanu wylało się natychmiast po uderzeniu asteroidy.
Skala wulkanicznej zimy spowodowanej przez Pułapki Dekanu jest znacznie silniejsza niż rozgrzewka Yellowstone. Lawa wylewała się przez dziesiątki tysięcy lat i przez cały ten czas temperatura na Ziemi pozostawała bardzo niska, a opady były niewielkie. Z dinozaurów przetrwała tylko jedna grupa maniraptorów - tych, którzy dali początek ptakom. I najwyraźniej przezwyciężyli katastrofę Chicxulub i Pułapki Dekanu tylko dlatego, że już umieli latać i stracili zęby, co bardzo pomogło w poszukiwaniu pożywienia, które stało się rzadkością.
Nie można powiedzieć, że najgorsza katastrofa wydarzyła się 66 milionów lat temu. 252 miliony lat temu na Syberii wydarzyła się podejrzanie podobna historia. Pułapki syberyjskie są nawet większe niż te z Dekanu. Niestety, nie wiemy, gdzie mogła spaść asteroida, zdolna sprowokować syberyjską katastrofę. Faktem jest, że skorupa oceaniczna, w której miało nastąpić uderzenie, „nie żyje” od ponad 200 milionów lat. Jest zauważalnie cięższy niż kontynentalny i stale tonie w płaszczu, gdzie topi się bez śladu.
Syberyjskie pułapki - kolosalne warstwy lawy, które wybuchły ćwierć miliarda lat temu.
Jeszcze do niedawna uważano, że największe wymieranie permu spowodowane było gwałtownym wzrostem temperatury, który spowodował emisję dwutlenku węgla. W 2017 roku nowa praca szwajcarskich naukowców wykazała, że wszystko było takie samo, jak w przypadku wyginięcia dinozaurów. Wręcz przeciwnie, emisje popiołu i dwutlenku siarki doprowadziły do gwałtownego spadku temperatury i silnego zlodowacenia. Tylko wymieranie permu było gorsze niż to, które zabiło dinozaury: 252 miliony lat temu masowo wymarły nawet owady, co nie miało miejsca 66 milionów lat temu.
Jeśli jutro wojna, jeśli jutro kampania, jak zawsze, nikt nie jest tu gotowy
W przeciwieństwie do niektórych artykułów prasowych, ludzie nie wiedzą jeszcze, jak przewidzieć wybuchy superwulkanów. Czy Yellowstone eksploduje jutro, czy też superwulkan z pól flegrejskich ponownie pokryje Europę popiołem do Donbasu, jak 40 000 lat temu? Szczerze mówiąc, nikt nie wie. Równie dobrze mogli spać przez dziesiątki tysięcy lat.
A co jeśli tak się stanie? Tak, nie możemy ani przewidzieć, ani zatrzymać super erupcji. Ale ludzie jako gatunek to przeżyją, aczkolwiek z milionami ofiar. Jest to trudniejsze, jeśli na planetę spadnie duża asteroida i wywoła potworne erupcje, takie jak pułapki z Dekanu lub Syberii. Obecnie planeta nie ma środków obrony przed asteroidami. Jednak nie ma jeszcze dużych asteroid, których orbity mogą przecinać się z orbitami Ziemi. Ale jeśli się pojawią, nie będzie można szybko zareagować na zagrożenie. Nie mamy niezbędnych superciężkich rakiet, a detonacja takiej asteroidy nie należy do najłatwiejszych.
Z góry można zauważyć tylko te z nich, które należą do naszego Układu Słonecznego. Mają powtarzające się orbity, po których poruszają się wokół Słońca. W październiku 2017 roku astronomowie po raz pierwszy zobaczyli asteroidę, która mogła pojawić się bez żadnego ostrzeżenia. To międzygwiazdowa asteroida A / 2017 U1, odkryta dopiero 14 października 2017 roku. Trzy dni wcześniej zbliżył się do naszej planety na 24 miliony kilometrów. Obiekt przyszedł do nas prawdopodobnie z systemu Vega. Ponieważ ciało zbliżyło się od strony Słońca, do ostatniej chwili nie było widać go przez teleskopy - oprawa przesłoniła A / 2017 U1.
Taki „dar losu” może łatwo spowodować nową serię katastrofalnych erupcji wulkanicznych. Najprawdopodobniej ani ludzie, ani inne duże zwierzęta nie będą w stanie przetrwać nowej permskiej katastrofy.
Alexander Berezin