Nieuwe gegevens over de uitbarstingen van de supervolkanen van de aarde laten zien dat ze in staat zijn om een tachtigjarige vulkanische winter over de hele planeet te veroorzaken.
Supervolcanoes of the Earth
Nieuwe gegevens over de uitbarstingen van de Yellowstone Supervolcano (VS) laten zien dat ze een tachtigjarige vulkanische winter over de hele planeet kunnen veroorzaken. De schaal zal zodanig zijn dat de regio Moskou in een toendra zal veranderen en het grootste deel van het jaar sneeuw op de Russische vlakte zal liggen. Ook Amerika zal last hebben van het nieuwe klimaat, zij het in mindere mate. Waarom kan Yellowstone erger worden voor Rusland en Canada dan voor de Verenigde Staten, en kan een eeuwenoude hongersnood na zo'n uitbarsting alle mensen op aarde vernietigen?
De film en de media vertelden gedurende de helft van de 20e eeuw dat een atoomoorlog iedereen zou vernietigen - niet door explosies, maar door radioactieve regen en nucleaire winter. Volgens de mythevorming van de propagandisten zou het afkomstig zijn van de brand van steden die ontstoken waren door nucleaire aanvallen. Het roet zou opstijgen en de zon verduisteren - en als gevolg daarvan jaren van lichte vorst op de evenaar en min 50 in centraal Rusland.
Sindsdien hebben hordes radioactieve mutanten films over de "nucleaire apocalyps" overspoeld, en daarna zijn computerspelletjes verscherpt. Het is grappig, maar in dezelfde jaren ontdekten wetenschappers over de hele wereld dat kernwapens zoiets niet kunnen. Maar iets anders is heel goed in staat, en dit is iets - supervulkanen zoals Yellowstone.
Waarom zouden we kalmeren en niet langer bang zijn voor de bom?
Promotie video:
Om te begrijpen wat een vulkanische winter echt verschrikkelijk is, moeten we het vergelijken met een nucleaire oorlog. De derde wereld, met de volledige besteding van het volledige arsenaal aan kernkoppen uit alle landen van de wereld, zal 50-150 miljoen ton roet in de atmosfeer uitstoten uit brandende steden. Sovjet- en Amerikaanse onderzoekers van de "nucleaire winter" in de jaren tachtig, gebruikmakend van klimaatmodellen, beoordeelden dit als een ramp. Volgens hun schattingen zullen de zomertemperaturen op het vasteland van Rusland met 35 graden dalen (onder de winter) en in de Verenigde Staten met 20 graden. En gedurende ongeveer twaalf jaar zullen de temperaturen in beide landen niet meer normaal worden, wat de mogelijkheid van normale landbouw volledig zal uitsluiten. Ja, zeiden wetenschappers, de atoomaanvallen zelf zouden een kleiner deel van de bevolking van de twee supermachten doden - maar een nucleaire winter zou zeker een einde maken aan iedereen die jarenlang honger had.
Er zijn een paar grote problemen met deze berekeningen. Het gemiddelde vermogen van nucleaire ladingen is tegenwoordig 1,2 megaton of minder. Een explosie van een dergelijke kracht kan het binnendringen van roet en as in de stratosfeer niet garanderen, vanwaar het niet regent. En alles wat beneden kwam (in de troposfeer) wordt snel weggespoeld door regen (bijvoorbeeld de beruchte Hiroshima "zwarte regen"). Een nucleaire winter zonder dat roet de stratosfeer binnendringt, is onmogelijk. Aanhangers van de "winterhypothese" begonnen aan te nemen dat het roet, dat zonlicht absorbeert, zou opwarmen en hoger zou stijgen en nog steeds de stratosfeer zou bereiken. Maar niemand heeft dit soort experimenten uitgevoerd, en daarom wordt deze veronderstelling door niets ondersteund.
Het tweede en belangrijkere punt is dat er al superkrachtige explosies zijn geweest met het vrijkomen van lichtabsorberende deeltjes op aarde. De uitbarsting van de berg Pinatubo in de Filippijnen in 1991 had een opbrengst van 70 megaton - krachtiger dan welke menselijke bom dan ook. Hieruit werd 10 miljard ton vaste rotsen in de vorm van kleine deeltjes naar een hoogte van 35 kilometer geworpen. Een enkele gemiddelde vulkaan gaf 60-70 keer meer emissies in de atmosfeer (en hoger) dan een atoomoorlog kan geven. En dit is logisch: nucleaire explosies worden op hoogte gemaakt, anders beschermt het reliëf gronddoelen tegen de explosiegolf. De vulkaan daarentegen besteedt al zijn energie niet in de atmosfeer, maar op de grond, waardoor hij meer stof opwekt.
Aswolk boven de berg Pinatubo drie dagen na de uitbarsting, Filippijnen, 1991.
Bovendien produceren vulkaanuitbarstingen veel zwaveldioxide (Pinatubo - 20 miljoen ton). SO2 creëert onmiddellijk krachtige aerosolen tegen broeikasgassen die veel gevaarlijker zijn dan roet van nucleaire branden. Roet verhindert dat het aardoppervlak opwarmt, maar verwarmt de atmosfeer eromheen. Uiteindelijk zou deze warmte periodiek de "roetdeken" van de planeet moeten scheuren, waardoor het oppervlak kan opwarmen. Zwavel-aerosolen reflecteren eenvoudig de energie van de zon de ruimte in - dat wil zeggen dat de lucht zelfs op hoogte niet opwarmt. Gewoonlijk zijn zwaveldioxide en zijn derivaten niet gevaarlijk, ze worden door regen snel uit de troposfeer gewassen. Pinatubo en krachtigere vulkaanuitbarstingen zijn verschrikkelijk omdat ze SO2 in de stratosfeer slingeren, waar geen regen is en vanwaar aerosolen maar heel langzaam kunnen neerdalen - onder hun eigen gewicht.
Het is gemakkelijk in te zien dat Pinatubo in 1991 de atmosfeer tientallen keren meer vervuilde dan een nucleaire oorlog zou kunnen. En wat, is de temperatuur echt met 20-35 graden gedaald? De gemiddelde temperatuur op aarde in 1991-1993 is inderdaad gedaald, maar met 0,5 graden. Tegen deze achtergrond zien de verhalen over de nucleaire winter er erg dubieus uit. En de auteurs van de werken erover zeggen met geen woord hoe 150 miljoen ton "nucleaire" uitstoot in de atmosfeer kan doen wat zelfs 10 miljard ton echte vulkanische uitstoot niet beheerst.
Parkeerplaats op de Filippijnen na de uitbarsting van de berg Pinatubo zijn auto's bedekt met as. F.
Filippijnen na Pinatubo: As die uit de hemel viel, hoopt zich op op de huid van het vliegtuig, verandert het zwaartepunt en tilt zijn neus op.
Wat vulkanen kunnen, en wat zijn supervulkanen
Het is de moeite waard om te begrijpen: de 70 megaton van Pinatubo in 1991 is een vrij kleine uitbarsting. Krakatoa in 1883 gaf 200 megaton en 25 kubieke kilometer uitstoot, Tambor in 1815 - 800 megaton. Na Tambora (miljarden tonnen as- en SO2-uitstoot) in juni 1816 begon er sneeuw te vallen in de staat New York, en dit is ten zuiden van Sochi. In Quebec viel op hetzelfde moment 30 centimeter verse sneeuw in een paar dagen. De maan aan de hemel zag er vaak blauwachtig of zelfs helemaal groen uit - de deeltjes die door de uitbarsting werden uitgestoten, vervormden de gebruikelijke kleuren van hemellichamen.
Munch's schilderij "The Scream" is geschilderd naar Krakatoa - en toont nauwkeurig veranderingen in de kleur van de lucht.
Ons land werd ernstig getroffen door slechts één dergelijke uitbarsting - de Peruaanse vulkaan Huaynaputina in 1600. Nadat de zwavel-aerosolen de atmosfeer zijn binnengekomen, worden ze snel over de planeet vervoerd. Daarom werd de zomervorst een frequente gast in ons land. In 1601-1603 was er geen oogst in het land, daarom begonnen de grote hongersnood en problemen.
Munch's schilderij "The Scream" is geschilderd naar Krakatoa - en toont nauwkeurig de veranderingen in de kleur van de lucht.
Maar om eerlijk te zijn, dit zijn allemaal kleine dingen. De vermelde vulkanen zijn gewone vulkanen, waaraan de hete vloeibare smelt afkomstig is van de aardkorst. Supervolkanen zijn veel gevaarlijker, omdat magma naar hen toe komt vanuit de bovenmantel, waar de druk en de temperatuur veel hoger zijn. 70.000 jaar geleden explodeerde er in Indonesië één - de supervulkaan Toba. De kracht van de uitbarsting is moeilijk te berekenen, maar het is duidelijk dat deze veel groter was dan het hele nucleaire arsenaal aan mensen.
7 biljoen ton vaste deeltjes stegen de lucht in, waarvan 2 biljoen as. "Nucleaire Winter" met zijn 150 miljoen ton roet tegen deze achtergrond is kinderspeelgoed. Een echte vulkanische winter is aangebroken. De gemiddelde jaartemperaturen daalden volgens moderne schattingen met 1-3 graden. Het lijkt een beetje, maar dit is het verschil in de gemiddelde jaartemperatuur tussen Yaroslavl (plus drie) en Moermansk (plus één). We herinneren je eraan dat er velden zijn in de buurt van Yaroslavl en toendra's rond Moermansk.
Het was niet alleen de kou die doodde. Feit is dat voor elke graad van daling van de gemiddelde jaartemperatuur de verdamping van water van het aardoppervlak met enkele procenten afneemt. Zonder dampen is er nergens om water mee te nemen voor regen over land. Veel regio's hebben een langdurige droogte gekend. Met haar bescheiden twee graden vernietigde Toba de meeste van de toen nog levende Homo sapiens.
Naast koud weer en droogte werd Zuid-Azië ook getroffen door bodemsterfte. In India bereikte een laag as die na deze uitbarsting viel (herinner me, het vond plaats in het verre Indonesië), bereikte 10-15 centimeter. Op de daarmee bedekte bodems groeiden lange tijd geen planten, herbivoren begonnen te sterven, gevolgd door jagers. Bijna alle mensen die Afrika wisten te verlaten, stierven, en zelfs op het zwarte continent daalde het totale aantal mensen tot enkele duizenden.
Yellowstone: hoofdkaliber
Oké, Toba heeft de populatie van onze soort drastisch verminderd en alle menselijke kolonisten in Azië vernietigd. En hoe zit het met Yellowstone, die zo bang is door de media?
Nieuw werk van Amerikaanse geologen van de Universiteit van Californië in Santa Barbara (VS) toonde aan dat de laatste grote uitbarsting van Yellowstone 639.000 jaar geleden in feite twee uitbarstingen tegelijk was - met eeuwenlange onderbrekingen. Al met al werd meer dan duizend kubieke kilometer as in de atmosfeer gegooid - vele triljoenen tonnen.
Het meest interessante in het werk bleken temperatuurmetingen te zijn in de lagen die direct na de uitbarstingen volgden. Beide keren daalde de gemiddelde jaartemperatuur met meer dan drie graden. Wat er gebeurde, komt neer op de transformatie van centraal Rusland in de toendra van het Kola-schiereiland. Wat vooral belangrijk is, is dat de duur van beide vulkanische winters 639 duizend jaar geleden ongeveer 80 jaar op rij was.
De Yellowstone-supervulkaan ziet er momenteel niet uit als een formidabele vernietiger. Alleen de caldera bleef ervan over. Dit is een gigantisch bassin, zo groot dat het het grootste deel van het gelijknamige nationale park beslaat, een meer en vele geisers omvat - de belangrijkste toeristische attractie van deze plaatsen.
Stel je voor dat er morgen een dergelijke uitbarsting plaatsvindt. De noordelijke landen, vooral Canada en Rusland, zullen het hardst worden getroffen. Het klimaat van deze plaatsen is sowieso niet erg gunstig voor de landbouw. Volgograd en Rostov aan de Don, met hun + 8-9 graden Celsius, zullen in theorie de mogelijkheid van landbouw behouden - echter op het niveau van de regio Moskou en de regio Tula. Maar de regen op deze landen mag niet vallen - en dus gedurende 80 jaar op rij. Wie zal onder zulke omstandigheden brood verbouwen? Het is dom om te vertrouwen op import uit het buitenland, zoals in het Sovjettijdperk. De toenmalige exporteur # 1 (VS), en tegelijkertijd Canada, wordt bedekt met een dikke laag as, waarop helemaal niets zal groeien. Ja, Florida en Californië krijgen niet genoeg as, maar tenslotte zal een derde van een miljard inwoners van de VS ook iets moeten eten. Gewassen zullen vallen, zelfs als er geen as is. Het is onwaarschijnlijk dat de EU iets kan exporteren nadat de gemiddelde jaartemperatuur met drie graden is gedaald.
Onder de Yellowstone caldera, op een diepte van ongeveer 8 duizend meter, bevindt zich een gigantische magma-bel met een temperatuur van meer dan 800 graden Celsius. Warmwaterbronnen brengen kooldioxide en waterstofsulfide naar de oppervlakte.
Lagere oogsten zullen Afrika en Latijns-Amerika omverwerpen, zonder regen is dit onvermijdelijk. Maar het is beter om de voedselhulp van de VN meteen te vergeten. 80 jaar wanhopige honger zal iedereen dwingen om te verzamelen wat ze maar kunnen groeien. Niemand zal iemand in het buitenland helpen. Zelfs als er in een bepaald jaar genoeg graan is, zal elke gezonde heerser het gewoon opslaan. Het is moeilijk te zeggen hoeveel mensen zullen sterven door Yellowstone in de Verenigde Staten, maar we kunnen zeker zeggen dat honger en kou een catastrofe zullen worden op planetaire schaal, waarvoor niemand zich zal verbergen. Tegen het einde van 80 jaar vulkanische winter kan de bevolking van de meest noordelijke landen aanzienlijk afnemen.
Dit zullen natuurlijk niet alle "bonussen" zijn van de nieuwe superuitbarsting van Yellowstone. 80 jaar Moermansk-klimaat zal de bossen om ons heen in toendra of bos-toendra veranderen. Sneeuw zal het grootste deel van het jaar de Russische vlakte bedekken. We zwijgen gewoon bescheiden over het lot van Siberië: iedereen kan het zich zelf voorstellen.
Het kan altijd erger zijn
Als het je toevallig leek dat de transformatie van het moederland in een besneeuwde woestijn en de dood van een onbekend aantal miljoenen mensen uit een eeuwenoude glorie een probleem is, dan haasten we ons om je te troosten. Er zijn ergere gevallen geweest in de geschiedenis van de planeet.
Op zichzelf kunnen supervolkanen niet harder toeslaan dan Yellowstone. Ja, van de triljoenen tonnen as in de stratosfeer zullen er velen sterven. Maar zoals we weten uit de geschiedenis van onze soort Homo, sterft de mens niet zo gemakkelijk. We zijn erg sterk. Zelfs halfnaakte jagers in Afrika verloren 70.000 jaar geleden slechts het grootste deel van hun bevolking. 639 duizend jaar geleden waren er verschillende soorten van hetzelfde geslacht Homo op aarde. Geen van hen stierf, zoals we weten, uit. De mensen van tegenwoordig weten hoe ze ingeblikt voedsel moeten maken, kunnen gist laten groeien en industriële kassen maken die worden verwarmd met water uit energiecentrales. Ze kunnen het aan. Hoewel niet alle.
Supervolcanoes kunnen echter worden aangespoord. Nee, journalistieke verhalen over het feit dat kernbommen Yellowstone kunnen lanceren, hebben niets met de werkelijkheid te maken. De frequentie van seismische golven die superuitbarstingen kunnen veroorzaken, is veel lager dan die welke zelfs de krachtigste thermonucleaire bommen kunnen genereren. Maar er zijn krachten in het heelal die veel erger zijn dan zelfs onze beste bommen.
66 miljoen jaar geleden raakte een asteroïde met een diameter van ongeveer tien kilometer de aarde in wat nu Mexico is. De kracht van de explosie was 100 miljoen megaton - 12.000 moderne nucleaire arsenalen van mensen. Afschuiving en longitudinale seismische golven van de gebeurtenis gingen rond de hele planeet en vormden zich op het tegenoverliggende oostelijk halfrond. Zelfs vóór de asteroïde begonnen vulkanen ver in het oosten uit te barsten, waardoor de Deccan Traps ontstonden - enorme lavavelden die ooit anderhalf miljoen vierkante kilometer besloegen. Direct na de inslag nam de instroom van magma vanuit de mantel in dit gebied sterk toe.
Stel je voor dat je een grote rubberen bal met water vult en een klein gaatje aan een van de zijkanten prikt. Toen nam iemand en sloeg een krachtige slag op de bal met een voorhamer - van de kant tegenover het gat. Wat gebeurt er met de jet uit het gat? De impact van de Chicxulub-asteroïde versterkte het vulkanisme over de hele wereld - inclusief Hindustan. Meer dan 70 procent van de Deccan-ladders stortte onmiddellijk uit na de inslag van de asteroïde.
De schaal van de vulkanische winter veroorzaakt door de Deccan Traps is veel sterker dan de Yellowstone-warming-up. De uitstorting van lava duurde tienduizenden jaren, en al die tijd bleef de temperatuur op aarde erg laag, en de neerslag was schaars. Van de dinosauriërs overleefde slechts één groep maniraptors - degenen die vogels voortbrachten. En blijkbaar overwonnen ze de ramp van de Chicxulub en de Deccan Traps alleen omdat ze al wisten hoe ze moesten vliegen en hun tanden verloren, en dit hielp enorm bij het zoeken naar voedsel dat een zeldzaamheid was geworden.
Men kan niet zeggen dat de ergste ramp 66 miljoen jaar geleden plaatsvond. 252 miljoen jaar geleden gebeurde een verdacht vergelijkbaar verhaal in Siberië. Siberische vallen zijn zelfs groter dan Deccan-vallen. Helaas weten we niet waar de asteroïde zou kunnen zijn gevallen, in staat om de Siberische catastrofe uit te lokken. Het feit is dat de oceanische korst, waar de inslag had moeten plaatsvinden, "niet leeft" gedurende meer dan 200 miljoen jaar. Het is merkbaar zwaarder dan continentaal en zinkt constant in de mantel, waar het spoorloos smelt.
Siberische vallen - kolossale lagen lava die een kwart miljard jaar geleden uitbarsten.
Tot voor kort werd aangenomen dat de grootste uitsterving van het Perm werd veroorzaakt door een sterke temperatuurstijging, die de uitstoot van kooldioxide veroorzaakte. In 2017 toonde nieuw werk van Zwitserse onderzoekers aan dat alles hetzelfde was als bij het uitsterven van de dinosauriërs. Emissies van as en zwaveldioxide daarentegen leidden tot een scherpe temperatuurdaling en ernstige ijstijd. Alleen het uitsterven van het Perm was erger dan het uitsterven van de dinosauriërs: 252 miljoen jaar geleden stierven zelfs insecten massaal uit, wat 66 miljoen jaar geleden niet gebeurde.
Als morgen een oorlog is, als morgen een campagne is, zoals altijd, is hier niemand klaar
In tegenstelling tot sommige persverhalen weten mensen nog niet hoe ze supervulkanische uitbarstingen moeten voorspellen. Zal Yellowstone morgen ontploffen, of zal de supervulkaan van de Flegreïsche velden Europa opnieuw met as bedekken tot Donbass, zoals 40.000 jaar geleden? Eerlijk gezegd weet niemand het. Ze konden net zo goed tienduizenden jaren slapen.
Maar wat als het toch gebeurt? Ja, we kunnen de superuitbarsting niet voorspellen of stoppen. Maar mensen zullen het als soort overleven, zij het met miljoenen slachtoffers. Het is moeilijker als een grote asteroïde op de planeet valt en monsterlijke uitbarstingen veroorzaakt, zoals die veroorzaakt door de Deccan of Siberische vallen. Tegenwoordig heeft de planeet geen middelen voor bescherming tegen asteroïden. Er zijn echter nog geen grote asteroïden waarvan de banen de aarde kunnen kruisen. Maar als ze toch verschijnen, is het niet mogelijk om snel op de dreiging te reageren. We hebben niet de nodige superzware raketten en de ontploffing van zo'n asteroïde is niet de gemakkelijkste zaak.
U kunt van tevoren alleen die merken die tot ons zonnestelsel behoren. Ze hebben zich herhalende banen waarin ze rond de zon bewegen. In oktober 2017 zagen astronomen voor het eerst een asteroïde die zonder enige waarschuwing kon verschijnen. Dit is de interstellaire planetoïde A / 2017 U1, pas ontdekt op 14 oktober 2017. Drie dagen daarvoor naderde hij onze planeet met 24 miljoen kilometer. Het object kwam naar ons toe, vermoedelijk vanuit het Vega-systeem. Omdat het lichaam vanuit de richting van de zon naderde, was het tot het allerlaatste moment niet zichtbaar door telescopen - het licht verduisterde A / 2017 U1.
Zo'n "geschenk van het lot" kan gemakkelijk een nieuwe reeks catastrofale vulkaanuitbarstingen veroorzaken. Hoogstwaarschijnlijk zullen noch mensen noch andere grote dieren de nieuwe Perm-catastrofe kunnen overleven.
Alexander Berezin