Когда извергаются вулканы, эти геологические монстры производят огромные облака пепла и пыли - шлейфы, которые могут затемнить небо, перекрыть воздушное движение и достичь высоты примерно в 25 миль над поверхностью Земли.
Новое исследование, проведенное Университетом Колорадо в Боулдере, предполагает, что такой вулканический пепел также может оказывать большее влияние на климат планеты, чем предполагали ученые ранее.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, изучает извержение вулкана Келут (или Келуд) на индонезийском острове Ява в 2014 году. Основываясь на реальных наблюдениях за этим событием и передовых компьютерных симуляциях, команда обнаружила, что вулканический пепел, по-видимому, склонен слоняться по воздуху в течение нескольких месяцев или даже дольше после крупного извержения..
«Во время этого извержения мы обнаружили, что вулканический пепел может сохраняться в течение длительного времени», - сказал Юньцянь Чжу, ведущий автор нового исследования и научный сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP). в CU Boulder.
Затяжной пепел
Открытие началось со случайного наблюдения: члены исследовательской группы летали на беспилотном летательном аппарате недалеко от места извержения вулкана Келут - событие, которое покрыло большие участки Явы пеплом и заставило людей покинуть свои дома. При этом самолет заметил нечто, чего там быть не должно.
«Они видели несколько крупных частиц, плавающих в атмосфере через месяц после извержения», - сказал Чжу. «Это было похоже на пепел».
Она объяснила, что ученым давно известно, что извержения вулканов могут сказаться на климате планеты. Эти события выбрасывают огромное количество богатых серой частиц высоко в атмосферу Земли, где они могут блокировать попадание солнечного света на землю.
Исследователи, однако, не думали, что пепел может играть большую роль в охлаждающем эффекте. Эти куски каменистых обломков, по мнению ученых, настолько тяжелы, что большинство из них, вероятно, выпадают из вулканических облаков вскоре после извержения..
Команда Чжу хотела выяснить, почему это не так с Келутом. Опираясь на самолетные и спутниковые наблюдения за разворачивающейся катастрофой, группа обнаружила, что шлейф вулкана изобилует мелкими и легкими частицами пепла - крошечными частицами, которые, вероятно, способны плавать в воздухе в течение длительного периода времени, подобно одуванчику. пух.
«Исследователи предположили, что пепел похож на вулканическое стекло», - сказал Чжу. «Но мы обнаружили, что эти плавающие по плотности больше похожи на пемзу».
Исчезающие молекулы
Соавтор исследования Брайан Тун добавил, что эти частицы, похожие на пемзу, похоже, также меняют химический состав всего вулканического шлейфа.
Toon, профессор LASP и Департамента атмосферных и океанических наук в CU Boulder, объяснил, что извергающиеся вулканы извергают большое количество диоксида серы. Многие исследователи ранее предполагали, что эти молекулы взаимодействуют с другими в воздухе и превращаются в серную кислоту - серия химических реакций, которые теоретически могут занять недели. Однако наблюдения за реальными извержениями показывают, что это происходит намного быстрее.
«Было загадкой, почему эти реакции происходят так быстро», - сказал Тун.
Он и его коллеги думают, что нашли ответ: эти молекулы диоксида серы, кажется, прилипают к частицам пепла, плавающим в воздухе. При этом они могут вступать в химические реакции на поверхности самого пепла, потенциально вытягивая из воздуха примерно на 43% больше диоксида серы.
Пепел, другими словами, может ускорить трансформацию вулканических газов в атмосфере.
Неясно, какое влияние оказывают эти облака пепла на климат. Долгоживущие частицы в атмосфере потенциально могут затемнить и даже помочь охладить планету после извержения. Плавающий пепел также может разноситься от таких мест, как Келут, до полюсов планеты. Там он может запустить химические реакции, которые повредят важнейший озоновый слой Земли.
Но исследователи говорят, что ясно одно: когда извергается вулкан, возможно, пришло время уделить гораздо больше внимания всему этому пеплу и его истинному влиянию на климат Земли.
"Я думаю, что мы обнаружили здесь что-то важное", сказал Тун. «Это тонко, но может иметь большое значение».