La simulación de la NASA sugiere que algunos volcanes podrían estar calentando el clima y destruyendo la capa de ozono

Una nueva simulación climática de la NASA sugiere que erupciones volcánicas extremadamente grandes llamadas «erupciones de basalto de inundación» podrían calentar drásticamente el clima de la Tierra y devastar la capa de ozono que protege la vida de los rayos ultravioleta del sol.

El resultado contradice estudios previos que indicaban que estos volcanes enfrían el clima. También sugiere que si bien las extensas erupciones de basalto en Marte y Venus pueden haber ayudado a calentar sus climas, pueden haber condenado la habitabilidad a largo plazo de esos mundos al contribuir a la pérdida de agua.

A diferencia de las erupciones volcánicas breves y explosivas como Pinatubo o Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en enero que ocurren durante horas o días, los basaltos de inundación son regiones con una serie de episodios eruptivos que duran quizás siglos cada uno y ocurren durante períodos de cientos de miles de años. años. , a veces incluso más. Algunos ocurrieron casi al mismo tiempo que los eventos de extinción masiva y muchos están asociados con períodos extremadamente cálidos en la historia de la Tierra. También parecen haber sido comunes en otros mundos terrestres de nuestro sistema solar, como Marte y Venus.

«Esperábamos un enfriamiento intenso en nuestras simulaciones», dijo Scott Guzewich del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «Sin embargo, descubrimos que un breve período de enfriamiento se vio abrumado por un efecto de calentamiento». Guzewich es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 1 de febrero en Cartas de investigación geofísica.

Aunque la pérdida de ozono no fue una sorpresa, las simulaciones indicaron la magnitud potencial de la destrucción, «una reducción de alrededor de dos tercios de los valores medios globales, aproximadamente equivalente a que todo el planeta tenga una capa de ozono más delgada comparable a un grave agujero de ozono en la Antártida», dijo Guzewich.

Los investigadores utilizaron el modelo químico y climático del Sistema de Observación de la Tierra Goddard para simular una fase de cuatro años de la erupción de basalto del río Columbia (CRB) que ocurrió hace entre 15 y 17 millones de años en el noroeste del Pacífico de los Estados Unidos. El modelo calculó los efectos de la erupción en la troposfera, la capa turbulenta más baja de la atmósfera con la mayor parte del vapor de agua y el clima, y ​​la estratosfera, la siguiente capa de la atmósfera que es mayormente seca y tranquila. Las erupciones de CRB probablemente fueron una combinación de eventos explosivos que enviaron material a lo alto de la troposfera superior y la estratosfera inferior (alrededor de 8 a 10,5 millas o 13 a 17 kilómetros snm) y erupciones efusivas que no se extendieron por encima de 1,9 millas (aproximadamente 3 kilómetros) en alzado La simulación asumió que los eventos explosivos ocurrieron cuatro veces al año y liberaron alrededor del 80% del gas de dióxido de azufre de la erupción. Descubrieron que a nivel mundial hubo un enfriamiento neto durante unos dos años antes de que el calentamiento superara el efecto de enfriamiento. “El calentamiento persiste durante unos 15 años (los dos últimos años de la erupción, luego otros 13 años más o menos)”, dijo Guzewich.

La nueva simulación es la más completa jamás realizada para erupciones de basalto e incorpora los efectos de la química atmosférica y la dinámica del clima entre sí, lo que revela un importante mecanismo de retroalimentación que las simulaciones anteriores habían pasado por alto.

“Erupciones como la que simulamos emitirían cantidades masivas de dióxido de azufre”, dijo Guzewich. «La química en la atmósfera convierte rápidamente estas moléculas de gas en aerosoles de sulfato sólido. Estos aerosoles reflejan la luz solar visible, lo que causa el efecto de enfriamiento inicial, pero también absorben la radiación infrarroja, que calienta la atmósfera en lo alto de la troposfera superior y la estratosfera inferior. El calentamiento de este región de la atmósfera permite que el vapor de agua (que normalmente está confinado cerca de la superficie) se mezcle con la estratosfera (que normalmente es muy seca). radiación que calienta la superficie del planeta.

La entrada prevista de vapor de agua en la estratosfera también ayuda a explicar la gravedad del agotamiento del ozono. “El agotamiento del ozono ocurre de diferentes maneras”, dijo Guzewich. “Después de la erupción, la circulación de la estratosfera cambia de una manera que desalienta la formación de ozono. En segundo lugar, toda esa agua en la estratosfera también ayuda a destruir el ozono con el radical hidroxilo (OH).

Los basaltos de inundación también liberan dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero también, pero no parecen liberar lo suficiente como para causar el calentamiento extremo asociado con algunas erupciones. El calentamiento excesivo del vapor de agua estratosférico podría proporcionar una explicación.

Aunque Marte y Venus pueden haber tenido océanos de agua en el pasado lejano, actualmente ambos están muy secos. Los científicos están estudiando cómo estos mundos perdieron la mayor parte de su agua para volverse inhóspitos para la vida. Si la entrada de vapor de agua en la atmósfera superior pronosticada por la simulación es realista, un vulcanismo de inundación significativo puede haber contribuido a su destino árido. Cuando el vapor de agua es alto en la atmósfera, se vuelve susceptible de ser descompuesto por la luz solar y los átomos de hidrógeno livianos de las moléculas de agua pueden escapar al espacio (el agua consta de dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno). Si se mantiene durante largos períodos, podría agotar los océanos.