Der Forscher Dr. Matthew Toohey (Ph.D.) von der University of Saskatchewan (USask) und der Forscher Dr. Michael Sigl (Ph.D.) von der Universität Bern waren Teil des Forschungsteams, das eine aktualisierte, genauere Rekonstruktion von Vulkanausbrüchen entwickelte kann Wissenschaftlern helfen, zukünftige Klimarisiken zu verstehen.
Wenn Vulkane ausbrechen, setzen sie viel mehr als einen beeindruckenden, fotogenen Lavastrahl in die Luft frei. Tatsächlich können Gase wie Schwefel und Kohlenstoff, die von Vulkanen in die Atmosphäre freigesetzt werden, das globale Klima beeinflussen. Ein internationales Forschungsteam hat moderne Technologien eingesetzt, um historische Vulkanausbrüche besser zu verstehen und wie sie zu Klimaveränderungen und Strahlungsübertragung in der Atmosphäre beigetragen haben.
Die Bestimmung, wie Vulkanausbrüche im Laufe der Zeit zum Klimawandel beigetragen haben, stützt sich traditionell auf geochemische Aufzeichnungen, die aus der polaren Eisdecke Grönlands extrahiert wurden, und aufgrund ihrer groben Auflösung und ihres begrenzten Umfangs können diese Daten inkonsistent oder ungenau sein. Diese Arbeit konnte das Verständnis der vulkanischen Aktivität verbessern, indem sie Eiskernaufzeichnungen aus Grönland mit neuen, hochauflösenden Aufzeichnungen aus der Antarktis synchronisierte. Die daraus resultierenden Aufzeichnungen umfassen die letzten 11.500 Jahre, eine Periode relativ warmen und stabilen Klimas namens Holozän, die nach der letzten Eiszeit begann.
„Dieser neue Datensatz wird es Wissenschaftlern ermöglichen, die grundlegenden Fragen der Klimawissenschaft zu beantworten, einschließlich der Frage, wie empfindlich das Klimasystem auf äußere Einflüsse wie Vulkane reagiert“, sagte Toohey, Assistenzprofessor für Physik und technische Physik am USask College of Arts and Science und Mitglied des Institute of Space and Atmospheric Studies von USask. „Das Verständnis vergangener Klimaänderungen und ihrer Quellen hilft, Klimamodelle und Projektionen zukünftiger Klimaänderungen zu verbessern.“
Die Forscher verwendeten eine ausgeklügelte Computermodellierungstechnologie, um eine Reihe von Vulkanausbrüchen der letzten 11.500 Jahre zu rekonstruieren. Die Arbeit umfasste – zum ersten Mal – die Schätzung des genauen Alters und der Mengen atmosphärischer Schwefelinjektionen für über 850 historische Vulkanausbrüche durch Messung des Schwefelgehalts in Eisbohrkernen.
„Insgesamt 26 Eruptionen in den letzten 11.500 Jahren haben mehr Schwefel in die Stratosphäre freigesetzt als der kolossale Ausbruch des Tambora im Jahr 1815, was darauf hindeutet, dass Ausbrüche dieser Größe weltweit mehr als doppelt so häufig auftreten wie bisher angenommen“, sagte Sigl, der die Forschung leitete Projekt.
Sigl sagte auch, die Forschung habe einen Zusammenhang zwischen schmelzenden Gletschern und einer Zunahme der vulkanischen Aktivität gefunden – ein Befund, der Wissenschaftlern hilft, die potenziellen Auswirkungen einer anhaltenden globalen Erwärmung auf das Klima vorherzusagen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in veröffentlicht Erdsystemwissenschaftliche Daten.
Toohey war dafür verantwortlich, Schätzungen der im Eis vorhandenen Sulfatmenge vorzunehmen und abzuschätzen, wie sich stratosphärische Aerosole vergangener Eruptionen auf die Übertragung von Strahlung durch die Atmosphäre ausgewirkt haben. Die von Toohey und seiner Gruppe entwickelten Tools werden es ermöglichen, Eiskerninformationen in Klimamodellsimulationen des Holozäns zu verwenden und schnelle Schätzungen der Auswirkungen möglicher zukünftiger Eruptionen zu liefern.
„Diese Arbeit verbessert unsere Fähigkeit, die Wahrscheinlichkeit großer, klimarelevanter Eruptionen in der Zukunft und ihre Strahlungsauswirkung abzuschätzen, erheblich und liefert eine wertvolle Ressource für die Klimarisikobewertung“, sagte Toohey.
Michael Sigl et al, Vulkanische stratosphärische Schwefelinjektionen und optische Aerosoltiefe während des Holozäns (letzte 11 500 Jahre) aus einer bipolaren Eiskernanordnung, Erdsystemwissenschaftliche Daten (2022). DOI: 10.5194/essd-14-3167-2022