Erupções vulcânicas são conhecidas por resfriar o clima global, mas também podem agravar o derretimento das camadas de gelo, de acordo com um artigo publicado hoje em Nature Communications .

Os pesquisadores que analisaram núcleos de gelo e depósitos de água derretida descobriram que erupções antigas causaram o derretimento imediato e significativo do manto de gelo que cobria grande parte do norte da Europa no final da última idade do gelo, cerca de 12, 000 a 13, 000 anos atrás.

"Em um período de tempo de 1, 000 anos, descobrimos que as erupções vulcânicas geralmente correspondem ao aumento da camada de gelo derretendo dentro de um ano ou mais, "diz o autor principal Francesco Muschitiello, que completou a pesquisa como pós-doutorado no Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia.

Estes não eram vulcões em erupção na camada de gelo ou perto dela, mas localizado a mil milhas de distância em alguns casos. As erupções lançaram enormes nuvens de cinzas para o céu, e quando a cinza caiu no manto de gelo, sua cor mais escura fazia com que o gelo absorvesse mais calor solar do que o normal.

"Nós sabemos que se você tiver gelo mais escuro, você diminui a refletância e ela derrete mais rapidamente. É ciência básica, "diz Muschitiello." Mas ninguém até agora foi capaz de demonstrar esta ligação direta entre vulcanismo e derretimento de gelo quando se trata de climas antigos. "

A descoberta vem de seções transversais de depósitos, chamados varves glaciais, a maioria dos quais foi coletada nas décadas de 1980 e 1990. Varves são os sedimentos em camadas que se formam quando o degelo abaixo de uma camada de gelo direciona grandes quantidades de detritos para lagos próximos à borda da camada. Como os anéis de uma árvore, as camadas de uma varve glacial contam a história das condições de cada ano; uma camada mais espessa indica mais fusão, já que haveria um volume maior de água para carregar o sedimento.

A equipe também comparou os varves aos núcleos da camada de gelo da Groenlândia, cujas camadas contêm um registro de antigas condições atmosféricas. O teste dessas camadas para sulfatos revelou quais anos experimentaram erupções vulcânicas explosivas, que tendem a liberar grandes quantidades de cinzas. Combinando as camadas de gelo com várias camadas dos mesmos períodos, a equipe descobriu que anos com atividade vulcânica explosiva corresponderam a camadas varve mais espessas, indicando mais derretimento do manto de gelo do norte da Europa.

Muschitiello e seus colegas estudaram um período de 13 anos, 200 a 12, 000 anos atrás, quando a última era do gelo estava em transição para o clima quente de hoje. Eles se concentraram especificamente em erupções vulcânicas nas altas latitudes do norte - eventos semelhantes às erupções de 2010 do vulcão Eyjafjallajökull, na Islândia. Embora essa erupção tenha sido relativamente pequena, sua grande nuvem de cinzas interrompeu o tráfego aéreo na maior parte da Europa por cerca de uma semana.

Quanto derretimento uma erupção como essa poderia causar? "É difícil definir um número exato, "diz o glaciologista e co-autor James Lea, da University of Liverpool." Depende de muitos fatores. "Rodando milhares de simulações de modelos, a equipe descobriu que a quantidade de derretimento depende da erupção individual, em que estação ocorre, as condições de neve na época, e a elevação do manto de gelo. "Mude qualquer um deles e você obterá diferentes quantidades de derretimento, "diz Lea. Nos piores cenários, o modelo previu que a deposição de cinzas removeria entre 20 centímetros e quase um metro de gelo da superfície das partes mais altas do manto de gelo.

Os resultados do modelo devem ser tomados com uma pitada de sal, Muschitiello adverte, devido a incertezas sobre as condições anteriores. Contudo, porque a equipe simulou uma ampla gama de condições potenciais, ele está confiante de que a resposta real do manto de gelo está em algum lugar dentro de seu alcance.

Michael Sigl, um paleoclimatologista do Instituto Paul Scherrer, na Suíça, que não estava envolvido no novo estudo, afirma que a hipótese de que as partículas de cinza podem neutralizar os efeitos de resfriamento das erupções vulcânicas é intrigante. Mas, ele disse, "coincidências no tempo de eventos de rápido derretimento do manto de gelo e datas de erupção não implicam automaticamente em causalidade, e pode haver outros cenários que poderiam ser consistentes com os dados apresentados. "O próprio trabalho de Sigl encontrou uma ligação entre a destruição do ozônio induzida pela erupção e o degelo no hemisfério sul. ele diz, o novo estudo mostra que mais trabalho é necessário para compreender os efeitos das emissões de aerossóis de erupções vulcânicas.

Os resultados preliminares sugerem que "os mantos de gelo atuais são potencialmente muito vulneráveis ​​a erupções vulcânicas, "diz Muschitiello. Eles também apontam para um possível buraco nos modelos climáticos que os cientistas usam para fazer previsões sobre o futuro:os modelos atualmente não simulam a resposta dos mantos de gelo às mudanças na deposição de partículas da atmosfera de forma interativa.

Outra implicação intrigante é que pesquisas anteriores sugeriram que o derretimento de mantos de gelo e geleiras poderia aumentar a frequência de erupções vulcânicas em áreas glaciais, ao aliviar cargas na crosta terrestre, permitindo que o magma subjacente suba. Se a ligação entre o vulcanismo e o derretimento do manto de gelo for confirmada, pode indicar a presença de um chamado "ciclo de feedback positivo", no qual as erupções exacerbam o degelo, e mais derretimento causa mais erupções, e assim por diante.

Muschitiello diz que o estudo "pode ​​nos dar dicas sobre os mecanismos em ação quando se espera uma mudança climática rápida".