As principais erupções vulcânicas no futuro têm o potencial de afetar as temperaturas globais e a precipitação de forma mais dramática do que no passado devido às mudanças climáticas, de acordo com um novo estudo liderado pelo National Center for Atmospheric Research (NCAR).

Os autores do estudo se concentraram na erupção cataclísmica do Monte Tambora, na Indonésia, em abril de 1815, que se acredita ter desencadeado o chamado "ano sem verão" em 1816. Eles descobriram que se uma erupção semelhante ocorreu no ano de 2085, as temperaturas mergulhariam mais profundamente, embora não seja suficiente para compensar o aquecimento futuro associado às mudanças climáticas. O aumento do resfriamento após uma erupção futura também interromperia o ciclo da água de forma mais severa, diminuindo a quantidade de precipitação que cai globalmente.

A razão para a diferença na resposta climática entre 1815 e 2085 está ligada aos oceanos, que devem se tornar mais estratificados à medida que o planeta aquece, e, portanto, menos capaz de moderar os impactos climáticos causados ​​por erupções vulcânicas.

"Descobrimos que os oceanos desempenham um papel muito importante na moderação, enquanto também alonga, o resfriamento da superfície induzido pela erupção de 1815, "disse o cientista do NCAR John Fasullo, autor principal do novo estudo. "O chute vulcânico é apenas isso - é um chute de resfriamento que dura cerca de um ano. Mas os oceanos mudam a escala de tempo. Eles agem não apenas para amortecer o resfriamento inicial, mas também para espalhá-lo por vários anos."

A pesquisa será publicada no dia 31 de outubro na revista Nature Communications . O trabalho foi financiado em parte pela National Science Foundation, Patrocinador do NCAR. Outros financiadores incluem NASA e o Departamento de Energia dos EUA. Os co-autores do estudo são Robert Tomas, Samantha Stevenson, Bette Otto-Bliesner, e Esther Brady, todo NCAR, assim como Eugene Wahl, da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional.

Um olhar detalhado sobre um passado mortal

Erupção do Monte Tambora, o maior dos últimos séculos, expeliu uma grande quantidade de dióxido de enxofre na alta atmosfera, onde se transformou em partículas de sulfato chamadas aerossóis. A camada de aerossóis refletores de luz resfriou a Terra, pondo em movimento uma cadeia de reações que levou a um verão extremamente frio em 1816, especialmente em toda a Europa e no nordeste da América do Norte. O "ano sem verão" é responsabilizado pela perda generalizada de safras e doenças, causando mais de 100, 000 mortes em todo o mundo.

Para melhor compreender e quantificar os efeitos climáticos da erupção do Monte Tambora, e explorar como esses efeitos podem diferir para uma erupção futura se a mudança climática continuar em sua trajetória atual, a equipe de pesquisa se voltou para um modelo de computador sofisticado desenvolvido por cientistas do NCAR e da comunidade em geral.

Os cientistas analisaram dois conjuntos de simulações do Modelo do Sistema Terrestre da Comunidade. O primeiro foi retirado do Projeto CESM Last Millennium Ensemble, que simula o clima da Terra do ano 850 a 2005, incluindo erupções vulcânicas no registro histórico. O segundo conjunto, que assume que as emissões de gases de efeito estufa continuam inabaláveis, foi criado executando o CESM para frente e repetindo uma erupção hipotética do Monte Tambora em 2085.

As simulações do modelo histórico revelaram que dois processos de compensação ajudaram a regular a temperatura da Terra após a erupção do Tambora. À medida que os aerossóis na estratosfera começaram a bloquear parte do calor do Sol, este resfriamento foi intensificado por um aumento na quantidade de terra coberta por neve e gelo, que refletia o calor de volta para o espaço. Ao mesmo tempo, os oceanos serviram como um contrapeso importante. À medida que a superfície dos oceanos esfriava, a água mais fria afundou, permitindo que a água mais quente suba e libere mais calor na atmosfera.

Quando os próprios oceanos esfriaram substancialmente, a camada de aerossol começou a se dissipar, permitindo que mais calor do Sol alcance novamente a superfície da Terra. Nesse ponto, o oceano assumiu o papel oposto, mantendo a atmosfera mais fria, já que os oceanos demoram muito mais para se aquecer do que a terra.

"Em nosso modelo é executado, descobrimos que a Terra realmente atingiu sua temperatura mínima no ano seguinte, quando os aerossóis quase acabaram, "Disse Fasullo." Acontece que os aerossóis não precisavam durar um ano inteiro para ainda ter um ano sem verão em 1816, pois a essa altura os oceanos haviam esfriado substancialmente. "

Os oceanos em um clima alterado

Quando os cientistas estudaram como o clima em 2085 responderia a uma erupção hipotética que imitava a do Monte Tambora, eles descobriram que a Terra experimentaria um aumento semelhante na área de terra coberta por neve e gelo.

Contudo, a capacidade do oceano de moderar o resfriamento diminuiria substancialmente em 2085. Como resultado, a magnitude do resfriamento da superfície da Terra pode ser até 40% maior no futuro. Os cientistas alertam, Contudo, que a magnitude exata é difícil de quantificar, já que eles tinham apenas um número relativamente pequeno de simulações da erupção futura.

O motivo da mudança tem a ver com um oceano mais estratificado. Conforme o clima esquenta, as temperaturas da superfície do mar aumentam. A água mais quente na superfície do oceano é menos capaz de se misturar com a mais fria, água mais densa abaixo.

Na execução do modelo, este aumento na estratificação do oceano significou que a água que foi resfriada após a erupção vulcânica ficou presa na superfície em vez de se misturar mais profundamente no oceano, reduzindo o calor liberado na atmosfera.

Os cientistas também descobriram que a erupção futura teria um efeito maior nas chuvas do que a erupção histórica do Monte Tambora. As temperaturas mais frias da superfície do mar diminuem a quantidade de água que evapora para a atmosfera e, Portanto, também diminuir a precipitação média global.

Embora o estudo tenha descoberto que a resposta da Terra a uma erupção do tipo Tambora seria mais aguda no futuro do que no passado, os cientistas observam que o resfriamento médio da superfície causado pela erupção de 2085 (cerca de 1,1 graus Celsius) não seria suficiente para compensar o aquecimento causado pela mudança climática induzida pelo homem (cerca de 4,2 graus Celsius em 2085).

O co-autor do estudo Otto-Bliesner disse:"A resposta do sistema climático à erupção do Monte Tambora, na Indonésia, em 1815, nos dá uma perspectiva de possíveis surpresas para o futuro, mas com a diferença de que nosso sistema climático pode responder de maneira muito diferente. "