Od dawna wiadomo, że erupcje wulkaniczne wpływają na klimat, uwalniając do atmosfery gazy takie jak dwutlenek węgla czy dwutlenek siarki. W zależności od warunków atmosferycznych związki te mogą zarówno ogrzewać, jak i ochładzać atmosferę naszej planety. Warto jednak tutaj pamiętać, że oprócz dwutlenku węgla, podczas erupcji do atmosfery trafiają także ogromne ilości popiołu i pyłu, które docierają na duże wysokości, gdzie jako aerozole wchodzą w interakcje z samą atmosferą.
Zespół naukowców z amerykańskiego Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) postanowił przyjrzeć się temu zagadnieniu bliżej. Badacze, pod kierunkiem specjalistki ds. atmosfery Lin Lin, przeanalizowali dane zebrane w ciągu dekady przez dwa satelity NASA: CloudSat i CALIPSO. Pierwszy z nich pozwala zajrzeć do wnętrza chmur, drugi śledzi wpływ aerozoli i chmur na pogodę oraz klimat. Można zatem powiedzieć, że do badania wpływu wulkanów na atmosferę jest to zestaw idealny.
Czytaj także: Wulkan Kilauea i niezwykła erupcja. Takiej sytuacji nie było od 40 lat
Naukowcy przyjrzeli się trzem dużym erupcjom wulkanicznym, do których doszło na przestrzeni ostatniej dekady. We wszystkich przypadkach, gdy w trakcie erupcji dochodziło do uwolnienia do atmosfery olbrzymich ilości pyłu, wkrótce potem naukowcy obserwowali wzrost liczby chmur pierzastych unoszących się wysoko w górnych warstwach troposfery. Szczegółowa analiza chmur wykazała jednak coś zaskakującego. Samych chmur było więcej, ale wbrew oczekiwaniom naukowców, nie zawierały one większej ilości kryształków (naukowcy zakładali, że tak będzie ze względu na większą liczbę ziaren pyłu), a zawierały ich znacznie mniej. Mało tego, każdy z tych kryształków był zaskakująco duży.
Jak to możliwe? Badacze początkowo zakładali, że cząstki popiołu spowodują powstanie liczniejszych, ale mniejszych kryształków. Miałaby do tego prowadzić kondensacja przechłodzonych kropli wody na ziarnach pyłu. Nic takiego jednak się nie wydarzyło. Okazało się, że cząstki popiołu pełnią rolę jąder nukleacji lodu – „ziaren”, wokół których para wodna zamarza jeszcze zanim osiągnie temperaturę potrzebną do spontanicznego zamarznięcia. W efekcie, zamiast wielu małych kryształków, powstają duże, których naturą rzeczy musi być mniej.
Czytaj także: Erupcja wulkanu doprowadziła do wielkiej katastrofy. Satelity ujawniły coś niespodziewanego
Chmury pierzaste (cirrusy) pokrywają nawet 70% Ziemi w danym momencie i odgrywają istotną rolę w bilansie energetycznym planety. Odbijają promieniowanie słoneczne, a jednocześnie zatrzymują część ciepła promieniującego z powierzchni Ziemi. Zrozumienie mechanizmów ich powstawania, zwłaszcza pod wpływem czynników naturalnych takich jak erupcje wulkaniczne, jest kluczowe dla tworzenia dokładnych modeli klimatycznych i prognozowania zmian atmosferycznych. A naukowcom pozostaje uważnie czekać na kolejną dużą erupcję wulkaniczną. Będzie to kolejna okazja do zweryfikowania modelu i potwierdzenia dotychczasowych obserwacji.