ข้ออ้างสำหรับคำถามนี้เป็นที่เข้าใจได้ พลังแห่งธรรมชาติมีพลังมากและทำงานในระดับที่ความพยายามของมนุษย์ที่จะมีอิทธิพลต่อโลกของเราอาจดูไร้จุดหมาย หากการปะทุของภูเขาไฟหนึ่งครั้งสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศของเราได้จนถึงระดับที่โลกของเรากลายเป็น “โรงน้ำแข็ง” หรือ “โรงเรือนร้อน” อย่างรวดเร็ว บางทีความพยายามของเราในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์อาจเป็นการเสียเวลาเปล่า
ในการตอบคำถามนี้ เราจำเป็นต้องตรวจสอบว่าชั้นบรรยากาศ
ของเราก่อตัวขึ้นอย่างไร และมีหลักฐานทางธรณีวิทยาอะไรบ้างสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากภูเขาไฟ เราต้องดูข้อมูลล่าสุดที่เปรียบเทียบการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภูเขาไฟและมนุษย์
มีหลักฐานเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่รุนแรงจากการปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่และยืดเยื้อในบันทึกทางธรณีวิทยา แต่เมื่อไม่นานมานี้ เราได้เรียนรู้ว่าการปล่อยภูเขาไฟสามารถนำไปสู่การเย็นตัวในระยะสั้นและภาวะโลกร้อนในระยะยาว และหลักฐานที่ชัดเจนคือการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากฝีมือมนุษย์นั้นมากเกินกว่าการระเบิดของภูเขาไฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งตั้งแต่ปี 1950
หล่อหลอมชั้นบรรยากาศของโลก
ลองกลับไปที่หลักการแรกและดูว่าบรรยากาศของเรามาจากไหน โลกมีอายุ 4.56 พันล้านปี ฉันทามติร่วมกันคือชั้นบรรยากาศของโลกเป็นผลมาจากสามกระบวนการหลัก:
นอกจากนี้ยังมีผลงานจากการชนของดาวหางและดาวเคราะห์น้อยเมื่อเวลาผ่านไป ในบรรดากระบวนการเหล่านี้ การกำจัดก๊าซภายในดาวเคราะห์เป็นกระบวนการสร้างชั้นบรรยากาศที่สำคัญที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงแรกของสี่มหากัปของประวัติศาสตร์โลก ซึ่งก็คือฮาเดียนที่ร้อนระอุ
การปะทุของภูเขาไฟมีส่วนทำให้เกิดกระบวนการนี้ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา และทำให้ชั้นบรรยากาศของเรามีปริมาณมาก และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดสภาพอากาศภายในชั้นบรรยากาศของเรา
ต่อไปคือคำถามของการปะทุของภูเขาไฟและอิทธิพลที่มีต่อสภาพอากาศ ภูมิอากาศของโลกมีการเปลี่ยนแปลงตามเวลาทางธรณีวิทยา มีช่วงเวลาของ “hothouse Earth ” ที่ปราศจากน้ำแข็ง บางคนโต้แย้งว่าระดับน้ำทะเลสูงกว่าปัจจุบัน 200 ถึง 400 เมตรและสัดส่วนที่สำคัญของทวีปของโลกจมอยู่ใต้ระดับน้ำทะเล
การปะทุของภูเขาไฟมีส่วนสำคัญอย่างไรต่อการเปลี่ยนแปลง
ของสภาพอากาศ ตัวอย่างของอิทธิพลที่สำคัญ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อมโยงการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่กับเหตุการณ์ภูเขาไฟระเบิดครั้งใหญ่
ความสัมพันธ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือการปะทุของภูเขาไฟที่ก่อให้เกิดกับดักไซบีเรีย นี่คือพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีชั้นหินภูเขาไฟหนาประมาณ 2.5 ถึง 4 ล้านตารางกิโลเมตร ในพื้นที่ในจังหวัดทางตะวันออกของรัสเซีย การปะทุของภูเขาไฟอย่างรวดเร็วและใหญ่โตเมื่อประมาณ 252 ล้านปีก่อนได้ปล่อยละอองซัลเฟตและคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่เพียงพอเพื่อกระตุ้นให้เกิดฤดูหนาวของภูเขาไฟในระยะสั้นและภาวะโลกร้อนในระยะยาวในช่วง 10,000 ปี
การปะทุของกับดักไซบีเรียเป็นปัจจัยเชิงสาเหตุในเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดของโลก (เมื่อสิ้นสุดยุคเพอร์เมียน) เมื่อ 96% ของสัตว์ทะเลในโลกและ 70% ของสิ่งมีชีวิตบนบกหยุดอยู่
การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศตามธรรมชาติในช่วง 100 ล้านปีที่ผ่านมา
หลักฐานทางธรณีวิทยาบ่งชี้ว่ากระบวนการทางธรรมชาติสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศของโลกได้อย่างรุนแรง เมื่อเร็ว ๆ นี้ (ในแง่ธรณีวิทยา) ในช่วง 100 ล้านปีที่ผ่านมา น้ำทะเลด้านล่างเย็นลง ระดับน้ำทะเลลดลง และน้ำแข็งได้เพิ่มขึ้น ภายในช่วงเวลานี้ยังมีปรากฏการณ์ของโลกที่ร้อนขึ้น ซึ่งน่าจะเกิดจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (ตามธรรมชาติ) อย่างรวดเร็ว
มนุษย์โฮโมเซเปียนส์วิวัฒนาการในช่วงไม่กี่ล้านปีที่ผ่านมา โดยส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงยุคน้ำแข็ง เมื่อแผ่นน้ำแข็งหนาถึง 2 กิโลเมตรปกคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของทวีปทางตอนเหนือ และระดับน้ำทะเลต่ำกว่าปัจจุบันกว่า 100 เมตร ช่วงเวลานี้สิ้นสุดลงเมื่อ 10,000 ปีที่แล้วเมื่อยุคอุ่นขึ้นระหว่างน้ำแข็งสมัยใหม่ของเราเริ่มต้นขึ้น
วัฏจักรทางดาราศาสตร์ที่นำไปสู่ความแปรปรวนของสภาพอากาศเป็นที่เข้าใจกันดี ตัวอย่างเช่น วัฏจักรของมิลานโควิช ซึ่งอธิบายการแปรผันของวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ และการผงก/แกว่งของแกนโลกเป็นระยะๆ สาเหตุทางธรณีวิทยาและการแปรสัณฐานทั้งหมดสำหรับการเย็นตัวของโลกในระยะยาวโดยทั่วไปนั้นไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก สมมติฐานรวมถึงการมีส่วนร่วมจากภูเขาไฟและกระบวนการที่เชื่อมโยงกับการเพิ่มขึ้นของเทือกเขาหิมาลัยและทิเบต (ตั้งแต่ 55 ล้านปีก่อน)
อ่านเพิ่มเติม: อธิบายสภาพภูมิอากาศ: เหตุใดเราจึงต้องลดการปล่อยก๊าซและเตรียมพร้อมสำหรับผลกระทบ
การปะทุของภูเขาไฟโดยเฉพาะและผลกระทบต่อสภาพอากาศ
นักวิจัยได้ศึกษาเฉพาะ การ ระเบิดของภูเขาไฟและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Mount Pinatubo (ฟิลิปปินส์) ทำให้เกิดการปะทุครั้งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งในปี 1991 โดยปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และอนุภาคเถ้าถ่านจำนวน 20 ล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์
การปะทุที่ใหญ่ขึ้นเหล่านี้ช่วยลดการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลก ลดอุณหภูมิในชั้นโทรโพสเฟียร์ตอนล่าง และเปลี่ยนรูปแบบการหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศ ในกรณีของปินาตูโบ อุณหภูมิในชั้นโทรโพสเฟียร์ทั่วโลกลดลงถึง 4°C แต่ฤดูหนาวในซีกโลกเหนือกลับอุ่นขึ้น
ภูเขาไฟปะทุขึ้นจากส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งรวมถึงก๊าซเรือนกระจก ละอองลอย และก๊าซที่สามารถทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบในชั้นบรรยากาศอื่นๆ ปฏิกิริยาในบรรยากาศกับก๊าซภูเขาไฟสามารถก่อให้เกิดสารอย่างรวดเร็ว เช่น กรดซัลฟิวริก (และซัลเฟตที่เกี่ยวข้อง) ซึ่งทำหน้าที่เป็นละอองลอย ทำให้บรรยากาศเย็นลง
การเติมคาร์บอนไดออกไซด์ในระยะยาวจะส่งผลต่อภาวะโลกร้อน การปะทุของภูเขาไฟขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งมีเมฆเถ้าถึงระดับชั้นสตราโตสเฟียร์ มีผลกระทบต่อภูมิอากาศมากที่สุด: ยิ่งช่วงการปะทุใหญ่ขึ้นและนานขึ้น ผลกระทบก็จะยิ่งมากขึ้น
การปะทุประเภทนี้เป็นสาเหตุส่วนหนึ่งสำหรับช่วงยุคน้ำแข็งน้อยซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่โลกเย็นลงประมาณ 0.5°C ซึ่งกินเวลาตั้งแต่ศตวรรษที่ 15 ถึงปลายศตวรรษที่ 19 ภูเขาไฟขนาดใหญ่ เช่น เยลโลว์สโตน (สหรัฐอเมริกา) โทบา (อินโดนีเซีย) และเทาโป (นิวซีแลนด์) ในทางทฤษฎีสามารถก่อให้เกิดการปะทุในปริมาณมากซึ่งส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศอย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังมีความไม่แน่นอนว่าการปะทุเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศนานเท่าใด
บางทีหลักฐานที่หนักแน่นที่สุดในการตอบคำถามว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (ของมนุษย์) หรือภูเขาไฟมีอิทธิพลมากกว่าต่อสภาพอากาศหรือไม่ อาจขึ้นอยู่กับขนาดการผลิตก๊าซเรือนกระจก ตั้งแต่ปี 2558 การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากมนุษย์ทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 35 ถึง 37 พันล้านตันต่อปี การปล่อย CO₂ จากภูเขาไฟต่อปีอยู่ที่ประมาณ 200 ล้านตัน
ในปี 2018 การปล่อย CO₂ ที่เกิดจากมนุษย์สูงกว่าการปล่อยภูเขาไฟถึง 185 เท่า นี่เป็นสถิติที่น่าประหลาดใจและเป็นหนึ่งในปัจจัยที่โน้มน้าวให้นักธรณีวิทยาและนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติบางคนเสนอยุคทางธรณีวิทยาใหม่ที่เรียกว่ายุคแอนโทรโปซีน (Anthropocene) โดยตระหนักว่ามนุษย์มีผลกระทบเกินกว่ากระบวนการทางธรรมชาติมากมายทั่วโลก โดยเฉพาะตั้งแต่ช่วงปี 1950
มีหลักฐานว่าภูเขาไฟมีอิทธิพลอย่างมากต่อสภาพอากาศในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งตั้งแต่ปี 1950 โฮโม เซเปียน เป็น ผู้ที่มีผลกระทบต่อสภาพอากาศมากที่สุด อย่าละทิ้งความมุ่งมั่นในการลดการปล่อย CO₂ ของเรา ภูเขาไฟไม่อาจช่วยชีวิตได้
