Wulkanizm, czy dwutlenek węgla? – Czas weryfikacji hipotez / Piotr Kotlarz

0
59
Tegoroczna zima przyszła dość wcześnie, w porównaniu z ubiegłoroczną wcześniej o kilkanaście dni, a i tamta była wcześniejsza od poprzednich. Od kilku już dni za oknem mrozy jak na listopad, dość znaczne. Zima, a przecież wciąż mamy astronomiczną i kalendarzową jesień. Z punktu widzenia meteorologii jesień meteorologiczna trwa od 1 września do 30 listopada, kalendarzowa do 21 grudnia (najkrótszego dnia w roku). Granice możemy sobie wyznaczać, są one nam potrzebne do organizacji naszego życia, przyroda jednak żyje według własnych praw. Wystarczy spojrzeć za okno, mamy zimę.
Jesienne mrozy lub mówiąc inaczej wczesna tegoroczna zima ponownie skłania do postawienia pytania: z jakiego powodu doszło do tak wczesnego i tak znacznego nadejścia tegorocznych chłodów, do tak wczesnych opadów śniegu? Warto przy tym zauważyć, że i poprzedni rok był nieco chłodniejszy od aż ośmiu lat poprzednich.
Czyżby w tym czasie aż tak bardzo spadło wytwarzanie CO2 w wyniku naszej działalności? A może w jakiś sposób proces ten (wzrost ilości CO2) ograniczyła sama przyroda? Nic z tych rzeczy, ilość wytwarzanego i wysyłanego do atmosfery CO2 wciąż rośnie. W sposób oczywisty przyczynia się do tego nie tylko nasza działalność przemysłowa, ale np. sam wzrost liczby ludności. Każdy kolejny miliard ludzi to wzrost ilości CO2 o 1%. (Np. znalazłem informację mówiącą o tym, że 7 miliardów żyjących na świecie ludzi wydycha rocznie około 2,5 mld ton CO2. Odpowiada to 7% emisji. Dziś nasza populacja przekroczyła liczbę 8 miliardów). 
Warto przy tym zauważyć, że wzrost ilości CO2 w atmosferze jest prawie linearny. Podkreślam ten fakt, gdyż – moim zdaniem – jeśli jest prawdą, że czynnik ten ma podstawowy wpływ na ocieplenie klimatu, to i ono powinno przebiegać linearnie. Tymczasem są lata, w których ten wzrost jest nieco wyższy, w innych jednak obserwujemy znaczny spadek lub powrót do stanu sprzed kilku lat. Podobnie porównując poszczególne miesiące. To jeszcze jeden z argumentów każących powątpiewać w teorię, a właściwie tylko hipotezę, mówiącą o tym, że to głównie ilość wytwarzanego przez człowieka CO2 (i to tego powstającego w wyniku naszej działalności gospodarczej) ma zasadniczy wpływ na zmiany klimatyczne, w tym wypadku na ocieplenie klimatu. Hipotezy przyjmowanej przez większość naukowców na wiarę, bo przecież poza badaniami zmian ilościowych CO2 w atmosferze, żadnych innych związków badacze ci nie przedstawiają. Uznali oni, że to właśnie stanowiący zaledwie 0,04% składu atmosfery CO2 ma zasadniczy wpływ na klimat. Nie inne gazy (np. tlen – 21% zawartości atmosfery), czy para wodna (zazwyczaj od 1% do 4%). Podaję tu słowo zazwyczaj, gdyż jak się okaże w nadzwyczajnych okolicznościach może jej do atmosfery trafić znacznie więcej. Warto już tu dodać, że zdaniem większości badaczy, to właśnie para wodna odpowiada za około połowę efektu cieplarnianego Ziemi – procesu, który zachodzi, gdy gazy w atmosferze ziemskiej zatrzymują ciepło słoneczne.
Jak się dowiadujemy, już 2021 rok w porównaniu z ośmioma latami poprzednimi należał do chłodniejszych. Z jakiego powodu, jeśli nie spadła w tym czasie ilość produkowanego przez człowieka CO2 i i ilość CO2 w atmosferze w ogóle? Przeciwnie, ta znacznie wzrosła, choćby z powodu ogromnych pożarów na Syberii.
Moim zdaniem, z powodu wzmożonego wulkanizmu, zwłaszcza zaś erupcji wulkanów o dość znacznej skali VEI (tylko takie są w stanie dostarczyć zanieczyszczenia do stratosfery, nawet mezosfery). W wyniku postępującego ocieplenia klimatu dochodzi do topnienia lodowców, których powierzchnia wzrastała w okresach ochłodzenia. Po latach jednak wyniesione przez wulkany do stratosfery zanieczyszczenia – w tym związki siarki – opadają wreszcie na Ziemię. Promienie słoneczne nagrzewają w większym stopniu powierzchnię oceanów, a prądy oceaniczne przesuwają cieplejszą wodę powierzchniową w stronę biegunów, powodując stopniowe topnienie lodowców. Te topnieją i coraz mniejsze w mniejszym też stopniu ochładzają wracające wody oceaniczne i ocieplenie przyspiesza. Ogromne masy wody uwolnione z topniejących lodowców, powodują przyrost wody w oceanach i morzach, a te z kolei naciskają na płyty tektoniczne, powodując ich przesuwanie się i co za tym idzie trzęsienia ziemi i wulkanizm. Koło się zamyka, cykl wciąż trwa. Rzeczywiście rok 2020, a zwłaszcza 2021 były w stosunku do lat poprzednich latami wzmożonego wulkanizmu. Ten nie ustał, kolejne wulkany przypomniały o sobie już z początkiem 2022 roku. Mało tego, już 15 stycznia doszło do erupcji wulkanu Hunga-Tonga Hunga Ha’apai. W wyniku erupcji o skali 6 VEI powstał słup pyłu wysoki na 55 kilometrów (dolne warstwy mezosfery). Jednocześnie erupcja wyrzuciła do stratosfery ok. 150 mln ton pary wodnej i inne zanieczyszczenia. Erupcje tej skali zdarzają się raz na kilkadziesiąt lat i zazwyczaj następowało po nich ochłodzenie klimatu. Co ważne nie w skali całego globu, lecz głównie na tej części, na której doszło do erupcji (półkuli północnej lub południowej, zresztą i te granice są nieścisłe).

Będąc historykiem, zajmując się też w pewnym okresie początkami naszej cywilizacji zwróciłem uwagę na to, jak wielki wpływ miał na jej rozwój wulkanizm i powodowane nim zmiany klimatyczne. To on (spowodowane nim zmiany klimatyczne) był przyczyną powstawanie m.in. wąskich gardeł (wyginięcia znacznej części wcześniejszej populacji), których istnienie miało znaczny wpływ na ewolucję naszego gatunku. Zmiany klimatyczne spowodowane wulkanizmem miały też ogromny wpływ na naszą historię. Np. wybuch wulkanu w Peru w 1600 roku doprowadził do ogromnego kryzysu gospodarczego w Europie północno wschodniej. Przyczynił się do znacznego spadku populacji w Rosji, odpowiada w jakimś stopniu za „wielką smutę” i późniejsze wojny szwedzkie.

Zajmując się wulkanizmem trafiłem w końcu na teorię Benjamina Franklina, który jako pierwszy powiązał wulkanizm i prądy oceaniczne ze zmianami klimatycznymi. Świat jednak o jego „odkryciu” jakby zapomniał.

W XXI wieku pojawiła się teoria efektu cieplarnianego i głównego wpływu na klimat wytwarzanego przez człowieka CO2. Teoria ta, czy raczej hipoteza, zyskała tak wielką popularność, że dziś opowiada się za nią ponad 90% badaczy. Dziwiłem się, gdyż wydawała mi się skrajnie nielogiczna. W jaki sposób za zmiany klimatyczne może odpowiadać ten gaz, skoro stanowi tylko 0,04% składu atmosfery? Mało tego jest cięższy od tlenu i w związku z tym nie wznosi się do wyższych jej warstw. Podgrzany w procesie produkcji wraz z parą wodną unosi się np. z kominów hut, fabryk, cementowni, by osiągając pewną wysokość, schłodzony panującymi tam temperaturami, opaść na ziemię i zostać zaabsorbowany przez okoliczną roślinność.

Prowadziłem badania historyczne, nie mając jednak dostępu do wiedzy domagałem się, by zagadnieniem tym zajęły się wydziały na odpowiednich uczelniach, by wreszcie zaczęto systematyczne badania. Pisałem kolejne artykuły, które zamieszczałem w WOBEC. Wciąż szukałem przekonywujących dowodów.

Nie badanie przeszłości jednak, ale bieżące wydarzenia dostarczą mi (nam) ostatecznych dowodów. Na pomoc w udowodnieniu mojej hipotezy przyszła sama przyroda. Poziom ocieplenia urósł do tego stopnia, że lodowce zaczęły topnieć stosunkowo gwałtownie, podobnie gwałtownie rósł poziom wód oceanów i wulkanizm przyśpieszył. W bieżącym roku jest większy od tego z roku poprzedniego, mało tego już w początkach tego roku, 15 stycznia, doszło do erupcji o skali 6 VEI. Takiej, jakie zdarzają się raz na kilkadziesiąt lat.

Biorąc pod uwagę erupcję Hunga Tonga postawiłem hipotezę, że tegoroczna zima nastąpi stosunkowo wcześnie, będzie długa i stosunkowo ostra.  Uznałem, że teraz hipotezy moje znajdą ostateczne potwierdzenie. W kwietniu tego roku wydałem książkę „Klimat a wulkany”, w której zawarłem napisane przeze mnie wcześniej na ten temat artykuły, oraz kilka na temat tegorocznego wulkanizmu. W tym odnoszące się właśnie do erupcji Hunga Tonga. 
Z niepokojem śledziłem prognozy pogody, notowałem panujące w różnych obszarach Ziemi temperatury. W kwietniu byłem prawie przekonany, że oto pojawił się dowód. Miesiąc ten był jednym z najchłodniejszych od ponad 20 lat. W kolejnych miesiącach, mimo wciąż pojawiającego się wulkanizmu (niektóre erupcje, np. na Kamczatce, dochodziły do 12 km, a więc wnosiły pyły do stratosfery) temperatury nie odbiegały od średniej wieloletniej. Wciąż jednak nie odrzucałem swej hipotezy, sądząc, że zmiany klimatyczne wymagają przecież czasu. Uświadomiłem sobie, że procesy ochłodzenia, tak jak obecnie ocieplenie, przebiegały dziesiątkami lat. W czasie ochłodzenia w XVII wieku lodowiec alpejski przyrastał każdego roku tylko o 300 m (o strzał z muszkietu, jak pisano). Po dziesiątkach lat ogarniał jednak już takie obszary, że zmusił znaczną część mieszkańców Szwajcarii do emigracji. Po ostatniej erupcji wulkanu St. Helens w USA, lodowiec na szczycie tej góry wulkanicznej przyrasta rokrocznie tylko o 1 m. Lodowce górskie mają również wpływ na klimat, ochładzając przesuwające się wzdłuż nich wiatry, tak jak lodowce przy biegunach ochładzają prądy oceaniczne. Procesy te trwają dziesiątki lat, tak w jedną, jak i w drugą stronę. Nie spodziewajmy się więc, że proces ocieplenia zmieni swój kierunek gwałtownie.
Niemniej jednak wciąż liczyłem na to, że moja hipoteza odnośnie tegorocznej zimy znajdzie potwierdzenie. Może będzie tak ostra, jak ta po wybuchu wulkanu w Peru w 1600 roku (Huaynaputina)? Czy jednak nasza myśl nie dokonuje tu pewnego spłaszczenia, czy nie łączymy w naszej świadomości wydarzeń z kilku, kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu lat? Tego nie brałem pod uwagę. 
Nasza wiedza odnośnie tych zagadnień jest bardzo mała, często powierzchowna. Dopiero erupcja Hunga Tonga umożliwiła prześledzenie (dzięki satelitom) w jaki sposób pyły wulkaniczne rozchodzą się w stratosferze i mezosferze. Dopiero z czasem dowiemy się, jak długo tam będą się utrzymywać. Z czasem o erupcji tej dowiadywaliśmy się coraz więcej. Była to erupcja wulkanu morskiego. To bardzo ważne, gdyż jak się okazuje jej wynikiem było wzniesienie się do stratosfery i atmosfery ogromnych ilości pary wodnej. Na łamach Geophysical Research Letters Millán i jego koledzy informują, że w wyniku erupcji do stratosfery – warstwy atmosfery znajdującej się na wysokości od 12 do 53 kilometrów – trafiło 146 milionów ton wody. To 10% tego, co już było obecne w stratosferze. Millán i jego zespół stwierdzają, że gigantyczna ilość pary wodnej wyrzuconej przez wulkan to wynik „odpowiedniej” głębokości, na jakiej znajdowała się kaldera wulkanu. Nad nią znajdowało się 150 metrów wody. 

To ważne informacje. Na tegoroczne zmiany pogody wpływały dwa czynniki. Długoterminowy – zanieczyszczenie stratosfery i krótkoterminowy – zmiany składu atmosfery i w związku z tym zmiany w tzw. efekcie cieplarnianym. Za innymi badaczami podałem wyżej informację o tym, że w efekcie tym znaczną rolę odgrywa  para wodna (a ilość tej w atmosferze w wyniku erupcji Hunga Tonga wzrosła z 1-4% do ok. 10%). Jej wpływ jest jednak krótkotrwały. Zapewne powodowała okresowe ocieplenia, nie były one jednak aż tak znaczne. To jeszcze jeden dowód na to, że tzw. efekt cieplarniany nie jest w odniesieniu do klimatu czynnikiem decydującym.

Z niepokojem też śledziłem prognozy różnych tzw. meteorologów. Te zresztą od dawna mnie bawią, gdyż prawdopodobieństwo długoterminowych prognoz ocenia się dziś na niewiele więcej niż 50%. „Na dwoje babka wróżyła”. Listopad i grudzień miał u nas nie odbiegać od normy, podobnie wcześniej wrzesień, a ten jak się okazało należał do jednych z chłodniejszych od kilku, kilkunastu lat. Listopad, który rozpoczął się wyjątkowo ciepło, od kilku dni przynosi nam powiewy zimy, zarówno ze śniegiem, jak i mrozem. Miejscami na nizinach leżało już ponad 10 cm białego puchu, a temperatura spadała poniżej -10 st. C. Niskie temperatury i opadu śniegu wciąż trwają i mają trwać do połowy grudnia. Zima pojawiła się też na półkuli południowej, w Brazylii. Tam w listopadzie temperatury powietrza zazwyczaj wynoszą kilkanaście stopni Celsjusza, a nierzadko przekraczają 20 st. C. Tymczasem w tym roku już 2 listopada w brazylijskim stanie Santa Catarina, na południu kraju, zanotowano opady śniegu. Opadów takich nigdy jeszcze nie odnotowano tam w listopadzie (w każdym razie nie od czasu prowadzenia takich badań, czyli od ostatnich 40 lat).

Za oknem mamy zimę, ta jednak dopiero się zaczęła. Nie wiemy jeszcze, jaka będzie?  Prognozy synoptyków, jak widać są bardzo wątpliwe. Mamy jednak po raz pierwszy w dziejach możliwość śledzenia zmian klimatycznych w okresie wzmożonego wulkanizmu, badania zanieczyszczeń stratosfery i mezosfery. Są one prowadzone i mam nadzieję, że wreszcie znajdą potwierdzenie teorie Benjamina Franklina, oraz moje hipotezy. Budowane przecież na bardzo wątłych przesłankach, moim zdaniem jednak, znacznie bardziej stabilnych, prawdopodobnych, niż hipotezy dotyczące CO2, obalenie których doprowadzi wreszcie do konstruktywnych działań w zakresie dostosowywania się człowieka do zmian klimatycznych, a zwłaszcza do zniesienia bezsensownych kar klimatycznych, które służą tylko nabijaniu pieniędzmi kieszeni różnych spekulantów.

                                                                  Piotr Kotlarz

Obraz wyróżniający: Śnieg pogoda prognoza samochód/ Shutterstock

https://www.e-bookowo.pl/self-publishing/klimat-a-wulkany.html