Вулкан ударил почти в космос: извержение, которое охладило атмосферу вопреки ожиданиям

Вулканические извержения редко выходят за пределы земной поверхности, но иногда их последствия затрагивают всю планету. В январе 2022 года подводный вулкан Хунга Тонга-Хунга Хаапай нарушил привычные представления о силе таких событий. Его выбросы достигли высот, близких к космосу, и привели к необычным изменениям в атмосфере. Об этом сообщает Earth.

Фото: Designed by Freepik by freepik, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Извержение вулкана стихийного бедствия

Когда извержение выходит за пределы атмосферы

Вулкан Хунга расположен в мелководной части Тихого океана в тропической зоне. Во время серии взрывов в январе 2022 года он выбросил гигантский шлейф газа и частиц на высоты, ранее не зафиксированные для подводных извержений. Спутниковые наблюдения показали, что столб достиг верхних слоёв атмосферы, почти у границы космического пространства — зоны, где процессы уже сопоставимы с теми, что изучаются в контексте космических миссий и атмосферы планет.

Для анализа последствий учёные использовали данные спутников, метеозондов, самолётов и наземных станций. Климатические модели позволили проследить, как вулканические выбросы распространялись по планете и как меняли температуру и химический состав воздуха.

Почему Хунга оказалась столь взрывной

Ключевая особенность извержения заключалась в его подводной природе. Магма вступала в контакт с морской водой, что усиливало взрыв и дробило расплав на мельчайшие частицы. Вместе с ними в атмосферу было выброшено огромное количество водяного пара.

По оценкам исследователей, содержание водяного пара в стратосфере после извержения выросло примерно на 10%. Значительная часть этой влаги сохраняется в верхних слоях атмосферы даже спустя несколько лет, что делает Хунга уникальным случаем в современной истории наблюдений.

"Извержение Хунга было непохоже ни на одно событие, которое ранее фиксировали спутники", — отметил старший научный сотрудник Университета Колорадо в Боулдере Юньцянь Чжу.

Неожиданный эффект охлаждения

Обычно крупные вулканические извержения приводят к нагреву верхних слоёв атмосферы за счёт поглощения солнечного излучения частицами пепла и аэрозолей. Однако в случае Хунга всё произошло иначе. Избыточный водяной пар способствовал более активному излучению тепла в космос, что привело к охлаждению.

Измерения показали снижение температуры в стратосфере на 0,5-1 °C в обширных регионах. Через несколько месяцев эффект распространился и на более высокие слои. Это резко контрастирует с извержением Пинатубо в 1991 году, которое вызвало заметное глобальное похолодание у поверхности Земли.

"Крупные извержения способны серьёзно влиять на климат и озоновый слой", — подчеркнул Грэм Манн из Университета Лидса.

Почему серы оказалось меньше

Хотя магма Хунга содержала значительное количество серы, большая её часть была поглощена морской водой. В стратосферу попало лишь ограниченное количество диоксида серы, что привело к образованию сравнительно тонкого слоя сульфатных частиц.

Моделирование показало быстрый рост аэрозолей на фоне высокой влажности, а затем их постепенное оседание. В результате влияние серы на климат оказалось слабее, чем при классических мощных извержениях, хорошо известных по исследованиям атмосферных процессов и климата.

Температура у поверхности почти не изменилась

Несмотря на серьёзные процессы в верхних слоях атмосферы, влияние на климат у поверхности Земли оказалось минимальным. Среднее охлаждение составило около 0,05 °C — величину, сопоставимую с естественными колебаниями.

"Хотя водяной пар является парниковым газом, извержение Хунга в целом дало охлаждающий эффект и не стало причиной рекордного потепления 2023-2024 годов", — пояснила профессор Аманда Мэйкок из Университета Лидса.

Влияние на озоновый слой

Дополнительная влага изменила химические процессы в атмосфере. В некоторых районах Южного полушария зафиксировали кратковременное снижение концентрации озона, связанное в основном с изменением циркуляции воздуха. Потери озона над Антарктидой остались в пределах нормы.

Учёные подчёркивают, что "память" об извержении Хунга сохранится дольше обычного именно из-за водяного пара, а не серы. Это даёт редкую возможность изучить долгосрочные эффекты подобных событий.

Сравнение: Хунга и классические извержения

Извержение Хунга показало, что подводные вулканы могут влиять на климат иначе, чем наземные. Пинатубо охладил планету за счёт серных аэрозолей, тогда как Хунга изменил тепловой баланс через влагу. Эти различия заставляют пересмотреть существующие климатические модели.