Le eruzioni vulcaniche sono note sia per i loro spettacolari fenomeni visivi, caratterizzati da colate di lava incandescente, sia per gli effetti devastanti che possono avere sull’ambiente e sulle comunità che vivono nelle vicinanze. Tuttavia, le loro conseguenze possono estendersi su scala globale. Le eruzioni esplosive immettono enormi quantità di anidride solforosa nell’alta atmosfera (stratosfera), dove il gas reagisce con il vapore acqueo e l’ossigeno formando minuscole goccioline di aerosol di acido solforico. Tali goccioline disperdono e riflettono la radiazione solare in arrivo, rimandandola nello spazio; in questo modo, riducono l’energia termica che raggiunge la superficie terrestre, contribuendo a mantenere il pianeta più freddo per mesi o addirittura anni.
Un celebre esempio è l’eruzione del vulcano Tambora, in Indonesia, avvenuta nel 1815, che portò al cosiddetto “anno senza estate” nel 1816. Ora una nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Geophysical Research Letters, ha esaminato se la posizione di un vulcano influisca sull’entità del raffreddamento riscontrato nell’emisfero settentrionale.
Un enigma legato al raffreddamento
Il Dottor Zachary McGraw, della Columbia University, insieme ai suoi colleghi, riferisce che studi precedenti avevano indicato come le eruzioni vulcaniche avvenute alle medie latitudini – tra i 30° e i 70° (le cosiddette zone extratropicali) – producessero un raffreddamento maggiore rispetto a eruzioni di analoga intensità verificatesi ai tropici. Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno utilizzato un modello climatico della NASA, simulando la differenza tra eruzioni tropicali ed extratropicali che immettevano quantità variabili di composti solforati, considerando sia scenari estivi che invernali.
Il team, tuttavia, non ha riscontrato prove evidenti di un raffreddamento più marcato nell’emisfero settentrionale in base alla posizione del vulcano: nel caso di un’eruzione extratropicale, il raffreddamento è risultato al massimo doppio rispetto a quello di un’eruzione tropicale, ben lontano dal fattore 7,5 emerso in studi precedenti. Hanno rilevato che le eruzioni extratropicali potrebbero determinare un raffreddamento più intenso, poiché gli aerosol microscopici si concentrano esclusivamente nell’emisfero settentrionale; al contrario, nel caso delle eruzioni tropicali, i venti distribuiscono gli aerosol in entrambi gli emisferi, rendendo più uniforme l’effetto di raffreddamento dovuto alla riflessione della radiazione solare. Secondo gli studiosi, questo è l’unico meccanismo in grado di generare un raffreddamento maggiore nelle regioni extratropicali; non è noto alcun altro processo capace di amplificare il raffreddamento fino a 7,5 volte.
Lo studio su epoche remote
Per verificare questa ipotesi in un contesto reale, McGraw e il suo team l’hanno confrontata con i dati climatici del passato, analizzando come le eruzioni tropicali ed extratropicali abbiano influenzato il clima in epoche remote. Uno degli indicatori utilizzati, definiti “proxy” paleoclimatici, è costituito dagli anelli di accrescimento degli alberi: questi possono risultare più ampi durante le stagioni umide o calde, e più stretti negli anni caratterizzati da condizioni secche o fredde, che sottopongono gli alberi a un maggiore stress ambientale.
I ricercatori hanno quindi esaminato i dati ricavati dagli anelli degli alberi in relazione a eruzioni extratropicali documentate storicamente: quella del 1783 d.C. in Islanda, quella del 536 d.C. avvenuta a latitudini intermedie e quella del 43 a.C. in Alaska. Data la scarsità di eruzioni extratropicali in epoca moderna, hanno inoltre effettuato simulazioni di 100.000 eventi analoghi e dei conseguenti periodi di raffreddamento. Questi risultati sono stati confrontati con quelli relativi a numerose eruzioni tropicali avvenute dopo il 750 d.C., al fine di individuare le dinamiche climatiche successive a un’eruzione e verificare se i modelli siano in grado di rappresentare accuratamente i fenomeni osservati nei documenti storici.
I risultati
Dall’analisi è emerso che, nell’emisfero settentrionale, il raffreddamento coincide più frequentemente con le eruzioni tropicali; le eruzioni extratropicali sono invece relativamente più rare e, di conseguenza, esercitano un’influenza minore sulle temperature in quest’area. È stato inoltre osservato che, nel caso delle eruzioni extratropicali, gli aerosol hanno una permanenza nell’atmosfera più breve (spesso fino a nove mesi) rispetto a quelli generati dalle eruzioni tropicali (fino a tre anni). Tale differenza è stata attribuita a diversi fattori: il rilascio di gas solforosi a quote inferiori, la rimozione degli aerosol tramite pioggia e neve – favorite da climi più umidi e freddi – e il trasporto degli aerosol dalle latitudini intermedie verso i poli.
Il quadro generale
Mettere in discussione l’effetto di raffreddamento delle eruzioni extratropicali aiuta gli scienziati a esaminare gli impatti temporanei di tali eventi, distinguendoli dalle tendenze climatiche a lungo termine determinate da altri fattori, come le emissioni di gas serra di origine antropica. Questo studio riveste un’importanza cruciale per la comprensione dei rischi che la società deve affrontare. Dato che le eruzioni tropicali rimangono il principale motore del raffreddamento nell’emisfero settentrionale, gli scienziati possono avvalersi di queste conoscenze per modellare la distribuzione degli aerosol su scala planetaria, valutare le possibili ripercussioni sulla produzione agricola e sulla sicurezza alimentare globale – inclusi i rischi di conflitti per le risorse che potrebbero generare instabilità geopolitica – e definire strategie efficaci per affrontare i rischi climatici.