Plyny a prachové částice uvolněné do atmosféry během sopečných erupcí mohou ovlivňovat klima i v globálním měřítku, protože plyny, prach a popel se erupcí dostávají do stratosféry a cirkulují.
Plyny a prachové částice uvolněné do atmosféry během sopečných erupcí mohou ovlivňovat klima i v globálním měřítku, protože plyny, prach a popel se erupcí dostávají do stratosféry a cirkulují.
Na celém světě existuje přibližně 1 500 potenciálně aktivních sopek. Většina z nich se soustřeďuje kolem Tichého oceánu, kde tvoří tzv. tichomořský ohnivý kruh, podkovovitý pás o rozloze přibližně 40 000 km, v němž se nachází 75 % aktivních sopek. V Evropě představují Island spolu s Itálií centra aktivních sopek a v posledních letech je jejich aktivita stále výraznější. Nedávno erupce na jihu Islandu vedla k evakuaci všech obyvatel Grindaviku a k životu se minulý týden opět probrala Etna na Sicílii.
Během sopečných erupcí se do stratosféry (vrstva atmosféry ve výšce 10–50 km) uvolňuje obrovské množství sopečných plynů, aerosolů a popela. Větší částice popela mají krátkodobý vliv na klima, protože většina z nich spadne z atmosféry během několika hodin nebo dnů po erupci a usadí se na zemi. Popel nebo sopečný prach uvolněný do atmosféry pohlcuje sluneční záření a způsobuje dočasné ochlazení.
Malé částice popela mohou v nízké vrstvě atmosféry (troposféře) vytvořit mrak, který na určitou dobu zastíní a ochladí oblast pod sebou. Nejmenší částice prachu však pronikají do stratosféry a jsou schopny urazit velmi velké vzdálenosti. Tyto malé částice jsou tak lehké, že mohou ve stratosféře setrvat celé měsíce, blokovat sluneční světlo a způsobovat ochlazení. Mraky sopečného popela se mohou šířit na velkých plochách, měnit denní světlo v tmu a výrazně snižovat viditelnost, často jsou doprovázené hromy a blesky.
V extrémních případech mohou sopečné mraky způsobit „sopečné zimy“. Příkladem je erupce sopky Mount Tambora v Indonésii v roce 1815, která byla největší erupcí v historii měření. Tehdy průměrná globální teplota klesla až o 3 °C, což po dobu tří let způsobilo extrémní povětrnostní podmínky po celém světě. V důsledku sopečného popela uvolněného při erupci sopky Tambora zažily Severní Amerika a Evropa v následujícím roce 1816 „rok bez léta“, který byl poznamenán špatnými úrodami, hladomorem a nemocemi. Nedávný výbuch Etny podle vulkanologa Aleše Špičáka počasí tímto způsobem nemůže ovlivnit.
Po uvolnění do atmosféry se sirné emise přemění na sulfátové aerosoly, které mohou v atmosféře vydržet několik měsíců až jeden rok. Tyto aerosoly mají schopnost odrážet sluneční záření, čímž snižují jeho množství dopadajícího na zemský povrch, ovlivňují tvorbu ozonu a snižují průměrnou globální teplotu na zemském povrchu.
Pokud vulkanické plyny, jako je oxid siřičitý, mohou způsobit globální ochlazení, oxid uhličitý, skleníkový plyn, má potenciál podporovat globální oteplování. To vedlo k globálnímu oteplování v dávných obdobích historie Země, kdy sopky vypouštěly velké množství skleníkových plynů.
V průběhu minulého století způsobily sopečné erupce pokles průměrné teploty na zemském povrchu až o 0,5 °C po dobu 1–3 let. Dobrým příkladem je erupce sopky Mount Pinatubo 15. června 1991, jedna z největších erupcí 20. století. Do stratosféry vyvrhla oblak sírového dioxidu známý jako Pinatubský oblak, největší oblak tohoto druhu, jaký byl od začátku satelitních pozorování ve stratosféře zaznamenán. V důsledku toho měla erupce významný dopad na klima a ochladila povrch Země na tři roky po erupci.
Zatímco oxid siřičitý uvolněný při současných sopečných erupcích někdy způsobil znatelné ochlazení spodní atmosféry, oxid uhličitý uvolněný při sopečných erupcích nikdy nezpůsobil znatelné oteplení atmosféry. V roce 2010 byly lidské činnosti zodpovědné za přibližně 35 gigatun emisí CO2. Studie a měření globálních emisí oxidu uhličitého ukazují, že sopky uvolňují méně než 1 % oxidu uhličitého, který je v současné době uvolňován lidskou činností.
Velmi silné sopečné erupce však mohou do atmosféry vypustit značné množství CO2. Například erupce sopky Mount St. Helens v roce 1980 uvolnila přibližně 10 milionů tun CO2 za pouhých 9 hodin. Větší korporaci dnes stačí na takové množství pouze 2,5 hodiny. Zatímco velké výbušné erupce, jako je tato, jsou vzácné a globálně se vyskytují jednou za několik let, antropogenní emise jsou nepřetržité a každým rokem rostou. Takže o vlivu sopečné aktivity na oteplování se nedá hovořit.
Vědci pečlivě sledují sopky, zejména ty, které se nacházejí v blízkosti obydlených oblastí. Sopky signalizují blížící se erupci. Mezi varovné signály patří malé zemětřesení, vyboulení boků sopky a zvýšené emise plynů. Žádný z těchto znaků nemusí nutně znamenat, že erupce je bezprostřední, ale mohou vědcům pomoci posoudit stav sopky, když se hromadí magma. Je však nemožné přesně určit, kdy nebo zda sopka vybuchne.
Dopad a sílu sopečných erupcí lze rekonstruovat pomocí historických dokumentů pokrývajících několik stovek let nebo pomocí přírodních archivů, jako jsou letokruhy stromů, ledová jádra či mořské a jezerní sedimenty. Podrobnou chemickou analýzou ledového jádra dlouhého 3 400 metrů odebraného z Antarktidy byla sestavena historie velkých sopečných erupcí za posledních 11 000 let. Byly nalezeny stopy 426 sopečných erupcí, které se odehrály jak na severní, tak na jižní polokouli. Dle analýz předcházely mimořádně chladným létům v Evropě (a dalších regionech) v letech 1816, 1601, 1453, 1109, 574 a 541 právě velké sopečné erupce.
Mezi nejničivější sopečné erupce v Evropě s devastujícími důsledky pro společnost a životní prostředí patří erupce sopky Etna, která má jeden z nejdelších záznamů sopečné činnosti na světě. I dnes zůstává jednou z nejaktivnějších sopek. Historické záznamy o činnosti sopky Etna sahají až do roku 1500 př. n. l. Erupce v roce 1169 si vyžádala 15 000 životů; o pět století později až 20 000 životů.
Vesuv, stratovulkán charakteristický výbušnými erupcemi, který se nachází východně od města Neapol v Itálii, je známý především díky erupci v roce 79 n. l., která pokryla popelem a kamením římská města Pompeje a Herculaneum a usmrtila přibližně 16 000 lidí. V současné době patří Vesuv mezi nejnebezpečnější sopky na světě, protože v jeho blízkosti žije přibližně 3 miliony lidí.
14. dubna 2010 vybuchl islandský vulkán Eyjafjallajökull podruhé za dva měsíce po 200 letech spánku. Erupce způsobila sloup popela, který se dostal do stratosféry, a oblak, který byl větrem odnesen do severní a západní Evropy. Oblak narušil leteckou dopravu a způsobil obchodní stopstav v Evropě.
Sopky, které jsou v současnosti ve světě aktivní jsou na https://volcano.si.edu/gvp_currenteruptions.cfm. V Evropě jsou tedy nejaktivnějšími vulkány Etna, Stromboli, Reykjanes na Islandu, často se také mluví o "supervulkánu" Campi Flegrei.
V budoucnu můžeme očekávat sopečné erupce v oblastech, kde jsou sopky aktivní, ale i v oblastech, kde jsou neaktivní. Stratovulkány jsou považovány za nejnebezpečnější, protože jejich erupce mohou nastat bez varování, jsou výbušné a uvolňují obrovské množství materiálu, včetně pyroklastických proudů (rychlé proudy horkých plynů a vulkanického materiálu). Existují různé náznaky ukazující na zvýšenou sopečnou činnost, jako je zvýšená frekvence zemětřesení, emise par a plynů nebo tvorba nových otvorů v zemské kůře. I s pomocí pokročilých technologií však zůstává přesné odhadnutí síly erupce složité.
Co jsou sopky a jak mohou rozsáhlé sopečné erupce ovlivnit klima?
Sopečná činnost vytvořila více než 80 % povrchu Země. Sopka může být popsána jako otvor v zemské kůře, kterým na povrch vystupuje roztavená hornina, horké plyny a další materiály. Uvnitř aktivního vulkánu se nachází komora, ve které se hromadí roztavená hornina zvaná magma. Tlak uvnitř magmatické komory způsobuje pohyb magmatu kanály ve skále, až se dostane na povrch. Jakmile se magma dostane na povrch, nazývá se láva.
Některé sopečné erupce jsou značně výbušné, jiné se projevují jako pomalý tok lávy. Erupce mohou probíhat hlavním otvorem na vrcholu sopky nebo otvory, které se tvoří na okrajích sopky. Rytmus a intenzita erupcí, stejně jako složení magmy, určují tvar sopky.
Sopky se vyskytují jak na souši, tak na dně oceánů. Když sopky vybuchují na dně oceánů, často vytvářejí podmořské hory a pohoří, jak se uvolněná láva ochlazuje a tuhne.