فورانهای عظیم آتشفشانی باستانی شاید زمین را برای قرنها سرد کرده باشند
پژوهشی تازه نشان میدهد برخی از بزرگترین فورانهای آتشفشانی تاریخ نهتنها برای یکی دو سال، بلکه ممکن است زمین را برای دههها تا قرنها وارد دورههای سرد و ناپایدار کرده باشند. به گزارش آذرنگارنده، این مطالعه که با حمایت «بنیاد ملی علوم سوئیس» انجام شده، میگوید فورانهای عظیم آتشفشانی در دوران هولوسن احتمالاً نقش […]
پژوهشی تازه نشان میدهد برخی از بزرگترین فورانهای آتشفشانی تاریخ نهتنها برای یکی دو سال، بلکه ممکن است زمین را برای دههها تا قرنها وارد دورههای سرد و ناپایدار کرده باشند.
به گزارش آذرنگارنده، این مطالعه که با حمایت «بنیاد ملی علوم سوئیس» انجام شده، میگوید فورانهای عظیم آتشفشانی در دوران هولوسن احتمالاً نقش مهمی در ایجاد دورههای طولانی سرمایش داشتهاند؛ دورههایی که در آنها دما کاهش یافته، الگوهای بارش تغییر کرده، اکوسیستمها دگرگون شده و یخچالهای کوهستانی پیشروی کردهاند.
معمای قدیمی اقلیم هولوسن
هولوسن، دوره نسبتاً گرم و پایدار زمین که حدود ۱۱ هزار و ۷۰۰ سال پیش آغاز شد، همواره بهعنوان عصری آرام در تاریخ اقلیم شناخته میشد. اما این پایداری بارها با اختلالهای شدید همراه بوده است. پژوهشگران تاکنون حدود ۲۲ دوره مهم سرمایش را شناسایی کردهاند که در آنها دما افت کرده و یخچالها گسترش یافتهاند.
«آلیس پین»، پژوهشگر پسادکتری مورد حمایت SNSF در دانشگاه بازل، میگوید:
«تا امروز توضیح قانعکنندهای برای این پدیده وجود نداشت. همیشه به نظر میرسید چیزی کم است.»
پژوهشهای قبلی عوامل مختلفی مانند تغییر فعالیت خورشید، اختلال در گردش اقیانوسی و ورود حجم بزرگی از کوههای یخی به اقیانوس اطلس شمالی را مطرح کرده بودند. اما این تیم بینالمللی بررسی کرد که آیا فورانهای انفجاری آتشفشانی میتوانند عامل آغازگر این سردشدنها بوده باشند یا نه.
۵۱ فوران بزرگ در ۱۲ هزار سال گذشته
پژوهشگران دادههای مربوط به ۵۱ فوران بزرگ در دوران هولوسن، در مناطق شمال ۲۰ درجه عرض جنوبی را گردآوری کردند. بسیاری از این فورانها در کمربند آتشفشانی معروف حلقه آتش اقیانوس آرام رخ دادهاند؛ ناحیهای که به دلیل حرکت و برخورد صفحات تکتونیکی، مستعد فورانهای بسیار انفجاری است.
بازسازی فورانهای هزاران سال پیش کار آسانی نیست، زیرا فرسایش، فورانهای بعدی و تغییرات زمینشناختی میتوانند شواهد را از بین ببرند. به همین دلیل، پژوهشگران از ترکیب چند منبع استفاده کردند:
- رسوبات آتشفشانی
- سولفات باقیمانده در هستههای یخی گرینلند و قطب جنوب
- تاریخگذاری پرتوزای سنگهای آتشفشانی
- مواد آلی مدفون در لایههای خاکستر
سپس این دادهها را با ۲۲ دوره رشد عمده یخچالها در ۱۷ منطقه مقایسه کردند؛ دورههایی که عمدتاً با بقایای مورینها یا همان تلسنگهای برجایمانده از پیشروی یخچالها شناسایی شدهاند.
ارتباطی بسیار قوی میان فورانها و رشد یخچالها
نتایج شگفتانگیز بود:
تنها ۴ مورد از ۲۲ پیشروی یخچالی با فوران شناختهشدهای همزمان نبودند. یعنی بیش از ۸۰ درصد آنها با دستکم یک فوران بزرگ همپوشانی داشتند.
این ارتباط برای فورانهای بسیار بزرگتر حتی قویتر بود. تقریباً تمام فورانهای هولوسن با بزرگی ۷ یا بیشتر همزمان با پیشروی یخچالها رخ دادهاند. برای حدود ۷۲ درصد از این فورانها، شواهد پیشروی یخچالها در هر دو نیمکره زمین دیده شده است.
برای اطمینان از اینکه این همزمانی تصادفی نیست، پژوهشگران ۱۰ میلیون مجموعه تصادفی از تاریخ فورانها را شبیهسازی کردند. نتیجه نشان داد که این ارتباط در سطح اطمینان ۹۹ درصد معنادار است.
پین میگوید:
«با ترکیب نتایج تحلیل آماری و بازسازیهای اقلیم باستانی، مطمئن هستیم که این همزمانی تصادفی نیست. مهمتر اینکه این تحلیل، همه یافتههای موجود درباره این سازوکارها را نیز با هم سازگار میکند.»
چگونه گوگرد آتشفشانی زمین را سرد میکند؟
پژوهشگران توضیح میدهند که روند سردسازی از زمانی آغاز میشود که فوران، مقادیر زیادی گوگرد را به ارتفاعات بالای جو میفرستد. این گوگرد به ذرات ریز آئروسل تبدیل میشود و بخشی از نور خورشید را به فضا بازمیتاباند؛ در نتیجه، سطح زمین بهسرعت سرد میشود.
در نگاه عمومی، خاکستر آتشفشانی عامل اصلی سرمایش تصور میشود، اما خاکستر معمولاً سریع از جو خارج میشود. در مقابل، آئروسلهای سولفاتی مهمترند، زیرا گستردهتر پخش میشوند و مدت بیشتری در لایههای بالایی جو باقی میمانند.
اما همه فورانهای بزرگ اثر اقلیمی یکسانی ندارند. شدت اثر به عواملی مانند موقعیت فوران، مقدار گوگرد آزادشده، ارتفاع ستون فوران و وضعیت اقلیم در آن زمان بستگی دارد. گاهی یک فوران بسیار بزرگ، اگر گوگردش پیش از رسیدن به لایههای بالایی جو حذف شود، اثر محدودی دارد؛ در مقابل، یک فوران کوچکتر اما غنی از گوگرد میتواند سرمایش قابلتوجهی ایجاد کند.
نمونههای تاریخی و اثر دومینویی سرمایش
برخی فورانهای هولوسن مقادیر فوقالعادهای گوگرد آزاد کردهاند. بهگفته پژوهشگران، فوران سامالاس در سال ۱۲۵۷، فوران K-Ah در ژاپن امروزی، و فورانی که دریاچه کوریل در روسیه را شکل داده، هرکدام بیش از دو برابر فوران کوه تامبورا در سال ۱۸۱۵ گوگرد وارد جو کردهاند.
این موج اولیه گوگرد میتواند آنقدر زمین را سرد کند که تغییرات آهستهتری را به حرکت درآورد. با کاهش دما در نیمکره شمالی، یخ دریای قطب شمال گسترش مییابد. از آنجا که یخ روشنتر از آب تیره اقیانوس است، نور خورشید را بیشتر بازتاب میدهد و سرمایش را تشدید میکند. یخ همچنین تبادل گرما و رطوبت میان اقیانوس و جو را محدود میکند و چرخه اقلیمی را بیشتر بر هم میزند.
گسترش یخ دریا در نهایت میتواند گردش آبهای اقیانوس اطلس شمالی را تغییر دهد و میزان گرمای منتقلشده به شمال را کاهش دهد. همزمان، کمربند بارشی مناطق گرمسیری ممکن است به سمت جنوب جابهجا شود؛ در نتیجه، الگوهای بارش در مناطق وسیعی تغییر میکنند و شرایط سردتر و خشکتر در بخش بزرگی از نیمکره شمالی گسترش مییابد.
پین میگوید:
«همه این اثرها یکدیگر را تقویت میکنند؛ مثل یک اثر دومینویی است.»
چرا اثر فورانها قرنها باقی میماند؟
اختلال اولیه ناشی از فوران شاید فقط چند سال طول بکشد، اما اقیانوس و یخ دریا بسیار کندتر واکنش نشان میدهند. وقتی این سامانهها به حالت تازهای رانده شوند، میتوانند سرمایش را برای دههها یا حتی قرنها حفظ کنند. در این مدت، یخچالها زمان کافی برای رشد پیدا میکنند، بهویژه در کوهستانهای بلند مانند آلپ.
این مکانیسم با اثر فوران تامبورا تفاوت دارد. پس از فوران تامبورا در اندونزی، سال ۱۸۱۶ به «سال بدون تابستان» معروف شد. دما در برخی مناطق چند درجه کاهش یافت، محصولات کشاورزی از بین رفت و کمبود غذا در بخشهایی از جهان گسترش یافت. اما شدیدترین اثرات با پاک شدن ذرات آتشفشانی از جو، نسبتاً زود فروکش کرد.
آیا چنین رویدادی در اقلیم امروز هم ممکن است؟
این مطالعه نشان میدهد که یک فوران عظیم میتواند بیش از یک شوک کوتاهمدت دمایی ایجاد کند؛ میتواند بازخوردهای کندتری را فعال کند که مدتها پس از صاف شدن آسمان، اقلیم را تغییر میدهند.
با این حال، اینکه این بازخوردها در دنیای امروزی که بسیار گرمتر شده، دقیقاً چگونه عمل میکنند، هنوز روشن نیست.
پین در اینباره میگوید:
«برای رویدادهایی که ما بررسی کردیم، اقلیم، بهاصطلاح، در حالت طبیعی خود بود. اما فعالیت انسانی اکنون جو را تغییر داده و زمین را گرمتر کرده است؛ شرایطی که مشابهی در رکورد هولوسن ندارد.»
به گفته برخی پژوهشگران، اقلیمِ بهسرعت در حال تغییر ممکن است در برابر اختلالهای ناگهانی آسیبپذیرتر باشد. در مقابل، عدهای دیگر معتقدند حتی یک فوران عظیم هم فقط میتواند وقفهای موقت در روند بلندمدت گرمایش ناشی از گازهای گلخانهای ایجاد کند.
این پژوهش با عنوان «شواهدی از تأثیر آتشفشانی بر رویدادهای سرد هولوسن» در تاریخ ۲۸ مه ۲۰۲۶ در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
شناسه DOI: ۱۰.۱۰۳۸/s41467-026-73492-4