NASA Goddard Uzay Uçuşu Merkezi’nden Lori Glaze, yaklaşık 30 yıldır volkanların iklim değişikliği üzerindeki etkilerini anlamaya çalıştıklarını belirtiyor. “ 1980 yılında Saint Hellens dağında (Washington eyaleti) meydana gelen patlama ve 1982 yılındaki El Chichon (Meksika) patlaması yaklaşık olarak aynı büyüklükteki patlamalardı. Saint Hellens dağı patlamasının iklim üzerinde oldukça büyük bir etkisi olmamasına rağmen El Chichon olayından sonra birkaç yıl boyunca küresel bir soğuma etkisi hissedildi. Bunun neden olduğunu anlayamamıştık. Fakat bu olay daha derinden incelendiği zaman El Chichon patlamasının Saint Hellens patlamasından daha fazla sülfür içerdiği anlaşıldı.”
El Chichon ve Pinatubo patlamaları, gazları stratosferin derinliklerine doğru iletmek için yeterince güçlüydüler ki bu da kısa süreli iklim değişikliği için bir potansiyel sağlıyordu. Glaze, volkanik duman bulutundaki gazlar stratosfere girdiği takdirde, bu tabaka durgun olduğundan dolayı, gazların orada uzun bir süre yani birkaç yıllığına kalacağını söylüyor. “ Birçok karışıklık olmasına rağmen asıl önemli olan şu ki bu gazlar stratosferde ayresol üretirler, ayresoller güneş ışınımını dağıtırlar ve bu da stratosfer ısınırken yeryüzünde net bir soğumaya neden olur. Volkanik duman bulutundaki gazlar, özellikle sülfür dioksit (SO2) ve hidrojen sülfit (H2S), stratosferde reaksiyona girerek sülfürik asit (H2SO4) tabakası oluştururlar. Ve bu tabaka güneşten gelen kızılötesi ışınları dağıtır.”
Bazalt seli patlaması olayı ise çarpıcı bir şekilde meydana gelmemesine rağmen daha fazla miktarda gaz ve lav püskürmesinden dolayı bu örnekleri gölgede bırakır. Pinatubo benzeri patlamalarda stratosfere tek seferde sülfür dioksit ve diğer gazlar püskürtülür fakat sonrasında volkan yüzlerce ya da binlerce yıl boyunca sakin kalır. Bazalt seli patlamasıyla birlikte bu kimyasallar devamlı olarak, yani 10, 100 belki 1000 yıl boyunca, atmosfere püskürtülür. Bu patlamalar gördüğünüz en büyük olay olmayabilir fakat sonucunda atmosfere uzun yıllar boyunca sürekli olarak kimyasal gaz salınır.
İnsanlık tarihi boyunca henüz bir bazalt seli volkan patlaması olayına rastlanılmadı – ki bu güzel bir şey olsa gerek. Glaze’ e göre bu lav akıntılarının muazzamlığı akıl almaz bir olaydır. “ Washington eyaletinin batı kesiminin büyük bir kısmı Columbia nehri bazalt seli patlamasından sonra 1.5 kilometre kalınlığında lavla kaplanmıştır.” Roza patlaması – Columbia nehri bazalt oluşumlarından bir tanesi - Glaze ve takımının analizlerinin odak noktasıdır. Roza patlaması 14.7 milyon yıl önce meydana gelmiştir ve 10-15 yıl boyunca tahmini olarak 1300 kilometre küp lav üretmiştir.
Bu bazalt seli patlamaları muazzam olmasına rağmen Pinatubo benzeri patlamalar kadar hararetli değildi. Bazalt seli patlamalarında erimiş kayalar (magma) kolayca akmıştı. Ve bu da magmanın içerisinde sıkışan gazın kolayca geri salıverilmesini sağlıyordu. Erimiş kayalar, ateş çeşmesi patlamalarına yani lavların havada yüzlerce metre yükseğe püskürtülmesine neden olurlar. Bu patlamalar yeryüzünde kilometrelerce uzunlukta fisür denilen yarıklar boyunca meydana gelirler ve neticesinde oldukça etkileyici kızgın lav perdeleri oluşur. Günümüzde bu patlamalar Hawai’de, Sicilya’daki Etna Dağı ‘nda ve birkaç yerde daha görülebilir.
Pinatubo benzeri patlamalar için güç sağlayan magma daha kalındır ve daha yavaş akar. Magmada çözülen gazlar kolay bir şekilde sızamaz, yani bu tarz püskürmelerin başlangıcında basıncın aniden ortadan kalkmasıyla patlayıcı bir püskürme meydana gelir ve çözülen gazlar birdenbire ortaya çıkar.
Bilim insanları, ateş çeşmesi püskürmelerinde ortaya çıkan gazların stratosfere ulaşıp ulaşamayacağı üzerinde çalışıyorlar. Cevap, sadece püskürmenin ne kadar güçlü olduğuna bağlı değil aynı zamanda stratosferin nerede başladığına da bağlıdır.
Atmosferin hareketli en alt tabakası (troposfer) ile durgun stratosfer tabakası arasındaki bölgeye tropopoz adı verilir. Isınan hava daha fazla genleşir ve daha yükseğe çıkabilir, bundan dolayı tropopoz, ekvator üzerinde maksimum yüksekliğe ulaşırken kutuplara doğru yavaş yavaş alçalır ve kutuplarda en alçak seviyeye ulaşır. Böylece, kutup bölgelerinin yakınlarında, yüksek enlemdeki volkanlardan çıkan ateş çeşmesi duman bulutunun stratosfere ulaşması daha olasıdır.
Zaman içerisinde atmosferin içeriği değiştikçe bu bölgenin yüksekliği de değişiklik göstermeye devam etmiştir. Örneğin, karbondioksit gazı güneşten gelen ısıyı tutar, yani atmosferde daha fazla karbondioksit gazı olması durumunda sıcaklığın daha fazla ve tropopozun daha yüksek olması beklenirdi.
Glaze’ e göre İzlanda’daki daha küçük çaplı ateş çeşmesi püskürmesi olayı, büyük ateş çeşmesi püskürmesi olaylarının iklimi değiştirip değiştiremeyeceği sorusunu yeniden gündeme getirdi. “1783 ve 1784 arasında gerçekleşen Laki püskürmesi 8 ay boyunca devamlı olarak üst troposfer ve alt stratosfere sülfür dioksit enjekte etti ve bu durum yaklaşık olarak bir yıl boyunca iklimi etkiledi.”
Bu soruya cevap vermek için Glaze ve takımı bir bilgisayar modeli geliştirip volkanik duman bulutunun ne kadar yükseğe çıkabileceğini hesapladılar. Glaze, Roza püskürmesine benzer patlamalarda ortaya çıkan kül ve gaz bulutunun stratosfere ulaşıp ulaşmayacağını hesaplamak için böyle bir model kullanılmasının bir ilk olduğunu belirtiyor.
Glaze ve takımı yaklaşık olarak 45 derece kuzey enlemindeki tropopoz yüksekliğini tahmini olarak hesaplayarak Roza püskürmesinin meydana geldiği zamandaki atmosfer içeriğini belirlediler ve böylece bu püskürmenin stratosfere ulaşabileceği sonucuna vardılar.[1]
“Yaklaşık olarak 180 km uzunluğundaki Roza fisürleri (yarık) boyunca 10-15 yılı aşkın süredir 36 patlayıcı olay meydana gelmiş ve her birisi 3-4 gün sürmüş olabilir. Her bir bölüm stratosfere günlük 62 milyon ton kadar sülfür dioksit enjekte etmiştir ki bu da aşağı yukarı 3 Pinatubo püskürmesi olayına denktir.”
Takım, kendi modellerini 1986 Izu-Oshima püskürmesine uygulayarak doğruladı. Glaze, “ Bu püskürme sonucunda duman bulutunun deniz seviyesinden maksimum 12-16 kilometreye kadar çıktığı gözlenmiştir.” diyor ve ateş çeşmesinin yüksekliğini, sıcaklığını, yarık genişliğini ve diğer karakteristik özelliklerini modele girdikten sonra maksimum duman bulutu yüksekliğini 13.1-17.4 km olarak hesaplıyor. “ Roza püskürmesindeki ateş çeşmesi yüksekliğinin Izu-Oshima püskürmesindeki kadar olduğunu varsayarsak, modelimiz, 45 derece kuzey enleminde stratosferin derinlerine doğru ilerleyen kül ve gaz bulutunun var olabileceğini gösteriyor.” “Kendi kişisel araştırmalarımda bu sonuçlardan yararlanarak Venüs ve Mars üzerindeki oldukça büyük antik yarık püskürmelerini incelemek istiyorum. Volkanik duman bulutunda su buharı ve karbon dioksit gibi başka gazlar da vardır. Bu gazlar atmosferde oldukça fazla olduğundan dolayı yeryüzüne önemli bir etkileri olmaz. Fakat su buharı, Mars ve Venüs’ün atmosferinde az miktarda bulunduğundan dolayı bu gezegenler için oldukça önemlidir.”
Venüs’ün üzeri kalın bir bulut tabakası ile kaplıdır, yani volkanik duman bulutu uzaydan görülmeyebilir. Fakat aktif volkanların atmosfer kimyasında gözle görülebilir değişiklikler yapması olasıdır.
Bu araştırma, NASA Gezegensel Jeoloji ve Jeofizik programı (NASA's Planetary Geology and Geophysics program) tarafından finanse edilmiştir.
Kaynak
[1] Lori S. Glaze, Stephen Self, Anja Schmidt, Stephen J. Hunter. Assessing eruption column height in ancient flood basalt eruptions. Earth and Planetary Science Letters, 2015; DOI: 10.1016/j.epsl.2014.07.043
Çevirmen: Ümmü Seleme Nizam