Sopečné erupce obvykle ovlivňují zemi a oceány. Výjimečně však mohou dosáhnout i do mnohem vyšších vrstev, měnícím tím samotnou atmosféru.
Když k tomu dojde, dochází k posunu teplot, změnám v chemii vzduchu a může být narušena globální cirkulace vzduchu.
V lednu 2022 došlo k jedné takové události. Podmořská erupce v Tichém oceánu vypustila materiál do atmosférických vrstev, které jsou pro sopky obvykle nedosažitelné, což vyvolalo efekty, jejichž měření pokračuje i několik let po incidentu.
Nová mezinárodní zpráva nyní objasňuje, proč byla erupce sopky Hunga Tonga-Hunga Haʻapai jedinečná mezi moderními sopečnými událostmi a jak přetvořila pohled vědců na to, jak mohou sopky ovlivňovat klima Země.
Detaily erupce Hunga Tonga-Hunga Haʻapai
Sopka Hunga erupovala z mělkého oceánského místa v tropickém Tichém oceánu v lednu 2022. Výbuch vynesl materiál daleko výše než většina sopečných událostí.
Saturnové nahrávky ukazují, že oblaka stoupala těsně k okraji vesmíru a dosahovala vrstev, které dosud nebyly měřeny u podmořské erupce.
Vědci využili satelity, meteorologické balony, údaje z letadel a pozemní stanice k sledování plynů, částic a změn teploty. Globální chemicko-klimatické modely pomohly otestovat, jak se sopečný materiál šířil vzduchem v průběhu času.
Erupce Hunga, která nastala pod vodou, vedla k reakci magmatu se slanou vodou. Tato interakce způsobila velmi násilnou explozi, která rozdrobila magma na malé částice a vyhnala velké množství vodní páry vysoko do atmosféry.
Podle hodnocení se množství stratosférické vodní páry po erupci zvýšilo o přibližně 10 procent.
Většina této vlhkosti zůstává v horních vrstvách atmosféry i v roce 2025. Žádná dřívější erupce neprokázala tak velký a dlouhotrvající nárůst.
„Erupce Hunga byla jedinečná, vůbec jsme nic podobného našich satelitů dosud nezaznamenali,“ uvedla Dr. Yunqian Zhu, vedoucí vědecký pracovník na Univerzitě v Coloradu Boulder.
„Erupce ukázala, jak erupce bohaté na vodu mohou ovlivnit stratosféru, a jak důležitá je globální spolupráce při monitorování a porozumění takovým vzácným událostem.“
Vliv erupce Hunga na klima
Velké sopečné erupce často oteplují horní atmosféru, protože tmavé částice absorbují sluneční záření. Hunga však produkovala jiný výsledek. Dodatečná vodní pára uvolnila teplo do prostoru a způsobila místo toho ochlazení.
Měření ukazují na ochlazení o přibližně 0,5 až 1 °C v širokých oblastech stratosféry. Ochlazení se dostalo i do vyšších vrstev několik měsíců poté, což kontrastuje s erupcemi, jako byla erupce Mount Pinatubo v roce 1991.
„Důvodem této zprávy je, že velké sopečné erupce mohou mít významný dopad na klima a vrstvu ozónu,“ uvedl Dr. Graham Mann z Fakultní školy Země a životního prostředí na Univerzitě v Leedsu.
„Například erupce Pinatubo v roce 1991 způsobila dvouletý globální chladící efekt přibližně o 0,25 až 0,5 °C.“
Oxid siřičitý často řídí klimatické efekty vulkánů tím, že vytváří reflexní síranové částice. Hunga uvolnila velké množství síry z magmatu, ale mořská voda většinu této síry zadržela před tím, než se dostala do atmosféry.
Pouze malá část se dostala do stratosféry. Rychlé chemické reakce přesto vytvořily síranové částice, avšak celkové množství zůstalo daleko nižší než úrovně Pinatubo.
Modely ukazují rychlý růst částic díky hojnosti vodní páry, následovaný pomalým usazováním do nižších vrstev atmosféry.
„Klíčovým ukazatelem dopadu vulkán-klima je množství síry, které erupce uvolní do stratosféry, což určuje, kolik slunečního světla následná vrstva sopečných síranových aerosolů odrazí zpět do prostoru,“ řekl Dr. Mann.
Přes dramatické změny v horní atmosféře ukazovaly povrchové teploty malou reakci. Ochlazení blízko zemského povrchu dosáhlo pouze přibližně 0,05 °C, což je změna příliš malá na to, aby byla odlišná od přírodních klimatických variací.
Profesor Amanda Maycock z Priestley Centre for Climate Futures a Fakulty školy Země a životního prostředí v Leedsu přezkoumala klimatické dopady pro zprávu.
„Zpráva ukazuje, že ačkoliv vodní pára je skleníkový plyn, Hunga měla celkově ochlazující efekt a nezpůsobila rekordní úroveň globálního oteplování, které bylo pozorováno v letech 2023 a 2024,“ dodala.
„Toto je velmi důležitý závěr, jelikož porozumění tomu, co způsobilo nedávný nárůst globálního oteplování, je prioritou pro klimatologickou komunitu.“
Dodatečná vodní pára změnila chemické reakce v horních vrstvách vzduchu. Krátkodobé snížení ozónu nastalo ve částech jižní hemisféry, převážně řízené změnami v pohybu vzduchu spíše než chemickou destrukcí. Ztráta ozónu na Antarktidě zůstala v normálních hladinách.
„Emise vodní páry z erupce Hunga také znamená, že paměť erupce zůstane mnohem déle než u běžné erupce bohaté na síru,“ uvedl Dr. Sandip Dhomse z Univerzity v Leedsu a Britského národního centra pro atmosférickou vědu.
Profesor Martyn Chipperfield z Fakulty školy Země a životního prostředí dodal, že klimatické modely pomohly oddělit sopečné účinky od lidského vlivu. Taková práce podporuje mezinárodní úsilí v rámci Montrealského protokolu na ochranu obnovy ozónu.
Společně výsledky z Hunga ukazují, jak vzácná podmořská erupce změnila způsob, jakým vědci chápou atmosféru, a proč je globální spolupráce důležitá v oblastech klimatického výzkumu.
Tato studie byla publikována v časopise Forschungzentrum Jülich.
