Como os vulcões contribuem para as mudanças climáticas?

Vulcões mudam o clima da Terra tanto aquecendo quanto resfriando-o. Seu efeito líquido no clima hoje é pequeno comparado ao de poluentes feitos pelo homem. Mesmo assim, a mudança climática causada em tempos pré-históricos por erupções quase constantes e, nos últimos séculos, por algumas erupções épicas, serve de alerta: ela nos ajuda a imaginar a vida na Terra se deixarmos o meio ambiente ser arruinado por nossa negligência.

Vulcões da Pré-História

O número de erupções vulcânicas registradas na história é insignificante em comparação com o que os cientistas discerniram sobre a atividade vulcânica em tempos pré-históricos.

Há cerca de 252 milhões de anos, em uma vasta faixa do que hoje é a Sibéria, vulcões entraram em erupção de forma constante ao longo de cerca de 100.000 anos. (Pode parecer muito tempo, mas, em termos geológicos, é um piscar de olhos.) 1

Os gases vulcânicos e as cinzas que o vento espalhou pelo mundo desencadearam uma cascata de mudanças climáticas. O resultado foi um colapso calamitoso da biosfera mundial que matou até 95% de todas as espécies da Terra. 23 Os geólogos referem-se a este evento como a Grande Morte .

Desastres vulcânicos durante os tempos históricos

Antes de 1815, o Monte Tambora, na ilha indonésia de Sumbawa, era considerado um vulcão extinto. Em abril daquele ano, ele explodiu — duas vezes. O Monte Tambora já teve cerca de 14.000 pés de altura. Após suas explosões, ele tinha apenas cerca de dois terços dessa altura. 4

A maior parte da vida na ilha foi erradicada. As estimativas de mortes humanas variam amplamente, dos 10.000 mortos instantaneamente, conforme relatado na  Smithsonian Magazine , aos 92.000 que o United States Geological Survey (USGS) sugere que morreram principalmente de fome depois que gases e cinzas vulcânicas arruinaram a terra e mudaram o clima. 5 Exceto por quatro pessoas sortudas,  todo o reino de Tambora (10.000 pessoas fortes)  desapareceu nas explosões . 

Com a rápida injeção de cinzas e gases na atmosfera, as monções na Ásia desenvolveram-se mais lentamente, resultando em secas que levaram à fome. 6 A seca foi seguida por inundações que alteraram a ecologia microbiana da Baía de Bengala. Isto parece ter sido o que deu origem a uma nova variante da cólera e a uma pandemia global de cólera. 7 No início do século XIX, as agências de saúde pública não estavam em coordenação, pelo que é difícil identificar o número de mortes causadas pela pandemia. Estimativas não definitivas apontam para dezenas de milhões.

No ano seguinte, o resfriamento global induzido por Tambora foi tão severo que 1816 é frequentemente lembrado como o “ano sem verão” e como a “pequena era do gelo”. 8 9 Tempestades de neve varreram a América do Norte e partes da Europa durante os meses de verão,  matando plantações e gado  e criando fome, tumultos e uma crise de refugiados. Pinturas do ano mostram céus escuros e estranhamente coloridos.

Deixando de lado o Monte Tambora e um número preocupantemente grande de  outros desastres vulcânicos  , as coisas não foram tão dramáticas durante os tempos históricos como foram durante a pré-história.

De acordo com o USGS, ao longo das cristas oceânicas da Terra, onde as placas tectônicas deslizam umas sobre as outras sob águas profundas, a rocha derretida do manto superaquecido da Terra sobe constantemente das profundezas da crosta terrestre e cria um novo fundo oceânico. Tecnicamente, todos os lugares ao longo da crista onde a rocha derretida que entra encontra a água do oceano são vulcões. Além desses lugares, há cerca de 1.350 vulcões potencialmente ativos em todo o mundo, e apenas cerca de 500 deles entraram em erupção na história registrada. Seus efeitos no clima foram profundos, mas principalmente de curta duração. 10

Noções básicas sobre vulcões

O USGS define vulcões como aberturas na crosta terrestre através das quais cinzas, gases quentes e rochas derretidas (também conhecidas como “magma” e “lava”) escapam quando o magma sobe através da crosta terrestre e sai pelas laterais ou topo de uma montanha. 11

Alguns vulcões descarregam lentamente, quase como se estivessem exalando. Para outros, a erupção é explosiva. Com força e temperatura mortais, lava, pedaços de rocha sólida em chamas e gases são expelidos. (Como exemplo de quanto material um vulcão pode expelir, a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) estima que o Monte Tambora ejetou 31 milhas cúbicas de cinzas. 4 A Wired Magazine calcula que as cinzas nesse volume poderiam “enterrar toda a superfície de jogo do Fenway Park, em Boston, com 81.544 milhas (131.322 km) de profundidade.”) 12

O Monte Tambora foi a maior erupção registrada na história. 4 Mesmo assim, os vulcões em geral expelem muitas  cinzas  . Gases também. Quando uma montanha “explode” no seu topo, os gases ejetados podem atingir a estratosfera, que é a camada da atmosfera que se estende de cerca de 6 a 31 milhas acima da superfície da Terra. 13

Efeitos climáticos das cinzas e gases dos vulcões

Enquanto os vulcões superaquecem o ar ao redor e aumentam as temperaturas localmente, enquanto a montanha e sua lava permanecem em brasa, o resfriamento global é o efeito mais prolongado e profundo.

Aquecimento global 

Um dos principais gases emitidos pelos vulcões é o dióxido de carbono (CO2) – que é também o gás com efeito de estufa produzido pelo homem, o mais responsável pelo aquecimento do clima da Terra. 14 O CO2 aquece o clima ao reter o calor. Ele permite que a radiação de comprimento de onda curto do Sol atravesse a atmosfera, mas o faz enquanto bloqueia cerca de metade da energia térmica resultante (que é radiação de comprimento de onda longo) de escapar da atmosfera da Terra e voltar para o espaço. 15

O USGS estima que os vulcões contribuem com cerca de 260 milhões de toneladas de CO2 para a atmosfera todos os anos. Mesmo assim, o CO2 emitido pelos vulcões provavelmente não tem um efeito significativo no clima. 14

A NOAA estima que os humanos envenenam a atmosfera da Terra com 60 vezes mais CO2 do que os vulcões. 16 O USGS sugere que a diferença é ainda maior; relata que os vulcões libertam menos de 1% do CO2 que os humanos libertam e que “o dióxido de carbono libertado nas erupções vulcânicas contemporâneas nunca causou um aquecimento global detectável da atmosfera”. 14

Resfriamento Global, Chuva Ácida e Ozônio

Como o rescaldo invernal das explosões do Monte Tambora deixou evidente, o resfriamento global induzido por vulcões é um perigo enorme. Chuva ácida e a destruição da camada de ozônio são outros efeitos catastróficos dos vulcões.

Resfriamento Global

Do gás:  Além do CO2, os gases vulcânicos  incluem o dióxido de enxofre (SO2). De acordo com o USGS, o SO2 é a causa mais significativa do resfriamento global induzido vulcanicamente. O SO2 se converte em ácido sulfúrico (H2SO4), que se condensa em finas gotículas de sulfato que se combinam com o vapor vulcânico e criam uma névoa esbranquiçada comumente chamada de “ vog ”. 14 Levado pelo vento ao redor do mundo, vog reflete de volta ao espaço quase todos os raios solares que encontra. 17

Com tanto SO2 quanto os vulcões colocam na estratosfera, a Agência de Proteção Ambiental (EPA) classifica a fonte primária de névoa de SO2 como “a queima de combustíveis fósseis por usinas de energia e outras instalações industriais”. 18 Ei, vulcões. Vocês estão relativamente livres dessa contagem. 

Das cinzas:  os vulcões lançam toneladas de  pequenos fragmentos de rocha, minerais e vidro  para o céu. Enquanto os pedaços maiores destas “cinzas” caem da atmosfera com bastante rapidez, os mais pequenos sobem para a estratosfera e permanecem em altitudes extremamente elevadas, onde o vento os atinge. 14 Os milhões ou milhares de milhões de minúsculas partículas de cinzas reflectem os raios solares que chegam da Terra e voltam em direcção ao Sol, arrefecendo o clima da Terra enquanto as cinzas permanecerem na estratosfera. 19

Do gás e das cinzas trabalhando juntos:  Geofísicos de diversas instituições em Boulder, Colorado, realizaram uma simulação climática e compararam seus resultados com observações coletadas por satélite e aeronaves após a erupção tropical do Monte Kelut em fevereiro de 2014. Eles descobriram que a persistência de SO2 em a atmosfera dependia significativamente de ter ou não partículas de cinzas revestidas. Mais SO2 nas cinzas resultou em SO2 mais duradouro, capaz de resfriar o clima. 20

Chuva ácida

Pode-se imaginar que uma solução fácil para o aquecimento global seria infundir intencionalmente a estratosfera com SO2 para criar resfriamento. No entanto, o ácido clorídrico (HCl) está presente na estratosfera. Ele está lá por causa da queima industrial de carvão na Terra e também porque os vulcões o ejetam. 21

Quando SO2, HCl e água precipitam na Terra, eles o fazem como  chuva ácida , que retira nutrientes do solo e lixivia alumínio para os cursos d’água, matando muitas espécies de vida marinha. Se os cientistas tentassem combater o aquecimento global com SO2, eles poderiam causar estragos. 

Ozônio

Além do seu potencial para precipitar como chuva ácida, o HCl vulcânico apresenta outro perigo: ameaça a camada de ozono da Terra, que protege o ADN de toda a vida vegetal e animal da destruição pela radiação solar ultravioleta irrestrita.  O HCl se decompõe rapidamente  em cloro (Cl) e monóxido de cloro (ClO). Cl destrói o ozônio. De acordo com a EPA, “Um átomo de cloro pode destruir mais de 100.000 moléculas de ozônio”. 13

Dados de satélite após erupções vulcânicas nas Filipinas e no Chile mostraram uma perda de até 20% de ozônio na estratosfera sobre os vulcões. 22

A lição

Comparado à poluição causada pelo homem, a contribuição que os vulcões fazem para a mudança climática é pequena. O CO2, SO2 e HCl que destroem o clima na atmosfera da Terra são, em sua maioria, o resultado direto de processos industriais. (A cinza da queima de carvão é, em sua maioria, um poluente terrestre e atmosférico inferior, e, portanto, sua contribuição para a mudança climática pode ser limitada.) 23

Apesar do papel relativamente insignificante que os vulcões normalmente desempenham nas alterações climáticas, as inundações, as secas, a fome e as doenças que se seguiram aos megavulcões podem servir de aviso. Se a poluição atmosférica provocada pelo homem continuar inabalável, as inundações, as secas, a fome e as doenças poderão tornar-se imparáveis.