La Terra es troba des de fa uns 12.000 anys en l'era de l'Holocè, un període més càlid que segueix a una època de fred. Durant aquesta època hi ha hagut unes 22 fases més fredes que han aparegut abruptament i que han durat fins a diversos segles, conduint a l'expansió de les glaceres.
"Fins ara no hi havia una explicació convincent per a aquest fenomen. Sempre semblava que faltava alguna cosa", diu Alice Paine, que es beneficia del suport del SNF, de la Universitat de Basilea. S'havien suposat, entre altres coses, la influència dels icebergs que es desplaçaven cap al sud, les fluctuacions de l'activitat solar o els canvis en les corrents oceàniques.
La investigadora postdoctoral, juntament amb un equip internacional, ha investigat més a fons una altra idea: l'activitat dels volcans. El seu estudi, publicat a la revista científica Nature Communications, demostra que les erupcions són molt probablement el desencadenant de les fases de fred prolongades. Els investigadors també proporcionen una explicació convincent del mecanisme que hi ha darrere.
Erupcions volcàniques simultànies i creixement de les glaceres
L'equip va reunir de diferents fonts tota la informació sobre erupcions volcàniques fortes durant l'Holocè. N'hi ha hagut 51, moltes d'elles al Pacífic Occidental al llarg de l'anomenat Anell de Foc del Pacífic. En aquesta regió hi ha molts volcans actius, ja que les plaques de l'escorça terrestre xocaven i es superposaven, cosa que podia provocar erupcions massives i explosives.
El moment dels esdeveniments volcànics es va poder determinar amb gran precisió mitjançant nuclis de gel de l'Àrtic i l'Antàrtida i també per datació de materials orgànics atrapats en dipòsits de cendra. Una datació actualitzada de les roques volcàniques va proporcionar informació addicional.
Els investigadors van comparar aquesta informació amb l'aparició de les fases de fred prolongades durant l'Holocè. La datació d'aquestes fases es va fer principalment a partir d'informació sobre l'expansió màxima de les glaceres, feta mitjançant l'anàlisi de morenes, el material rocós que les llengües de gel desplaçaven.
El resultat: més del vuitanta per cent de les expansions de les glaceres van coincidir en el temps amb almenys una de les erupcions volcàniques. "Combinant els resultats de la nostra anàlisi estadística amb les reconstruccions paleoclimàtiques existents, estem molt segurs que això no és una coincidència. A més, l'anàlisi també unifica tots els coneixements anteriors sobre els mecanismes", afirma Paine.
Balanceig de les condicions de temperatura
Segons el que s'ha trobat, una erupció volcànica de vegades desequilibra tant l'equilibri energètic de la Terra que el clima canvia a nivell global: l'erupció llança partícules de sofre a l'atmosfera que reflecteixen la llum solar entrant. Això fa que la superfície de la Terra a l'hemisferi nord es refredi.
El gel marí àrtic s'expandeix, i així l'oceà emet menys calor cap a l'atmosfera. Això altera el curs de les corrents oceàniques. Una zona de baixes pressions rica en pluja al voltant de l'equador també es desplaça cap al sud, i la zona freda es fa més gran.
"Tots aquests efectes es reforcen mútuament, funciona com una bola de neu", diu Paine. En algun moment, fa tant de fred que les glaceres comencen a créixer, especialment a altures elevades com a Suïssa.
Perquè això passi, però, cal que es compleixin algunes condicions de límit. Si l'erupció volcànica és massa feble, les partícules de sofre no assoleixen l'atmosfera superior. Si és massa forta, la columna de pols pot esfondrar-se pel pes, fent que relativament poc sofre arribi a l'atmosfera superior.
Paine subratlla: el fenomen no s'ha de confondre amb el que va passar el 1816 en l'"any sense estiu". En aquell moment, l'erupció del volcà Tambora a l'actual Indonèsia va causar una baixada de temperatura de diversos graus, que va provocar males collites i fam mundial. Però l'efecte només va durar un any, fins que les partícules de pols van desaparèixer de l'atmosfera.
En les fases de fred a llarg termini, això és diferent. "Les partícules de sofre només donen l'inici a la bola de neu. Però els seus efectes en el sistema terrestre perduren durant dècades o fins i tot segles després que les partícules hagin estat netejades de l'atmosfera."
Les prediccions són difícils
Una gran pregunta és si una fase de fred provocada pels volcans podria ocórrer també en un futur proper. "En els esdeveniments que hem analitzat, el clima es trobava, per dir-ho així, en un estat natural," considera la investigadora. Però actualment, a causa de la influència humana, es troba en una situació sense precedents.
Alguns investigadors creuen que això podria fer que el clima canviï molt més fàcilment durant esdeveniments com les erupcions volcàniques. Altres creuen que una erupció volcànica avui en dia no seria més que una gota d'aigua sobre una pedra calenta - donades les massives alteracions que estan succeint ara en l'atmosfera. "Com més canviï el nostre clima, més complexos seran els processos", així ho argumenta Paine. "Encara queda una gran bretxa de coneixement per omplir aquí."
Contacte de premsa:
Alice R. Paine
Departament de Ciències Ambientals
Universitat de Basilea
Bernoullistrasse 32
4056 Basel
Tel.: +41 61 207 2880
E-Mail: alice.paine@unibas.ch