Na portalu naukaoklimacie.pl są publikowane artykuły, w których w przystępny i oparty na naukowych danych sposób są publikowane informacje dotyczące klimatu na Ziemi i jego zmian. Jednym z poruszanych tam tematów jest wpływ emisji wulkanicznych na zawartość dwutlenku węgla, jednego z gazów cieplarnianych, w ziemskiej atmosferze.
Podczas erupcji wulkanicznych węgiel związany w skałach płaszcza i skorupy Ziemi wraca do atmosfery. Podobnie człowiek, spalając węgiel, ropę i gaz ziemny, powoduje emitowanie do atmosfery węgla uwięzionego w pokładach geologicznych.
Jeden z najbardziej aktywnych wulkanów na świecie, Etna, emituje około 9 tysięcy ton dwutlenku węgla na dobę, tj. trochę ponad 3 miliony ton rocznie (Bragagni i in., 2022).
W latach 2005–2015 łączna emisja dwutlenku węgla z 91 najbardziej aktywnych wulkanów na świecie została oszacowana na 38 milionów ton rocznie. Natomiast wszystkie naziemne wulkany emitowały w tym okresie około 53 milionów ton dwutlenku węgla rocznie (Fischer i in., 2019).
Teraz spójrzmy, jak wygląda emisja antropogeniczna. Na przykład największa elektrownia węglowa w Polsce, elektrownia Bełchatów, emituje każdego dnia do atmosfery 96 tysięcy ton dwutlenku węgla (Fox, 2023), czyli 10 razy tyle co Etna.
Żółta powierzchnia to roczna wytwarzana przez człowieka emisja dwutlenku węgla na całej Ziemi. Polska ma w niej udział około 3,3 kratki, z tego mniej więcej 0,3 kratki emituje elektrownia Bełchatów. Wszystkie wulkany świata, to jakieś 0,5 kratki, z czego Etna to nawet nie 0,1 kratki.
Wszystkie procesy przemysłowe, energetyka i transport wytworzyły w 2022 roku emisję na poziomie około 37 miliardów ton dwutlenku węgla (Global Carbon Project).
Całkowitą emisję ze źródeł geologicznych można oszacować na około 200–250 milionów ton. Uwzględnia to również emisję gazów wulkanicznych z gleb i jezior znajdujących się w obszarach aktywnych wulkanicznie (Fischer i in., 2019) oraz z podwodnych wulkanów i grzbietów śródoceanicznych (Hauri i in., 2019).
Emisja wulkaniczna stanowi więc mniej niż 1% emisji antropogenicznej.
Nawet duże erupcje wulkaniczne, takie jak wybuch wulkanu Pinatubo w 1991 roku ( największa erupcja wulkaniczna ostatnich stu lat), wyrzucił do atmosfery około 50 milionów ton dwutlenku węgla (Gerlach, 2011).
Na poniższym wykresie zmian stężenia dwutlenku węgla w atmosferze od roku 1959 (gdy rozpoczęto pomiary), nie widać nagłych wzrostów związanych z wybuchami wulkanów – Pinatubo w 1991, El Chichón w 1982 r., St Helens w 1980 r. czy Agung w 1963 r.
W rekonstrukcjach zawartości dwutlenku węgla w atmosferze opartych o rdzenie lodowe również nie widać erupcji superwulkanów: Toba 74 tysiące lat temu (Crick i in., 2021), czy Yellowstone 640 tysięcy lat temu (Matthews i in., 2015).
Jak potężna musi być aktywność wulkaniczna, żeby istotnie wpłynęła na klimat?
Odpowiedzialne za wymieranie permskie emisje wulkaniczne trapów syberyjskich trwały kilkaset tysięcy lat (Burgess i Bowring, 2015), w czasie których do atmosfery dostało się 200 bilionów ton dwutlenku węgla (więcej na ten temat można przeczytać w artykule Klimat dawnych epok: wielkie wymierania).
Choć sumarycznie doprowadziły one do uwolnienia ilości dwutlenku węgla wielokrotnie większej od całkowitej emisji antropogenicznej, robiły to w wolniejszym tempie niż ludzkość poprzez spalanie paliw kopalnych (Jiang i in., 2022).
Od początku epoki przemysłowej ludzkość wyprodukowała około 100 razy mniej dwutlenku węgla, ale zrobiła to co najmniej 1000 razy szybciej, i tempo to wciąż rośnie – w ciągu ostatnich 30 lat została już przez ludzi spalona połowa paliw kopalnych (Forster i in., 2023).
Autor: Piotr Florek
Konsultacja merytoryczna: dr hab. Magdalena Matusiak-Małek
