Как будущие извержения вулканов повлияют на озоновый слой Земли

Крупное вулканическое извержение может запустить химические реакции, которые серьезно повредят и без того ослабленный озоновый слой планеты. Степень ущерба зависит от сложной атмосферной химии, включая уровень антропогенных выбросов. Исследователи из Гарвардского университета и Университета Мэриленда с помощью химического моделирования изучили, как крупные извержения повлияют на озоновый слой до конца века при различных сценариях выбросов парниковых газов. Работа опубликована в Geophysical Research Letters.

Стратосфера Земли все еще восстанавливается после выбросов хлорфторуглеродов (CFC). Несмотря на их поэтапный отказ по Монреальскому протоколу 30 лет назад, уровень хлорсодержащих молекул в атмосфере остается повышенным. Извержения, выбрасывающие в стратосферу большие объемы диоксида серы (SO₂), способствуют превращению хлора в более активные формы, разрушающие озон. Новое моделирование показывает, что уязвимость озонового слоя к крупным извержениям может сохраняться до 2070 года и позже, что значительно позже предыдущих оценок.

«Предыдущие оценки не учитывали определенные природные источники галогенных газов, такие как очень короткоживущие бромуглероды, происходящие от морского планктона и микроводорослей», — пояснил ведущий автор Эрик Клобас. Учет этих выбросов уточняет сроки перехода от извержений, вызывающих истощение озона, к извержениям, увеличивающим его толщину. Даже небольшие изменения в количестве брома от этих источников могут быть критически важны.

Моделирование извержения масштаба Пинатубо (1991 г., ~20 млн тонн SO₂) в 2100 году показало парадоксальные результаты. Самый оптимистичный сценарий по парниковым газам привел к наибольшему истощению озона, а пессимистичный (с быстрым ростом выбросов) — к небольшому увеличению толщины озона из-за более холодной стратосферы и высокого уровня метана. Однако если извержение, помимо серы, выбросит в стратосферу галогены (например, хлороводород HCl), последствия могут быть катастрофическими в любом сценарии, вызывая потерю 15–25% озонового слоя над США.