Mint azt az előző részből már láttuk, a geológiai tevékenységeknek is van szerepe a klíma alakításában.
Ilyen tevékenységek a vulkáni tevékenységek (kitörések) és a kőzetlemezek vándorlásai. Sokszor a kettő összekapcsolódik, ezért hatásuk együtt-tárgyalása tulajdonképpen nem lehet véletlen.
A vulkáni folyamatok megismerésében a XIX. században értek el igazi áttörést, amikor Alexander von Humboldt német természettudós felfedezte a vulkanizmus és a Föld belső hőjének kapcsolatát; mások pedig behatóbban tanulmányozták a magmát és a hozzá kapcsolódód jelenségeket; jobban megismerték a földrengések mechanizmusát, a kőzetek szerkezetét és kialakulását. A vulkanológiai és lemeztektonikai kutatások során megállapították, hogy a vulkánok elhelyezkedése (néhány kivételével) követi a litoszféralemezek (kőzetlemezek, vagyis a kontinenseknél valamivel nagyobb lemezek) határait. Ezek a vidékek nyitott és mély törésrendszerek, amelyeken keresztül a magma a felszínre juthat.
Vulkánok általában úgy keletkeznek, hogy két ilyen lemez vagy távolodik egymástól, vagy közeledik egymáshoz.
Akkor is kialakulhatnak vulkánok, amikor a magma kitörési pontja nem a kőzetlemezek határára esik.
Ekkor úgynevezett forró pontokról beszélünk: érdekességük, hogy a földkéreg alatti olvadt anyag folyamatosan máshol tör fel, mintegy láncolatot alkot a felszínen a kitörési pontokból. A másik típusú vulkánoktól eltérően nem jellemző rájuk a robbanásszerű kitörés.
Amikor a vulkán belsejében a hőmérséklet és a nyomás elér egy kritikus szintet, valamint a kürtőben túl sok anyag halmozódott fel (mert az alsó kőzetlemez, vagy maga az olvadt kőzetanyag az áramlások során odakerült), akkor az anyag (magma) ki akar onnan törni, mert nincs elég hely neki.
Maga a kitörés a mélységi anyagok felszínre keülése.
Ekkor rengeteg kőzetanyag szabadul ki izzó darabok (bazalt, gabbró, andezit, mésztufa) formájában, vagy csak épp „kellemesen folydogál” a lávafolyam végig a hegy oldalán.
Egy-egy nagy kitöréskor teljesen új szigetek születhetnek, vagy épp hegyek tűnhetnek el.
A kitörés során azonban más is történik: meglehetősen sok por kerül a légkörbe. A robbanások során akár 30 km magasságba is feljuthat a por és a kénes gőzök. Ezek a kénes gőzök ott fenn szulfátos, egészen pontosan kénsavas aeroszolokká alakulnak. A porok és ez a savas aeroszol növelik a Föld albedoját, azaz mérsékelik az üvegházhatást. A szulfátos aeroszolokról tegnap már más tollából olvashattatok pár dolgot.
Emlékszünk még arra, amikor néhány éve megbénult Európa légi közlekedése két izlandi vulkán kitörése miatt?
A kitöréskor felszabaduló óriási mennyiségű por ugyan nem volt elegendő ahhoz, hogy Európa klímáját megváltoztassa, de minden esetre vannak ennél nagyobb vulkánok is, melyek azonban képesek egy kontinens klímáját felborítani egyik pillanatról a másikra, és hosszú évekig tartó lehűlést, növények gátolt fotoszintézis) és állatok pusztulását (nincs mit enni) okozhatják, lehetetlenné teszik a mezőgazdasági termelést (nincs napfény, nincs fotoszintézis, nincs növénytermesztés és állattartás, nincs vetőmag, nincs takarmány, és terméketlenné válnak a földek), emberek megfulladhatnak a portól.
A vulkánból gázok is kitörnek: kéndioxid, széndioxid, kénhidrogén szabadul fel: a légkörben ezek vízzel keverednek, savas esőt okoznak, csapadékként bekerülnek a vizekbe, ennek következtében a vizek savassá válnak a savas esőktől: az ismert metódus következik: pusztul a vízi élővilág is.
A légkörbe került por hatása most jól jönne: vissza szorítaná ugyanis az üvegházhatású gázok hatását. Míg ezek a gázok szorgalmasan elnyelik a földfelszínről visszasugárzott hőt, addig a légkörben lévő por, korom, tengerekből származó sókristályok, mikroszemcsék, és aeroszolok (folyadékcseppek), felhők a Napból érkező UV (ultraibolya) sugarakat verik vissza, azaz nem engedik a földfelszínre, ezáltal meggátolják a felmelegedést. Ez a gátló folyamat az Albedo jelensége, azaz ha nő az Albedo, akkor csökken a felmelegedés.
A vulkáni tevékenységeknek sok állat- és növényfaj köszönheti kihalását.
Az első nagy kihalási hullám kb. 250 millió évvel (Perm-Triász földtörténeti korok határa) ezelőtt következett be: csak minden huszadik faj élte túl. Ennek oka egy szibériai vulkánkitörés volt.
A második kihalási hullám a Triász-Jura határán volt: 200 millió évvel ezelőtt alakult ki amai közel 7 millió km2 kiterjedésű Közép-atlanti magmás tartomány. Ennek részei ma Nyugat-Afrikában, Brazíliában, Dél-Nyugat Európában és Észak-Amerikában figyelhetők meg, hiszen 200 millió évvel ezelőtt a kontinensek még egy szuper-kontinens, a Pangea részei voltak.
Közel 20 millió évvel később ismét nagy kihalási hullám következett: két vulkán tevékenységéhez köthető, melyek maradványi ma az Antarktiszon, Ausztráliában és Dél-Afrikában vannak. Akkoriban ezek alkották a Gondwana kontinenst.
A Kréta és Tercier korok határán, 65 millió évvel ezelőtt következett be főleg a dinoszauruszok kihalása. Sokan ezt egy meteor becsapódásával magyarázzák, de az indiai Dekkán-fennsík bazaltlemezének kialakulása is hatással lehetett az élővilágra.
És hogy mi az összefüggés?
Tételezzük fel, hogy kitör egy vulkán, megnő a szulfát-, széndioxid és porkoncentráció a légkörben, nő az Albedo jelenség mértéke, majd szép lassan a csökkenő besugárzás miatt több hó esik, a világos felület még több hősugárzást ver vissza a világűrbe, tovább hűl a hőmérséklet.
A vulkánoknál volt már szó a kőzetlemezek mozgásáról, azok szorosan összekapcsolódnak. Speciális ámde eléggé látványos méreteket is öltő folyamat a kőzetlemezek vándorlása.
Bizonyára tudjátok, hogy Európában az Alpok és a Kárpátok, Ázsiában pedig az Ural, a Kaukázus és a Himalája (közösen az Eurázsiai Hegységrendszer) a kőzetlemezek vándorlásának köszönhetik létüket.
Európában az afrikai lemez gyűrte fel évmilliók alatt az Alpok és a Kárpátok vonulatait, Ázsiában a Himalájánál az indiai szubkontinens hasonló tevékenysége volt a kiváltó ok. Az amerikai kontinensen a Sziklás-hegység és az Andok vonulatai annak köszönhetik létüket, hogy a lemezek még ma is mozognak, az Atlanti-óceán középvonalában sok száz vulkán dolgozik, feszíti a hátságot minden irányban, és ezzel meg akarja növelni a területét. Tipikus megjelenési példája Izland, mely a törésvonal északi részén fekszik.
Ennek eredménye az, hogy Amerika (mindkét része) tovább halad Ázsia felé, a Csendes-óceán területe viszont csökken, a hegységek pedig kiemelkedtek. Ez az óceáni lemez Japán felé halad, ott és az Indonéz szigetvilágban vulkánkitöréseket és cunamikat okoz. Ezzel együtt sok új sziget keletkezhet a vulkánokból a Mikronézia- Polinézia területeken.
A lemezek vándorlása során az Atlanti-hátságnál kitörő vulkánok feszítik a lemezt, tolják szét, majd az amerikai hegyek emelkednek. A csendes-óceáni lemez Japánnál alábukik, „bebújik” az ázsiai lemez alá. Amikor a Japánnál lévő lemezhatáron már túl sok anyag halmozódott fel, vulkánként kitör, a mélytengerben cunamit okoz, majd a szökőár mindent visz, amit ér.
A klímaváltozás úgy kapcsolódik ide, hogy a vulkánok kitörése azonos, ami párosul azzal is, hogy az évek milliói során megváltozó kontinens-elrendeződés az adott területen új helyzetet teremthet. Sivatagi környezetből trópusi, mediterrán vagy akár kontinentális éghajlat is kialakulhat.
A folytatásban: üvegházhatású gázok és permafrost, erdők vízvisszatartása.
Források:
[1] Urban, A. (2011): Humanökologie. Hochschule für angewandte Wissenschaften Amberg-Weiden
[2] Füle, L.: Introduction into geology and hydrogeology. Előadássorozat egyetemi jegyzet, Veszprémi Egyetemi Kiadó és a Környezetmérnöki és Kémiai Technológiai Tanszék gondozásában, 2000.
Kép forrása: NASA