Erupciones Volcánicas: ¿Cómo afectan al clima?

A lo largo de estas últimas semanas, las noticias sobre la erupción del volcán Kilauea en Hawai y la impresionante erupción del Volcán de Fuego en Guatemala, el domingo 3 de junio, nos hizo recordar que la actividad volcánica es uno de los tantos factores que tienen la capacidad de modificar el clima global. Es por ello, que hemos preparado un artículo que da cuenta de cómo las erupciones volcánicas alteran el clima y  qué ha pasado con las últimas grandes erupciones observadas en el planeta.

Los volcanes como parte de un sistema

Los volcanes forman parte de la litósfera, componente del sistema climático terrestre que concierne a las rocas, suelo o sedimento, es decir, principalmente la conformación de los continentes, montañas o islas. Los cambios en la litósfera son mucho más lentos que los observados en los otros componentes del sistema climático (atmósfera, biósfera, criósfera e hidrósfera). Si bien, las erupciones volcánicas son mucho más repentinas y rápidas en su actuar, su impacto en el clima puede ser observado tanto en escalas de años como siglos, dependiendo de la intensidad y frecuencia con que se produzcan.

Componentes del sistema climático.

Volcanes que enfrían el planeta

Uno podría pensar que las enormes cantidades de energía que se libera en una erupción podrían ayudar a aumentar las temperaturas a nivel global, pero la verdad es que el efecto es mayormente el opuesto. Las erupciones volcánicas inyectan a la atmósfera gases como el vapor de agua y dióxido de carbono que calientan el planeta, sin embargo, las cantidades son muy pequeñas en comparación a las asociadas al calentamiento global por lo que sus efectos son poco significativos. Por otro lado, los volcanes también emiten partículas de cenizas, polvo y dióxido de azufre (SO2), las que tienen la capacidad de producir todo lo contrario: un enfriamiento del planeta.

Centrándonos sólo en los efectos asociados a las cenizas y polvo, estos son mayormente locales, produciendo un enfriamiento alrededor de la zona de la erupción, debido a que impiden que la luz solar alcance la superficie, aunque tienden a caer rápidamente. Sin embargo, sí las partículas de polvo más pequeñas alcanzan la estratósfera pueden durar meses en el aire y dispersarse a mayores distancias generando un enfriamiento en grandes áreas.

Por otra parte, el SO2, que además de ser el compuesto más importante emitido por las erupciones volcánicas, es el que tiene el mayor potencial para modificar el clima a través del aumento del albedo (capacidad de una superficie de reflejar la radiación directamente, sin que esta pueda ser absorbida y por ende impide que se caliente). En general las superficies claras como la nieve, hielo o desiertos reflejan más radiación que las superficies oscuras como los océanos y bosques. Por eso cuando vamos a la nieve se debe usar abundante bloqueador solar, porque los rayos no provienen solamente del sol, sino que también del rebote en la nieve.

En el caso de las erupciones cuando el SO2 se mezcla con el vapor de agua en la estratósfera forma ácido sulfúrico (H2SO4) y se convierte en una especie de velo en la estratósfera, provocando una disminución en la temperatura. Tal como se observa en la figura, una vez que el ácido sulfúrico ingresa a la estratósfera, comienza a desviar los rayos solares (radiación) de vuelta al espacio, pudiendo generar efectos de enfriamiento en superficie por dos o tres años, a diferencia de la ceniza o el polvo, cuyo efecto perdura algunas semanas o meses.

El efecto que pueda tener una erupción dependerá de la ubicación del volcán, su intensidad, su prolongación en el tiempo y la altitud que alcance la columna de cenizas y gases. Los volcanes ubicados en las zonas tropicales o cercanas al Ecuador tienen mayor posibilidad de generar efectos planetarios que los que se ubican en latitudes medias y altas, debido a la circulación de gran escala que puede transportar estas partículas a grandes distancias. Si además, la columna de cenizas alcanza gran altura, llegando hasta la estratósfera baja (20-25 km), las partículas se pueden trasladar por todo el planeta. En cambio, las partículas que no sobrepasan la tropósfera logran permanecer “flotando” unos pocos días, dispersándose a una distancia mucho menor y luego caen debido a la precipitación, viento y gravedad.

Diferentes estudios han mostrado que la máxima concentración de partículas inyectadas por las erupciones volcánicas en la estratósfera se producen aproximadamente un año después de la erupción y luego comienza a descender lentamente, mientras que la temperatura presenta un comportamiento inverso. Esto está representado en la parte inferior de la figura en la línea celeste representando el enfriamiento del planeta y la concentración de ácido sulfúrico en las barras verdes.

Si comparamos las erupciones volcánicas y la temperatura histórica, encontramos que las secuencias de grandes erupciones juegan un papel fundamental en el enfriamiento a escala decadal. Esto se pudo apreciar después del año 1300 donde el aumento en la frecuencia de erupciones parece haber contribuido al enfriamiento durante el período conocido como “La Pequeña edad de Hielo” en Europa.

Erupciones históricas

En tiempos más recientes, algunas de las grandes erupciones que tuvieron importantes efectos en el clima mundial fueron el Krakatau (Indonesia, 1883), Santa María (Guatemala, 1902), Agung (Indonesia, 1963), El Chichon (México, 1982). Un ejemplo más actual de los efectos de las erupciones volcánicas fueron los generados por la erupción del monte Pinatubo en Filipinas el año 1991, en donde el volcán inyectó a la estratósfera entre 25 a 30 toneladas de dióxido de azufre, aumentando así el albedo y reduciendo las temperaturas a nivel global en 0.5°C en promedio, tal como se aprecia en la figura que sigue.

La imagen también muestra un sostenido aumento de la temperatura del planeta desde 1950 hasta 2010, fenómeno conocido como calentamiento global. Sin embargo, el volcán Pinatubo fue el responsable del “frenazo” del calentamiento global que se observó durante la década del 90. Esto no es nuevo, ya que en un estudio realizado por científicos de la NASA, mostró que estas 5 conocidas erupciones volcánicas generaron una disminución sobre 0.2°C en la temperatura media global justo después de un año de la erupción.

Como podemos ver, los cambios en el clima producidos por los volcanes son importantes sobre todo en el actual contexto de cambio climático, donde la evidencia indica que la temperatura en el planeta seguirá aumentando durante las próximas décadas. Erupciones como las ocurridas durante las últimas semanas en Hawai y Guatemala, podrían contribuir, en parte, a mitigar este calentamiento, pero es altamente probable que sea un efecto de corto aliento y duración. 

Escrito por: Ricardo Vásquez. Editor: Manuel Olivares/Juan Crespo. Periodista: Paz Galindo.

Referencias:

• https://scied.ucar.edu/shortcontent/how-volcanoes-influence-climate
• https://volcanoes.usgs.gov/vhp/gas_climate.html
• http://www.cru.uea.ac.uk/information-sheets/ Volcanoes and their effect on climate
• William F. Ruddiman, Earth’s Climate Past and Future Second Edition W. H. Freeman and Company New York.