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Como os vulcões afetam o clima? Eles emitem mais dióxido de carbono do que os humanos?


> Esse artigo faz parte de uma discussão mais ampla sobre Mudanças Climáticas, Paleoclimatologia, efeito estufa atmosférico e evidências da ação humana (antropogênica) no atual processo de Aquecimento Global. Para saber mais, acesse: Aquecimento Global: Uma Problemática Verdade.

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             Os vulcões podem influenciar o clima de duas formas que geram consequências antagônicas entre si: via emissão de dióxido de carbono (aquecimento) e via liberação de partículas reflexivas (resfriamento). No registro paleoclimático, a atividade vulcânica mostra ser determinante para vários eventos de mudanças climáticas que marcaram a história do nosso planeta. Mas será que o aquecimento global hoje observado pode ser explicado pelas atividades vulcânicas?

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   REFRIGERADORES

           Aqui, por mais contraditório que possa parecer à primeira vista, os vulcões podem promover substancial resfriamento decorrente da capacidade reflexiva de certas pequenas partículas (aerossóis) lançadas em grande quantidade pelas grandes erupções vulcânicas, as quais ficam dispersas na altas camadas da atmosfera e refletem (via dispersão) grande quantidade de luz solar, impedindo que esta chegue na proximidade do solo. Parte das partículas emitidas também atua simplesmente bloqueando a luz solar incidente (absorvendo os fótons). Em ambos os casos, um significativo resfriamento ocorre no nível habitável do planeta (troposfera).

           E esse processo de resfriamento tende a perdurar por longos períodos (anos), porque diversas partículas de sulfeto (altamente reflexivas) são lançadas de forma dispersa e violenta da boca do vulcão, alcançando as porções mais altas da atmosfera, principalmente a estratosfera. Nesta camada, a formação de nuvens é mínima e as precipitações são muito raras. Sem água de chuva para arrastar as partículas de sulfeto, o processo de reflexão solar pode durar anos. Além disso, a estratosfera acaba aquecendo, enquanto a troposfera resfria, mudando a dinâmica das massas de ar da região atingida, ou até mesmo do globo inteiro, dependendo do tamanho da explosão vulcânica. Processo similar ocorre com grandes impactos de asteroides no planeta.

             Além disso, os aerossóis, poeira, cinzas e outras minúsculas partículas lançadas pelas erupções vulcânicas - grande parte delas formadas por compostos de enxofre expelidos, especialmente o dióxido de enxofre - servem como sementes para a formação de mais nuvens. Assim, as atividades vulcânicas também fomentam uma maior presença de nuvens na atmosfera, as quais ajudam a resfriar o clima.

         Alguns exemplos marcantes de "invernos" decorrentes de atividades vulcânicas: 

1. Um artigo escrito por Benjamin Franklin, em 1783, responsabilizou as cinzas vulcânicas o estranho frio do verão de 1783 da Islândia, onde a erupção do vulcão Laki tinha produzido enormes quantidades de dióxido de enxofre, resultando na morte de grande parte do gado e uma catastrófica fome que matou um quarto da população local. As temperaturas no hemisfério norte caíram em aproximadamente 1°C no ano seguinte à erupção do Laki.

2. A erupção de 1815 do Monte Tambora, na Indonésia, ocasionou mudanças climáticas no estado de New York e neve em junho por todo o território de New England, fenômeno que foi apelidado de 'Ano de Verão' de 1816.

3. Em 1883, as explosões do Krakatoa (Krakatau) também geraram um inverno vulcânico. Os quatro anos seguintes à erupção foram mais frios, e, no verão de 1888, nevou pela primeira vez na região. Nevascas recordes foram registradas ao redor do mundo.

4. Na poderosa erupção do Monte Pinatubo, em 1991, foram lançados uma enorme quantidade de partículas e algo em torno de 20 milhões de toneladas de dióxido de enxofre, em uma gigantesca nuvem se estendendo por mais de 32 km de altura. É estimado as temperaturas baixaram globalmente por três anos seguindo a erupção, freando um pouco o aquecimento global nesse período.

Monte Pinatubo durante a erupção de 1991 (Foto: Google Images)

5. É fortemente sugerido que há 74 mil anos a gigantesca erupção do Monte Toba, na Indonésia - aproximadamente 100 vezes maior do que a mencionada erupção do Monte Pinatubo -, levou a temperatura da superfície terrestre a cair mais de 3-5°C, engatilhando uma expansão glacial extra durante a última Era do Gelo. É estimado que três quartos das plantas no Hemisfério Norte foram exterminadas e que a evolução humana esteve por um fio (Ref.2). Essa super-erupção e seus efeitos no clima global podem explicar um possível e drástico evento de deriva genética associado à evolução humana entre 50 mil e 100 mil anos atrás, onde a população de humanos modernos (Homo sapiens) no mundo inteiro foi reduzida a um máximo de 10 mil indivíduos.

6. Nos últimos 2 mil anos, diversos estudos mostram que mudanças climáticas regionais e hemisféricas foram causadas por grandes erupções vulcânicas, como a famosa Pequena Era do Gelo. Para mais informações, acesse: Os últimos milênios foram marcados por vários resfriamentos e aquecimentos globais?

           Porém, enquanto uma grande erupção lança grandes quantidades de aerossóis nas altas camadas da atmosfera que podem esfriar o clima na troposfera, erupções menores geram gases e partículas que ficam em grande parte na troposfera, contribuindo também para um resfriamento em menor escala ao fomentar a formação de nuvens. Contudo, essas partículas e muitos gases como os óxidos de enxofre duram pouco tempo na atmosfera, por causa das chuvas.

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   CICLO DO CARBONO

          Existe também uma grande quantidade de dióxido de carbono sendo gerado durante os eventos de erupção e atividades vulcânicas em geral. Os vulcões emitem dióxido de carbono de duas formas: durante erupções e através do magma subterrâneo. Dióxido de carbono do magma subterrâneo é liberado através de ventas, rochas porosas e solos, e água que alimenta lagos vulcânicos e fontes termais. A liberação direta de CO2 dos vulcões ativos possui três principais fontes: CO2 dissolvido no manto, CO2 reciclado do material crustal de sub-ducção e a descarbonização de material crustal raso.

          A maior parte do carbono na Terra é armazenado nas rochas (~65500 bilhões de toneladas). O vulcanismo, nesse sentido, é o mecanismo primário pelo qual carbono (C) armazenado no interior da Terra é transferido para o ambiente da superfície para alimentar as trocas no sistema atmosfera-oceano-biosfera. Em uma escala de tempo geológica, as emissões vulcânicas têm sido fundamentais para o controle dos níveis atmosféricos-oceânicos de CO2, ultimamente regulando a evolução do clima e da vida no nosso planeta. Mas é um mito muito comum pensar que as emissões de dióxido de carbono dos vulcões ultrapassam as emissões antropogênicos.


         De acordo com U.S. Geological Survey (Ref.176-177), as emissões subaéreas e submarinas anuais de dióxido de carbono emitidos pelos vulcões desde o início do período pós-Era Industrial variam de 130 milhões para 440 milhões de toneladas, e um valor preferencial de 260 milhões de toneladas. A maior estimativa veio de um estudo de 2013, onde Burton et al. (Ref.178) encontrou um valor em torno de 637 milhões de toneladas anuais das emissões totais de dióxido de carbono das atividades vulcânicas. Porém, os humanos emitem cerca de 35 bilhões de toneladas de dióxido de carbono por ano - 55 vezes mais do que a maior estimativa para as atividades vulcânicas - ao queimar combustíveis fósseis e via atividades industriais diversas, como produção de cimento (Ref.176). Se considerarmos a reciclagem geoquímica ilustrada acima, o balanço líquido final nas emissões de dióxido de carbono via atividades vulcânicas é de algo em torno de 310 milhões de toneladas, considerando 640 milhões de toneladas (bruto) emitidas pelos vulcões.




          Erupções grandes e violentes podem igualar ou ultrapassar as taxas de emissões das atividades humanas pelas poucas horas que duram, mas elas são muito raras para tornar as emissões vulcânicas anuais minimamente próximas de competirem com as emissões antropogênicas. Por exemplo, as erupções do Monte Santa Helena (1980) e do Pinatubo (1991) liberaram dióxido de carbono em uma escala similar a das atividades humanas por cerca de 9 horas. Porém, essa enorme escala de produção de dióxido de carbono é mantida continuamente por dias, semanas, meses, anos, décadas pelos humanos desde o início da Era Industrial.




      Os vulcões também emitem anualmente cerca de 20-25 milhões de toneladas de dióxido de enxofre (SO2). As atividades humanos emitem cerca de duas vezes mais dióxido de enxofre na atmosfera.

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> Para mais informações, leitura recomendada: Alerta climático reforçado por núcleo de gelo de 2 milhões de anos, vulcanismo e nível dos mares 

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   CONCLUSÃO

          Os vulcões, de fato, influenciam o clima, através da liberação de gases estufas e especialmente a partir da emissão de grandes quantidades de partículas reflexivas para a alta atmosfera. No entanto, as atividades vulcânicas nas últimas décadas não conseguem explicar, nem de longe, o padrão de acelerado aquecimento global observado desde o século XX. Estamos emitindo no pós-industrial inúmeras vezes mais dióxido de carbono que as atividades vulcânicas, e, portanto, a contribuição atual dos vulcões para a exacerbação do efeito estufa atmosférico é muito pequena. As mudanças climáticas sendo agora observadas continuam sendo muito bem explicadas pela Teoria do Aquecimento Global Antropogênico.


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. https://www.saberatualizado.com.br/2017/08/aquecimento-global-uma-problematica.html 
  2. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00376-019-8241-8
  3. https://volcanoes.usgs.gov/vsc/file_mngr/file-154/Gerlach-2011-EOS_AGU.pdf
  4. https://volcanoes.usgs.gov/vhp/gas_climate.html
  5. Burton, M.R., Sawyer, G.M., Granieri, D. (2013). Deep carbon emissions from volcanoes. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 75, 323–354.