Satelitarne obserwacje naszej planety wskazują, że silne erupcje wulkaniczne wpływają na poszerzanie się dziury ozonowej nad biegunem północnym. Sezonowe powiększanie się dziury ozonowej nad Antarktydą obserwowano już od lat osiemdziesiątych. Obecnie zaobserwowano zmniejszenie się warstwy ozonowej nad Arktyką, które może być bezpośrednio związane z wybuchem wulkanu Pinatubo w 1991 roku.
Nad Antarktydą sezonowa dziura ozonowa pojawia się zawsze na wiosnę. Pojawienie się dziury jest związane z ekstremalnie niskimi temperaturami jakie tam panują w zimie. Zimy na Arktyce nie są zawsze tak samo mroźne. Dlatego parę kolejnych mroźnych zim w połączeniu z aktywnością wulkaniczną, może spowodować, że również nad Biegunem Północnym zacznie się regularnie pojawiać sezonowa dziura ozonowa.
Należało by teraz wyjaśnić, jaki związek zachodzi pomiędzy temperaturą, wybuchem wulkanu i dziurą ozonową.
Podczas dużych erupcji wulkanicznych do atmosfery Ziemi dostaje się duża ilość siarki. W połączeniu z wodą tworzy ona chmury kwasu siarkowego, przypominające polarne chmury złożone z kwasu azotowego i wody. Chmury te, zwane polarnymi chmurami stratosferycznymi, tworzą się przy bardzo niskich temperaturach w górnych warstwach atmosfery i są głównym czynnikiem niszczącym ozon w regionach okołobiegunowych. Przemieszczające się chmury kwasu siarkowego współdziałają z polarnymi chmurami stratosferycznymi przy niszczeniu warstwy ozonowej.
Gazy wulkaniczne powodują niszczenie ozonu w wyższych temperaturach niż polarne chmury stratosferyczny i mogą poszerzyć strefę niszczenia ozonu na rejony zamieszkałe. Są odpowiedzialne za jedną trzecią ubytku ozonu na wysokościach około 17 kilometrów nad powierzchnią Ziemi.
„Wydobywające się z wulkanów gazy, mogą wędrować po całym świecie” – mówi Mark R. Schoeberl z Goddard Space Flight Center – „Przeprowadzona przez nas symulacja komputerowa wybuchu Mt. Pinatubo pokazała, że w przeciągu kilku miesięcy chmura wulkaniczna dotarła do najniższych warstw atmosfery w okolicach Bieguna Północnego”.
Na ilustracji przedstawiono kolejne etapy symulacji komputerowej rozchodzenia się gazów wulkanicznych po erupcji wulkanu Mt. Pinatubo w 1991 roku. Powstałe wtedy kwaśne chmury przetrwały w atmosferze wiele lat i wpłynęły na ubytek warstwy ozonowej nad Arktyką i Antarktydą. Kolorem czerwonym zaznaczono gazy znajdujące się w wyższych warstwach atmosfery, a niebieskim, w niższych.
Ciągnące się na wysokości 15-25 kilometrów chmury wulkaniczne zwiększają wiosenny ubytek warstwy ozonowej nad Biegunem o 70 procent.
„Połączenie chmur wulkanicznych na niskich wysokościach i polarnych chmur stratosferycznych na wyższych w dużym stopniu zwiększa ubytek ozonu podczas zimnych lat” – mówi Azadeh Tabazadeh, główna autorka opracowania, z związana z należącym do NASA Ames Research Center.
Ekspolzje wulkanów El Chichon w 1982 roku i Mt. Punatubo w 1991 roku były bardzo bogate w siarkę. Utworzone wtedy chmury przetrwały w stratosferze wiele lat. Obserwowana przez należące do NASA satelity eksplozja Pinatubo, wpłynęła na znaczne poszerzenie się dziury ozonowej nad Arktyką.
Erupcje te wywarły też efekt na Biegun Południowy. Symulacje komputerowe wykazały też, że gwałtowny rozrost dziury ozonowej w latach osiemdziesiątych mógł być związany z serią wielkich erupcji wulkanicznych.
„Chociaż zima 1993 roku nie należała do najzimniejszych, zanotowaliśmy największy obserwowany ubytek warstwy ozonowej nad Arktyką. Było to skutkiem działalności chmur powstałych po erupcji Pinatubo, które zwiększyły niszczenie ozonu w niższych warstwach atmosfery” – podkreśla Tabazadeh. – „Zmiany klimatu połączone z działalnością wulkaniczną będą powodować zwiększanie się dziur ozonowych nad oboma biegunami. Nasze badania potwierdzają też, że proces odbudowy warstwy ozonowej jest bardziej złożony niż do tej pory myślano„.
