Čo spôsobia výbuchy supervulkánov v atmosfére Zeme a ako s tým súvisia maľby starých majstrov? Z písomných historických záznamov poznáme presné dátumy viacerých vulkanických erupcií s celoplanetárnym dosahom. To čo presne nevieme je stav atmosféry v nasledujúcich rokoch po výbuchu.
Historické záznamy nám napríklad hovoria, že výbuch sopky Krakatoa v roku 1883, pri ktorom táto vyvrhla do atmosféry približne 1000 kilometrov kubických sopečného materiálu, spôsobil stmavnutie oblohy po celej Zemi. Ďalším optickým efektom boli červenšie západy slnka po celej planéte v nasledujúcich rokoch po výbuchu.
Vďaka erupcii sa do stratosféry dostalo nezvyčajne veľké množstvo oxidu siričitého (SO2), čo následne viedlo ku globálnemu nárastu množstva kyseliny sírovej vo vysokej oblačnosti. Tým narástla odrazivosť oblakov a tak sa celkové množstvo slnečného svetla odrazeného Zemou zvýšilo. Väčšie množstvo odrazeného svetla znamená menej svetla dopadajúceho na povrch Zeme, čo znamená zníženie teplôt. Krakatoa takto v nasledujúcom roku po explózii spôsobila pokles teplôt na severnej pologuli o 1,2 stupňa Celzia. Predchádzajúca, ešte väčšia erupcia rovnakého vulkánu v roku 535 výraznejšie ochladila globálnu klímu čo viedlo k dvom rokom celoplanetárnej neúrody a následným hladomorom. Historické letopisy z roku 535 obsahujú zmienky o mimoriadnych suchách či o augustovom snežení v Číne.
Aby sa dali čo najpresnejšie popísať procesy v atmosfére po výbuchoch supervulkánov, je potrebné poznať stav atmosféry po nich. Keďže z daných období pravdaže žiadne priame merania neexistujú využívajú sa metódy ako meranie obsahu kyseliny sírovej v ľade z polárnych vrtov.
Odčítanie koncentrácie aerosólov z malieb starých majstrov je jednou z alternatívnych metód. V článku, ktorého hlavným autorom je Christos Zerefos Aténskej Akadémie zverejnenom v magazíne Atmospheric Chemistry and Physics sa uvádzajú výsledky získané prieskumom malieb starých majstrov. Podobný výskum už tím vedený Zerefosom realizoval a výsledky publikoval v roku 2007 v rovnakom magazíne, avšak vtedy skúmal reprodukcie obrazov z webov galérií. Tentoraz výsledky spresnili a potvrdili experimentom.
Maľby starých majstrov z posledných piatich storočí boli zoskupené po 50 ročných periódach. Celkovo šlo o 554 obrazov z rôznych svetových galérií, ako napríklad sieť galérií Tate a National Gallery v Londýne. Pre všetky obrazy v každej perióde bol určený pomer červenej a zelenej farby v časti obrazov s oblohou v okolí horizontu. Pomer zelenej a červenej farby v slnečnom spektre v atmosfére Zeme koreluje (vyvíja sa v zhode) s obsahom aeorsólov či prachu v atmosfére. Z týchto pomerov je potom možné určiť priehľadnosť atmosféry v prípade výskytu aerosólov v atmosfére, akými sú aj vulkanické aerosóly.
Caspar David Friedrich, Žena pred zapadajúcim Slnkom, 1818. Jeden z obrazov
použitých pri výskume. Červenšia obloha tri roky po výbuchu Indonézskej sopky
Tambora v roku 1815. Jej výbuch viedol v nasledujúcom roku k takzvanému
"roku bez leta", keď napríklad v lete vo Švajčiarsku mrzlo.
Edgar Degas, Závodné kone, 1885. Červená obloha po výbuchu sopky Krakatoa v roku 1883.
Vulkanickým obdobím pre tento výskum bol rok výbuchu sopky a tri roky po ňom. Metóda identifikovala zhoršenie priehľadnosti atmosféry pre všetky veľké sopečné výbuchy v posledných storočiach.
Ako zistíte, že meranie pomeru červenej a zelenej na obrazoch verne popisuje situáciu v atmosfére? Presnejšie povedané, ako potvrdíte, že to čo vidí oko maliara a to čo následne namaľuje je skutočne dostatočne presné? Najlepšie ak to potvrdíte experimentom. Autori výskumu požiadali známeho gréckeho maliara Panayiotisa Tetsisa aby namaľoval západy Slnka na gréckom ostrove Hydra v Egejskom mori v období počas a po prechode Saharských aerosólov atmosférou v okolí ostrova (19. a 20. júna 2010). Miesto nebolo vybrané náhodne. Podmienkou bola čo najmenšia koncentrácia aerosólov, čo pre Hydru platí. Na ostrove žijú len dve tisícky obyvateľov a autá sú zakázané.
Z Tetsisových obrazov odčítali pomer oboch farieb a porovnali to so spektroskopickým meraním. Zhoda bola vysoká, odchýlky v pomere farieb dosiahli hodnoty medzi -2.6% a +1.6%. Je zaujímavé s akou vysokou presnosťou umenie zaznamenáva priehľadnosť atmosféry. Rovnako tak sa ukázalo, že umelecká škola nemá na toto meranie veľký vplyv. A aj keď maliarov štýl, či starnutie plátna môže mať v individuálnych prípadoch vplyv na pomer červenej a zelenej farby, ak sa vezme dostatočne veľký počet malieb od rôznych majstrov, tieto individuálne vplyvy sa marginalizujú. Výsledky potvrdili aj známy fakt, že obsah aerosólov, teda znečistenie atmosféry v predindustriálnej ére bolo menšie než v industriálnej.
Na konci článku jeho autori poeticky píšu "Hlavným záverom je, že príroda hovorí k srdciam a dušiam umelcov. Keď maľujú západ Slnka, pomer červenej a zelenej farby vnímaný ich mozgom obsahuje dôležitú environmentálnu informáciu."
Tabuľka najväčších sopečných erupcií za posledných 500 rokov.
(1) VEI je index vulkanickej explozivity (Volcanic Explosivity Index). Ide o dekadickú logaritmickú stupnicu kde stupeň 6 znamená najmenej 10 km3 vyvrhnutého materiálu, stupeň 7 najmenej 100 km3 vyvrhnutého materiálu. VEI 6 nastáva v priemere raz za 100 rokov, VEI 7 raz sa 1000 rokov.
Zdroj: www.atmos-chem-phys.net
Add new comment