Vi hører mye om alt det vi mennesker slipper ut i atmosfæren, men planeten vår kan også slippe ut mye på egen hånd. Noen ganger gjør den det på dramatisk vis. 

Et eksempel er da en vannmengde tilsvarende 58.000 olympiske svømmebassenger ble sendt opp i stratosfæren av Hunga Tonga-Hunga Ha’apai-vulkanen (Hunga Tonga) 15. januar i 2022. 

Forskere har nå sett på hva vannet har gjort der oppe. De har funnet ut at vannet blant annet fører til en kraftig svekkelse av ozonlaget. 

– Vi har sett en 14 prosent reduksjon i ozonlaget noen steder, og selv om vi ikke kan forutsi vulkanutbrudd, er det veldig viktig å vite at de kan ha denne effekten, slik at vi kan reagere riktig på det, forklarer Freja Østerstrøm. 

Hun jobber ved Københavns Universitet og Harvard University og er en av forskerne bak den nye vitenskapelige artikkelen. 

Den største konsentrasjonen av vann på 18 år 

Hunga Tonga var ikke et hvilket som helst vulkanutbrudd. Det er det største siden Mount Pinatubo-utbruddet på Filippinene i 1991. Og en innsprøyting av 145 milliarder kilo vann ikke er småtteri. Det tilsvarer nemlig 10 prosent av hele stratosfærens vann samlet på ett sted.

– Det er første gang på lang tid vi ser så mye vann komme inn i stratosfæren på én gang. Vi har fulgt hvordan det har fordelt seg i stratosfæren siden og hvordan det reagerer med andre gasser og partikler der, forklarer Østerstrøm. 

Det har vist seg at vannet svekker ozonlaget lokalt. Det gjør at det slipper inn mer skadelig UV-stråling. Strålingen kan blant annet gi økt kreftfare og skader på naturen. 

Men i året som har gått siden utbruddet, har vannet vært på farten. 78 prosent av det ser ut til å bli på den sørlige halvkulen, og en del av det beveger seg mot Sydpolen, hvor det kan skade ozonlaget enda mer.

En av ozonlagets fiender er KFK-gassene. Det er drivhusgasser basert på klor, fluor eller karbon. Alle disse gassene har sine svakheter. Klor-gassene kan for eksempel holdes i sjakk av nitrogenoksider (NOx), som også finnes i stratosfæren. Dessverre var det ikke bare vann i vulkanens lille «pakke» til stratosfæren, men også svovelsyre. 

De to kombinert kan skape en reaksjon som fjerner nitrogenoksider (NOx) så de ikke kan beskytte ozonlaget mot klor. 

– Denne reaksjonen kan kun skje ved lave temperaturer, så det er ikke uten betydning at store vannmengder beveger seg mot polene, påpeker Henrik Skov. 

Han er professor i atmosfærisk kjemi ved Aarhus Universitet og har lest den nye studien. 

Ubalanse i ozonlaget

Naturlige prosesser i stratosfæren både danner og fjerner ozon i ozonlaget. Når ekspertene snakker om et hull i ozonlaget, mener de ofte en ubalanse i prosessene. Det betyr at det fjernes mer ozon enn det dannes. 

Vanndampen fra vulkanen skaper nettopp en slik ubalanse og vil sannsynligvis fortsette med det i noen år før det er ute av stratosfæren igjen. Da kan balansen komme tilbake, og ozonlaget kan gjenopprettes.

I tillegg til skaden på ozonlaget, påvirker et vannrikt vulkanutbrudd også klimaet annerledes enn et normalt utbrudd. 

– Vulkanutbrudd kjøler vanligvis ned jorden fordi de slipper ut masse svoveldioksid. Men vanndamp er også en drivhusgass, selv om vi ikke tenker på det slik, påpeker Østerstrøm.

Forsktorbjøerne har kunnet se en liten effekt på klimaet, siden den kjølende effekten fra svoveldioksiden blir utjevnet av vannets varmende effekt. Jordens temperatur endrer seg derfor ikke gjennom dette utbruddet.

Brukte modell for å få oversikt over utbruddet 

Studien bygger mest på satellittdata og -observasjoner fra hele jorden. I tillegg bruker forskerne en modell. Den er en simulering av stratosfæren og hvordan den burde reagere på utbruddets tilførsel av forskjellige stoffer som vann og svoveldioksid.

Så har forskerne sammenlignet modellens spådommer med satellittdata fra de siste 18 årene. Modellen stemmer godt overens med satellittobservasjonene.

– Det betyr selvfølgelig ikke at de er en perfekt match, og der hvor modellen tar feil, justerer de litt på den, slik at den forhåpentligvis blir mer treffsikker, forklarer Henrik Skov.

Fordelen med modeller, som forskere også bruker for å få oversikt over klimaendringene, er at de kan brukes til å se frem i tiden og se muligheter for hvordan en situasjon kan utvikle seg.

Modeller har selvfølgelig begrensninger, som forskerne kan se når modellens bilde av stratosfæren for eksempel ikke stemmer med det de faktisk har sett gjennom en satellitt.

– Men det er det beste vi har for å forstå disse mange komplekse prosessene som skjer over hodet på oss, så det er ikke noen kritikk av studien i seg selv, bare viktig å huske på, sier Henrik Skov.

– Hvis vi ikke forstår naturens klimaeffekter, forstår vi ikke våre egne

Forskernes resultater er selvfølgelig viktige for lokale tiltak på steder som opplever vulkanutbrudd, men Hunga Tonga-utbruddets vanndamp blir ikke bare på ett sted. Det gjør forskernes forståelse av vulkanutbrudd viktig også på et globalt plan.

Blant annet har forståelsen av prosessene som settes i gang ved vulkanutbrudd, konsekvenser for klimatiltakene våre.

– For eksempel er det noen som har foreslått å utnytte utbruddenes kjølende effekt som en form for geo-engineering for å regulere jordens temperatur. Da er det veldig viktig å vite at den effekten forsvinner når det er mye vann involvert og  hvilken innflytelse det kan ha for stratosfærisk kjemi og ozonlaget, påpeker Østerstrøm.

Vi kan se vår forståelse av jordens klimaprosesser litt som et puslespill med mange biter: Hvis det bare mangler én bit, har vi ikke det fullstendige overblikket.

– Med andre ord kan vi ikke forvente å forstå de klimaprosessene vi mennesker setter i gang, hvis vi ikke har kontroll på de naturlige prosessene også, forklarer Henrik Skov.

– Derfor er det også stor glede å se en studie som gir oss et sånt godt overblikk. 

© Videnskab.dk. Oversatt av Bjørnar Kjensli for forskning.no. Les originalsaken på videnskab.dk her.

LES OGSÅ:

Overraskende funn om stoffet som kalles atmosfærens støvsuger

FN-rapport: Ozonlaget tilbake til normalen om 40 år – advarer mot klimatiltak