Вчені розгадали таємницю виверження вулкана 1831 року

Влітку 1831 року над Європою та Північною Америкою почали відбуватися дивні речі. Сонце мерехтіло синім та зеленим кольором, над містами опустилася завіса туману, врожаї загинули, змінилися режими опадів, а потім настала холодна погода. Майже два століття причина цього атмосферного хаосу залишалася загадкою.

Вчені підозрювали, що десь у світі стався виверження вулкана з достатньою силою, щоб викинути сірку високо в стратосферу та охолодити Північну півкулю майже на повний градус Цельсія. Але сам вулкан, його назва та місцезнаходження залишалися невідомими.

Тепер таємницю розгадано. Відповідь ховалася на віддаленому безлюдному острові, який колись використовувався для стоянки радянських атомних підводних човнів.

Острів Сімушир, вузька смуга землі в Курильському архіпелазі між Японією та Росією, є домом для ланцюга з чотирьох вулканів, вишикуваних як вартові вздовж його хребта: Мільна, Заварицький, Прево та Уратман. Жоден з них не вивергався з середини двадцятого століття. Але один з них, Заварицький, є новим кандидатом на джерело великого таємничого виверження 1831 року.

«Ми не мали уявлення, що цей вулкан був відповідальним за драматичне виверження», — розповів Вільям Хатчісон, вулканолог з Університету Сент-Ендрюс та провідний автор нового дослідження. «Він був повністю поза радаром». Дослідження було опубліковано в журналі PNAS у грудні 2024 року.

Ситуація змінилася, коли Хатчісон та його колеги зіставили мікроскопічні уламки вулканічного скла — криптотефру — знайдені в льодовикових кернах Гренландії з відкладеннями попелу, відібраними з кальдери Заварицького. Хімічні підписи виявилися ідентичними.

«Момент у лабораторії, коли ми проаналізували два попели разом, один з вулкана та один з льодовикового керна, був справжнім моментом еврики», — сказав Хатчісон. «Я не міг повірити, що цифри були ідентичними».

Великі виверження, подібні до цього, викидають діоксид сірки в стратосферу, де він утворює сульфатні аерозолі, які відбивають сонячне світло та охолоджують поверхню внизу. Виверження 1831 року викинуло в атмосферу приблизно 12 ± 3,5 терограм сірки — більше, ніж виверження вулкана Пінатубо 1991 року, яке спричинило глобальне похолодання приблизно на 0,6°C.

Використовуючи геохімічний аналіз, дослідники підтвердили, що сірка з льодовикового керна не походила з неглибокого вулканічного джерела, такого як середземноморський острів Фердинандеа, який раніше розглядався як кандидат. На відміну від сірки Фердинандеа, яка б мала характерний ізотопний відбиток від взаємодії з морськими породами, зразки з льодовикового керна не мали таких ознак.

Натомість відбитки вказували на північ — до холодних, продуваних вітрами просторів Курильських островів та до скляних вулканічних уламків Заварицького.

Це загадкове виверження майже не залишило історичних записів. Сімушир був слабо заселений у 1800-х роках — населений лише невеликими поселеннями айнів, російських колоністів та мобілізованих алеутів. Ізольованість острова означала, що ніхто не був свідком події — або якщо й був, їхні свідчення ніколи не дійшли до зовнішнього світу.

Виверження, назване Zav-1, було потужним. Команда використала радіовуглецеве датування, моделювання товщини тефри та порівняння з іншими вулканічними подіями, щоб оцінити його магнітуду між 5,5 та 6. Це ставить його в один клас з виверженням Косегуїни в 1835 році та вулкана Пінатубо в 1991 році.

Вибух створив вкладену кальдеру, видиму й досі. Частина його вулканічного матеріалу — дрібна пемза та попіл — досягла сусідніх островів Чирпой та Уруп. Але найдраматичніший вплив відбувся в небі, за тисячі кілометрів.

У серпні 1831 року спостерігачі по всій Північній півкулі повідомляли про незвично забарвлені сонця та місяці, кільця Бішопа та попіл, що «падав з неба». Хоча деякі з цих спостережень, ймовірно, були спричинені меншим виверженням Фердинандеа ближче до Європи, тривалі кліматичні порушення — включаючи голод в Індії та Японії — збігаються з довготривалою аерозольною завісою від Заварицького.

Відкриття має важливі наслідки не лише для заповнення історичної прогалини. Визначивши Заварицький як джерело, вчені тепер можуть удосконалити кліматичні моделі, які імітують вулканічний вплив — ключовий фактор у розумінні як минулих кліматичних змін, так і майбутніх ризиків від великих вивержень.

Це також підкреслює, як багато залишається невідомим про вулканічні системи Землі. Курильські острови, пронизані активними вулканами та схильні до сейсмічних заворушень, залишаються одним з найменш контрольованих регіонів у Вогняному кільці. Відкриття ролі Заварицького у формуванні клімату дев'ятнадцятого століття ставить тверезе питання: які ще виверження, що змінюють клімат, можуть досі ховатися в геологічних записах?