Гора Тамбора — вулкан на острове Сумбава в современной Индонезии , тогда входившей в состав Голландской Ост-Индии , [2] и его извержение 1815 года было самым мощным извержением вулкана в зарегистрированной истории человечества . Это извержение с индексом вулканической взрывоопасности (VEI) 7 выбросило в атмосферу 37–45 км 3 (8,9–10,8 кубических миль) материала , эквивалентного плотным горным породам (DRE), [3] и было самым последним подтвержденным извержением VEI-7. [4]
Хотя извержение вулкана Тамбора достигло своего апогея 10 апреля 1815 года, [5] усиление пара и небольшие фреатические извержения произошли в течение следующих шести месяцев до трех лет. Пепел от столба извержения разлетелся по всему миру и понизил глобальную температуру в результате события, иногда известного как Год без лета в 1816 году. [6] Этот короткий период значительного изменения климата спровоцировал экстремальные погодные условия и неурожаи во многих регионах мира. . Несколько климатических воздействий совпали и взаимодействовали систематическим образом, чего не наблюдалось после какого-либо другого крупного извержения вулкана со времен раннего каменного века .
До 1815 года гора Тамбора пережила несколько столетий покоя , вызванного постепенным охлаждением водной магмы в ее закрытом магматическом очаге. [7] Внутри камеры на глубинах от 1,5 до 4,5 км (от 5 000 до 15 000 футов) происходит выделение жидкой магмы под высоким давлением, образовавшейся во время охлаждения и кристаллизации магмы. Было создано избыточное давление в камере около 4 000–5 000 бар (400–500 МПа; 58 000–73 000 фунтов на квадратный дюйм) с температурой в диапазоне 700–850 ° C (1 290–1 560 ° F). [7] В 1812 году вулкан начал грохотать и образовал темное облако. [8] 5 апреля 1815 года произошло гигантское извержение, за которым последовали оглушительные звуки детонации, услышанные в Макассаре на Сулавеси в 380 км (240 миль), Батавии (ныне Джакарта ) на Яве в 1260 км (780 миль) и Тернате на Молуккские острова находятся в 1400 км (870 миль). Утром 6 апреля на Восточной Яве начал выпадать вулканический пепел , а слабые звуки детонации продолжались до 10 апреля. То, что сначала приняли за звук выстрелов, было услышано 10 апреля на Суматре , на расстоянии более 2600 км (1600 миль). [9]
Около 19:00 10 апреля извержения усилились. [8] Три шлейфа поднялись и слились. [9] : 249 Вся гора превратилась в текучую массу «жидкого огня». [9] : 249 пемз диаметром до 20 см (8 дюймов) начали падать дождем около 20:00, а около 21:00–22:00 последовал пепел. Пирокластические потоки каскадом обрушились с горы к морю со всех сторон полуострова, уничтожив деревню Тамбора . Громкие взрывы раздавались до вечера следующего дня, 11 апреля. Пепельная завеса распространилась до Западной Явы и Южного Сулавеси . В Батавии ощущался запах азота, выпал сильный дождь с оттенком тефры , который окончательно утих между 11 и 17 апреля. [8]
Первые взрывы раздались на этом острове вечером 5 апреля, они были замечены во всех кварталах и продолжались с перерывами до следующего дня. В первую очередь шум почти всегда приписывали дальним пушкам; настолько, что отряд войск был отправлен из Джококарты , полагая, что соседний пост подвергся нападению, и вместе с берегом в двух случаях были отправлены лодки на поиски предполагаемого корабля, терпящего бедствие.
- Мемуары сэра Стэмфорда Раффлза . [9] : 241
Оценка VEI в результате взрыва составила 7. [10] Было выброшено около 41 км 3 (10 кубических миль) пирокластического трахиандезита весом около 10 миллиардов тонн . В результате образовалась кальдера размером 6–7 км ( 3+1 ⁄ 2 – 4+1 ⁄ мили ) в поперечнике и 600–700 м (2000–2300 футов) в глубину. [8] Плотность выпавшего пепла в Макассаре составила 636 кг/м 3 (39,7 фунтов/куб футов). [11] До взрыва высота пика горы Тамбора составляла около 4300 м (14 100 футов), [8] что делало ее одной из самых высоких вершин на Индонезийском архипелаге. После взрыва его пиковая высота упала всего до 2851 м (9354 футов), что составляет примерно две трети его предыдущей высоты. [12]
Извержение Тамборы 1815 года является крупнейшим наблюдаемым извержением в зарегистрированной истории, как показано в таблице ниже. [8] [4] Взрыв был слышен на расстоянии 2600 км (1600 миль), а пепел упал на расстоянии не менее 1300 км (810 миль). [8]
На пути к западной части острова я проехал почти весь Домпо и значительную часть Бимы . Крайние страдания, в которых оказались жители, шокируют. На обочине дороги все еще оставались останки нескольких трупов и следы захоронения многих других: деревни почти полностью опустели, дома рухнули, выжившие жители разошлись в поисках еды. ... После извержения в Биме, Домпо и Санг'ире разразилась сильная диарея , унесшая жизни большого количества людей. Туземцы предполагают, что это произошло из-за питьевой воды, пропитанной пеплом; и лошади также в большом количестве умерли от аналогичной болезни.
— Лейтенант Филипсу по приказу сэра Стэмфорда Раффлза отправиться в Сумбаву. [9] : 248–249.
Вся растительность на острове была уничтожена. Вырванные с корнем деревья, смешанные с пеплом пемзы, были смыты в море и образовали плоты диаметром до пяти километров (трех миль). [8] Между 1 и 3 октября британские корабли Фэрли и Джеймс Сиббальд столкнулись с обширными плотами из пемзы примерно в 3600 км (2200 миль) к западу от Тамборы. [13] 23 апреля облака густого пепла все еще покрывали вершину. Взрывы прекратились 15 июля, хотя выбросы дыма наблюдались лишь 23 августа. Сообщалось о пожарах и грохоте толчков в августе 1819 года, через четыре года после этого события.
Цунами среднего размера обрушилось на берега различных островов Индонезийского архипелага 10 апреля, высотой до 4 м (13 футов) в Сангаре около 22:00. [8] Цунами высотой 1–2 м (3–7 футов) было зарегистрировано в Бесуки, Восточная Ява, перед полуночью, а цунами высотой 2 м (7 футов) – на Молуккских островах . Общее число погибших оценивается примерно в 4600 человек. [14]
Столб извержения достиг стратосферы на высоте более 43 км (141 000 футов). [4] Более крупные частицы пепла оседали через одну-две недели после извержений, но более мелкие частицы пепла оставались в атмосфере от нескольких месяцев до нескольких лет на высотах 10–30 км (33 000–98 000 футов). [8] Продольные ветры разносят эти мелкие частицы по всему земному шару, создавая оптические явления. Продолжительные и ярко окрашенные закаты и сумерки часто наблюдались в Лондоне в период с 28 июня по 2 июля 1815 года и с 3 сентября по 7 октября 1815 года . [8] Свечение сумеречного неба обычно казалось оранжевым или красным у горизонта и фиолетовым или розовым над горизонтом.
Предполагаемое количество смертей варьируется в зависимости от источника. Золлингер (1855) оценивает число прямых смертей в 10 000, вероятно, вызванных пирокластическими потоками. На Сумбаве 18 000 человек умерли от голода или болезней. Около 10 000 человек на Ломбоке умерли от болезней и голода. [15] Петрещевский (1949) подсчитал, что около 48 000 человек были убиты на Сумбаве и 44 000 на Ломбоке. [16] Стотерс в 1984 году и несколько других авторов согласились с утверждением Петрещевского о 88 000 смертей в общей сложности. [8] Однако в журнальной статье 1998 года, написанной Дж. Танги и другими, утверждалось, что цифры Петрещевского необоснованны и основаны на неотслеживаемых ссылках. [17] Пересмотр числа погибших Танги был основан на работе Золлингера о Сумбаве в течение нескольких месяцев после извержения и на заметках Томаса Раффлза . [9] Танги отметил, что на Бали и Восточной Яве могли быть дополнительные жертвы из-за голода и болезней. По их оценкам, 11 000 человек погибли от прямых вулканических воздействий и 49 000 человек погибли от голода и эпидемических заболеваний после извержения. [17] Оппенгеймер писал, что всего погибло не менее 71 000 человек. [4] По оценкам Рида, 100 000 человек на Сумбаве, Бали и других местах погибли от прямых и косвенных последствий извержения. [18]
Извержение вызвало вулканическую зиму . Летом 1816 года в Северном полушарии глобальная температура понизилась на 0,53 ° C (0,95 ° F). Это похолодание прямо или косвенно привело к гибели 90 000 человек. Извержение горы Тамбора стало крупнейшей причиной этой климатической аномалии. [19] Хотя в 1815 году были и другие извержения, Тамбора классифицируется как извержение VEI-7 со столбом высотой 45 км (148 000 футов), затмевающим все остальные как минимум на один порядок величины.
VEI используется для количественной оценки количества выброшенного материала: VEI-7 составляет 100 км 3 (24 кубических миль). Каждое значение индекса ниже этого на один порядок (то есть в десять раз) меньше. Кроме того, извержение 1815 года произошло во время минимума Дальтона , периода необычно низкой солнечной радиации. [20] Вулканизм играет большую роль в изменениях климата, как на местном, так и на глобальном уровне. Это не всегда понималось и не вошло в научные круги как факт до тех пор, пока извержение Кракатау в 1883 году не окрасило небо в оранжевый цвет. [19]
Масштаб извержения вулкана определит значимость воздействия на климат и другие химические процессы, но изменения будут измеряться даже в самой локальной среде. Когда извергаются вулканы, они выбрасывают углекислый газ (CO 2 ), воду, водород, диоксид серы (SO2), хлористый водород , фторид водорода и многие другие газы (Меронен и др., 2012). CO 2 и вода являются парниковыми газами , которые составляют 0,0415 процента и 0,4 процента атмосферы соответственно. Их небольшая доля скрывает их важную роль в улавливании солнечной радиации и переизлучении ее обратно на Землю.
Извержение 1815 года выбросило SO 2 в стратосферу, вызвав глобальную климатическую аномалию. Массу выброшенной при извержении серы оценивали разными методами: петрологическим методом; измерение оптической глубины на основе анатомических наблюдений; и метод концентрации сульфатов в кернах полярного льда с использованием кернов из Гренландии и Антарктиды . Цифры варьируются в зависимости от метода и составляют от 10 до 120 миллионов тонн . [4]
Весной и летом 1815 года на северо-востоке США наблюдался стойкий «сухой туман». Туман покраснел и затемнил солнечный свет, так что солнечные пятна были видны невооруженным глазом. Ни ветер, ни осадки не разогнали «туман». Он был идентифицирован как стратосферная сульфатная аэрозольная завеса. [4] Летом 1816 года страны Северного полушария пострадали от экстремальных погодных условий, получивших название «Год без лета». Средняя глобальная температура снизилась примерно на 0,4–0,7 °C (0,7–1,3 °F), [8] достаточно, чтобы вызвать серьезные проблемы в сельском хозяйстве по всему миру. 4 июня 1816 года сообщалось о заморозках в верховьях Нью-Гэмпшира, штата Мэн (тогда часть Массачусетса), Вермонта и северного Нью-Йорка. 6 июня 1816 года в Олбани, штат Нью-Йорк, и Деннисвилле, штат Мэн, выпал снег . [4] 8 июня 1816 года сообщалось, что снежный покров в Кэботе, штат Вермонт, все еще оставался глубиной 46 см (18 дюймов). [22] Такие условия продолжались как минимум три месяца и уничтожили большинство сельскохозяйственных культур в Северной Америке. Тем летом в Канаде наблюдались сильные холода. Снег глубиной 30 см (12 дюймов) скопился возле Квебека с 6 по 10 июня 1816 года.
Вторым самым холодным годом в Северном полушарии примерно с 1400 года стал 1816 год, а 1810-е годы — самое холодное десятилетие за всю историю наблюдений. Это было следствием извержения Тамборы в 1815 году и, возможно, еще одного извержения VEI-6 в конце 1808 года . Аномалии приземной температуры летом 1816, 1817 и 1818 годов составляли -0,51 ° C (-0,92 ° F), -0,44 ° C (-0,79 ° F) и -0,29 ° C (-0,52 ° F) соответственно. . [10] В некоторых частях Европы зима также стала более бурной. [ нужна цитата ]
Эту климатическую аномалию обвиняют в серьезности эпидемий тифа в юго-восточной Европе и вдоль восточного Средиземноморья в период с 1816 по 1819 год. [4] Изменения климата нарушили индийские муссоны , вызвали три неурожая и голод, а также способствовали распространению новый штамм холеры , возникший в Бенгалии в 1816 году. [23] Зимой 1816–1817 годов в Новой Англии погибло много скота. Холодные температуры и проливные дожди привели к неурожаю на Британских островах . Семьи в Уэльсе путешествовали на большие расстояния в качестве беженцев, выпрашивая еду. Голод распространился на севере и юго-западе Ирландии из-за неурожая пшеницы, овса и картофеля. Кризис был тяжелым в Германии, где резко выросли цены на продукты питания , а во многих европейских городах прошли демонстрации перед зерновыми рынками и пекарнями, за которыми последовали беспорядки, поджоги и грабежи. Это был самый страшный голод 19 века. [4]
Вулканизм влияет на атмосферу двумя различными способами: кратковременное похолодание, вызванное отраженной инсоляцией , и долгосрочное потепление из-за повышенного уровня CO 2 . Большая часть водяного пара и CO 2 собирается в облаках в течение нескольких недель или месяцев, поскольку оба они уже присутствуют в больших количествах, поэтому эффекты ограничены. [24] Было высказано предположение, что извержение вулкана в 1809 году также могло способствовать снижению глобальной температуры. [21]
По большинству расчетов, извержение Тамборы было, по крайней мере, на полный порядок ( в 10 раз ) сильнее, чем извержение горы Пинатубо в 1991 году . вершина горы обрушилась, образовав кальдеру, уменьшив высоту вершины на треть. Около 100 км 3 (24 кубических миль) горных пород было выброшено в воздух. (Уильямс 2012) [ нужна ссылка ] В атмосферу также были выброшены токсичные газы, в том числе сера, вызывающая легочные инфекции. (Коул-Дай и др. 2009) [ нужна цитата ] Вулканический пепел имел глубину более 100 см (40 дюймов) в пределах 75 км (45 миль) от извержения, в то время как в районах в радиусе 500 км (300 миль) наблюдалось падение пепла высотой 5 см (2 дюйма), и пепел можно было найти на расстоянии до 1300 км (810 миль). [4] Пепел сжег и задушил посевы, что привело к немедленной нехватке продовольствия в Индонезии. (Cole-Dai et al. 2009) [ нужна ссылка ] Выбросы этих газов, особенно хлористого водорода , привели к тому, что осадки стали чрезвычайно кислыми, погибла большая часть посевов, которые выжили или начали давать бутоны весной. Нехватка продовольствия усугублялась наполеоновскими войнами , наводнениями и холерой. [4] Его энерговыделение было эквивалентно примерно 33 гигатоннам в тротиловом эквиваленте (1,4 × 10 20 Дж ). [25]
Пепел в атмосфере в течение нескольких месяцев после извержения отражал значительное количество солнечной радиации, вызывая не по сезону прохладное лето, что способствовало нехватке продовольствия. [4] В Китае, Европе и Северной Америке зафиксированы температуры ниже нормы, которые опустошили их урожаи. Изменился сезон дождей в Китае и Индии, что вызвало наводнение в долине Янцзы и вынудило тысячи китайцев бежать из прибрежных районов. (Granados et al. 2012) [ необходима ссылка ] Газы также отразили часть уже снизившейся приходящей солнечной радиации, вызвав снижение глобальной температуры на 0,4–0,7 °C (0,7–1,3 °F) в течение десятилетия. Ледяная плотина образовалась в Швейцарии летом 1816 и 1817 годов, за что 1816 год получил название «Год без лета». [24] Зимние месяцы 1816 года мало чем отличались от предыдущих лет, но весна и лето поддерживали прохладную температуру. Однако зима 1817 года была радикально иной: температура ниже -34 ° C (-30 ° F) в центральном и северном Нью-Йорке, которая была достаточно холодной, чтобы заморозить озера и реки, которые обычно использовались для перевозки грузов. И Европа, и Северная Америка пострадали от заморозков, которые продолжались вплоть до июня, а в августе снег накопился до 32 см (13 дюймов), что привело к гибели недавно посаженных культур и нанесло ущерб пищевой промышленности. В 1816 году продолжительность вегетационного периода в некоторых частях Массачусетса и Нью-Гэмпшира составляла менее 80 дней, что привело к неурожаю (Оппенхаймер, 2003). Визуально уникальные закаты наблюдались в Западной Европе, а красный туман наблюдался вдоль восточного побережья США. Эти уникальные атмосферные условия сохранялись в течение большей части 2,5 лет. (Робок 2000) [ нужна ссылка ]
Ученые использовали ледяные керны для мониторинга атмосферных газов в холодное десятилетие (1810–1819 гг.), и результаты оказались озадачивающими. Концентрация сульфатов , обнаруженная как на станции Сайпле , в Антарктиде, так и в центральной Гренландии , подскочила с 5,0 [ необходимы разъяснения ] в январе 1816 года до 1,1 [ необходимы разъяснения ] в августе 1818 года. [21] Это означает, что в атмосферу было выброшено 25–30 тераграммов серы. , большая часть которого пришла из Тамборы, после чего последовало быстрое снижение в результате естественных процессов. Тамбора вызвала самый большой сдвиг концентрации серы в ледяных кернах за последние 5000 лет. Оценки выхода серы варьируются от 10 тераграмм (Black et al. 2012) [ нужна ссылка ] до 120 тераграммов (Stothers 2000) [ нужна ссылка ] при этом среднее значение оценок составляет 25–30 тераграммов. Высокие концентрации серы могли вызвать четырехлетнее стратосферное потепление примерно на 15 °C (27 °F), что привело к задержке снижения температуры поверхности, которая продолжалась в течение девяти лет (Cole-Dai et al. 2009) [ цитата по Необходимо ] Это было названо « вулканической зимой », похожей на ядерную зиму из-за общего снижения температуры и ужасных условий ведения сельского хозяйства. [4]
Климатические данные показали, что разница между дневными минимумами и максимумами могла сыграть роль в более низкой средней температуре, поскольку колебания были гораздо более сдержанными. В целом утро было теплее из-за ночной облачности, а вечера были прохладнее, потому что облака рассеялись. Были задокументированы колебания облачного покрова в различных местах, что позволяет предположить, что это было ночное явление, и солнце уничтожило их, как туман. [4] Граница классов между 1810 и 1830 годами без учета вулканических возмущений составляла около 7,9 ° C (14,2 ° F). Напротив, в годы вулканических возмущений (1815–1817) изменение составило всего около 2,3 ° C (4,1 ° F). Это означало, что средний годовой цикл в 1816 году был более линейным, чем колоколообразным, а в 1817 году наблюдалось похолодание по всем направлениям. Юго-восточная Англия, северная Франция и Нидерланды испытали наибольшее похолодание в Европе, а также Нью-Йорк, Нью-Гэмпшир, Делавэр и Род-Айленд в Северной Америке. [24] Задокументированное количество осадков на 80 процентов превышало расчетную норму для 1816 года, при этом необычно большое количество снега выпало в Швейцарии, Франции, Германии и Польше. Это снова контрастирует с необычно низким количеством осадков в 1818 году, что вызвало засухи на большей части Европы и Азии . годы. Также зарегистрировано снижение температуры океана вблизи Балтийского , Северного и Средиземного морей. Похоже, это было индикатором изменения характера океанической циркуляции и, возможно, изменения направления и скорости ветра. (Меронен и др., 2012) [ нужна ссылка ]
Принимая во внимание минимум Дальтона, а также наличие голода и засухи, предшествовавших извержению, извержение Тамборы ускорило или усугубило экстремальные климатические условия 1815 года. В то время как другие извержения и другие климатологические события привели бы к глобальному похолоданию примерно на 0,2 °C ( 0,4 °F), Тамбора существенно увеличила этот показатель. [21]
Источник: Оппенгеймер (2003), [4] и Смитсоновская программа глобального вулканизма для VEI. [28]
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Геологической службы США .
