Volkanik patlamalar ve iklim değişikliği

İklim değişikliği yazı dizisi-9

Volkanik patlama (volkanizma), magma ve gazların yerkabuğu boyunca yükselerek yüzeyde ya da atmosferde yayılmasıdır.  Günümüzde, yaklaşık 550 volkan aktiftir. Bunlar tarihsel zaman içerisinde püskürmüşlerdir. Aktif volkanlar olarak en iyi bilinenler; Hawaii Adaları’ndaki Mauna, Lao ve Kilauena, Sicilya’daki Etna, Japonya’daki Fujiyama ve Washington’daki St. Helens Dağları’dır. 

Aktif volkanlara ilaveten pasif volkanlar vardır.  Bunlar, günümüzde aktif değildir ama yine püskürebilirler. İtalya’da Vezüv M.S. 79’da püskürmüş ve Herkülenyum ve Pompei şehirlerini yok etmiştir.

Bazı volkanlar, püskürdükten sonra faaliyet göstermemişlerdir ve tekrar püskürme ihtimali yoktur. Bunlar sönmüş ya da aktif olmayan volkanlardır. Magmanın içerdiği gaz oranı değişebilir. Ağırlık olarak yüzde birkaçı geçmez. Magmada çok az miktarda gaz olsa bile, onlar tehlikeli olabilirler ve bazen iklimi etkileyecek miktarlara ulaşabilirler.

Volkanik gazlar

Günümüzde, volkanlardan alınan gaz örneklerinin %50-80’i su buharıdır. Az miktarda, karbondioksit, nitrojen, sülfür gazları (özellikle sülfür dioksit ve hidrojen sülfür) ve çok az miktarlarda karbon monoksit, hidrojen ve klor da içerirler. 

Kaliforniya’daki Lassen Volkanik National Park’da gaz çıkışları devam eder. Böyle gaz sahalarında, insanlar hidrojen sülfürün çürük yumurta kokusunu fark ederler.

Magma yüzeye doğru çıkarken basınç azalır ve gazlar yayılmaya başlar. Yüksek viskozlu felsik magmalarda yayılma durur ve gaz basıncı artar. Sonunda gaz basıncı bir patlamaya neden olacak ve kül gibi piroklastik malzeme üretecek kadar artar. Tersine, düşük viskozlu mafik magmalar gazların çıkışına (V) şeklinde yayılışına izin verirler. Bu nedenle mafik magmalar, genellikle oldukça sessiz volkanik faaliyetlerde bulunurlar.

Çoğu volkanik gazlar, atmosfere yayılır ve insanlar için az da olsa tehlike yaratabilir;  ancak birkaç nadir durumlarda, insanlar için felakete neden olmuşlardır. 1783’de İzlanda’daki Laki çatlağından çıkan sülfür dioksit gazları, mahvedici etkiler yapmıştır. Yaklaşık %75 evcil hayvan ölmüş, gazların sebep olduğu düşük sıcaklık ekinlere zarar vermiş ve nüfusun yaklaşık %25’i ölmüştür.

Büyük volkanik patlamalar, yerel alanlara zarar verdiği gibi daha geniş alanlar boyunca, bazen dünya çapında iklim değişikliklerine neden olabilir. 

1873’deki Laki faaliyetleri, Benjamin Franklin’in adlandırdığı ‘kuru sis’ oluşturmuştur. Bu sis, Avrupa’daki bol güneşli havayı kapatmıştır.

Avrupa’da ve Kuzey Amerika’nın doğusunda 1783-1784 yıllarındaki kış aylarında sıcaklık –4,8 ⁰C olmuştur. Kuru sisin sebep olduğu, 225 yılda görülen en soğuk kışı olmuştur.

1986 yılında, Afrika’nın Kamerun bölgesinde karbon dioksit bulutu 1.746 kişinin boğularak ölmesine neden olmuştur. Gazlar, volkanik krater üzerinde oluşan, Nyos Gölü’nün sularında bulunmaktadır. Gazın aniden gölden nasıl patladığı üzerinde görüş birliği yoktur. Gaz, havadan daha yoğun olduğundan dağ yamacından aşağıya doğru ilerledi. Gazın yoğunluğu ve hızı, gölden yaklaşık 23 km uzaklığa kadar olan alanlarda bulunan bitki ve ağaçları harap edecek, binlerce hayvanı ve çoğu insanı öldürecek  kadardır.

Volkanik faaliyetler ve iklim değişikliği

Atmosfere yayılan volkanik küller, iklim üzerinde bazı etkiler yaratabilir. Bununla beraber, (çok ince malzemeler hariç) küller hemen yüzeye çöker ve uzun süreli etkileri olmaz.  Büyük patlamalardan yayılan sülfür gazlarının çok daha ciddi etkileri vardır. Atmosferde yıllarca kalan gaz molekülleri, güneş sistemindeki radyasyon tarafından emilir ve uzaya gönderilir. 1816 yılında, Avrupa’da, ABD’nin Kanada’nın doğusunda, soğuk bahar ve yaz havası kuru sis nedeniyledir. 

Kuzey Amerika’da; 1816 yılı yazsız kış ya da 18. yüzyıldaki donarak ölüm diye bilinir.  New England’da yaz boyunca ekinlere zarar veren ve kıtlıklara sebep olan öldürücü buzlanmalar meydana gelmiştir.

1816 yılının soğuk geçen baharın ve yazın nedeni olarak insanlık tarihini en büyük ve en öldürücü patlaması olarak bilinen Endonezya’daki Tambora volkanının 1815’deki patlaması gösterilmiştir. Filipinlerdeki Mayon Volkanı’nın püskürmesi de, 1816 yılının soğuk geçen baharın ve yazın sebebi oldu. 

Tarihte, iklimi etkileyen diğer patlamalardan biri 1883’deki Krakatau faaliyetidir. Ömrü boyunca sayısız defa volkanik patlamalarla kimliği değişmiş yaşlı dünyamızın kaydedilen tarih içerisinde gördüğü en büyük ve ölümcül volkanik patlama Endonezya’nın Sumbawa adasında bulunan Tambora Volkanı’nın patlamasıdır. 10 Nisan 1815 tarihinde gerçekleşen ve binlerce km ötedeki ülkelerden bile duyulan bu patlama ile 160 km³’lük malzeme yeryüzünün içinden dışarı fışkırmıştır. İlk etapta yağan lav ve kayalar sonucu 12 bin kişi hayatını kaybetmiştir. Fakat patlamanın yarattığı kül serpintisi nedeniyle bölgedeki tüm tarım üretimi tamamen durmuş ve dolayısıyla toplamda açlık ve hastalık yüzünden ölenlerin sayısı 90 binden fazla olmuştur. Bu patlama o kadar büyük olmuştur ki, kuzey kürede volkanik kış denilen fenomeni ortaya çıkarmıştır. Bu sebeple, 1816 yılında Kuzey yarımkürede yaz hiç yaşanmamış olup, tarım ve hayvancılığın ölümü sebebiyle 19. yüzyılın gördüğü en büyük kıtlık ortaya çıkmıştır.

1980 yılındaki St. Helens patlaması, Tambora ve Krakatao patlaması ile mukayese edildiğinde küçük sayılırdı. Üstelik sülfür gazı çok fazla yayılmadı ve patlamanın yatay olarak ilerlemesi sonucu volkandan çıkan malzeme atmosfere yükselmedi. Fakat 1982’deki Meksika’daki çok daha küçük olan El Chichon patlamasından çıkan sülfür gazı, diğer gazlar ve küllerin düşey olarak atmosfere, iklimi daha fazla etkiledi.

Çoğu piroklastik malzemeler, kül olarak püskürür ve tane boyları 2 mm’den küçüktür. Kül volkandan ya kül püskürmesi ya da kül akıntıları şeklinde çıkar. Kül püskürmesinde, kül atmosfere yükselir ve geniş alanlara yayılarak çökelir.

1947’de, İzlanda’daki, Hekla volkanından püsküren küller, Helsinki Finlandiya‘ya kadar uzanan 3.800 km’lik bir alana yayıldı. Yaklaşık 10 milyon yıl önce, şimdiki Nebraska’nın kuzeydoğusundaki birçok gergedan, at, deve ve diğer memeliler volkanik küllere gömülmüşlerdi. Volkanik küller, 1.000 km’den daha geniş bir alana yayılan New Meksiko’daki püskürmeden kaynaklanıyordu. Kül ve gaz bulutları, kara yüzeyine yakın olarak kül akıntıları şeklinde akar. Böyle akıntılar, saatte 100 km’den daha hızlı hareket eder ve geniş alanları kaplar. Külden daha büyük olan, 2-64 mm arasında tane büyüklüğüne sahip piroklastik malzemeler lapilli olarak bilinirler. 

64 mm’den daha büyük olanlar; bomba veya blok olarak adlandırılırlar. Bükülmüş, akıntı şeklini almış bombalar, magmadan fırlatılmış damlaların havada soğuyup katılaşmasıyla oluşurlar. Bloklar volkan kanallarından ya da katılaşmış magma kabuğundan kopan köşeli kaya parçalarıdır. Volkanik bomba ve blokların büyük boyutlu olması nedeniyle, kül gibi geniş alanlara yayılmazlar. Onların yayılımı, volkanizmanın yakın çevresiyle sınırlıdır.

12 Haziran 1991 yılında Filipinlerdeki Pinatubo Yanardağı’nın püskürmesi ile 800 kişi ölmüştür. İki gün boyunca Pinatubo, 10 milyar ton magma ve 20 milyon ton kükürt dioksit çıkarmıştır. Çıkan gazlar dünya iklimini üç yıl süreyle etkilemiştir. Ortalama 800 bin ton çinko, 600 bin ton bakır, 550 bin ton krom, 100 bin ton kurşun, 1000 ton kadmiyum, 10 bin ton arsenik, 800 ton cıva, 30 bin ton nikel çıkmış olduğu hesaplanmıştır.

İzlanda’da Nisan 2010 yılı Nisan ayında patlayan Eyyafyallayökull volkanı, hava durumunu olumsuz etkilemiş, başta Avrupa olmak üzere uçak seferleri yapılamamıştır.

Lav akmaları

Lavlar genellikle televizyonda ve filmlerde insanlara büyük zararlar veren kızgın akıntılar ve ergimiş akkor halindeki kaya materyalleri olarak tanımlanır. Günümüzde lavlar binalara ve tarlalara zarar verseler de volkanizmanın en az tehlikeli faaliyetlerindendir. 

Çoğu lavlar, yarı katı, yarı sıvı olduklarından, hızlı hareket etmezler ve eğim aşağı akarlar. Lavlar püskürdüğü zaman, kolaylıkla izleyeceği patika belirlenecek ve lavdan etkilenmesi muhtemel insanlar bölgeden uzaklaştırılacaktır.

Lavların akış geometrisi, onların viskozitesine ve yerin topoğrafyasına bağlı olarak değişir. Lavlar vadi boyunca akmıyorlarsa, ince akıntılar şeklinde yayılır. Daha çok viskoz ise lob veya farklı özellikte yapılar oluşturacak şekilde akar.

Ülkemizde volkan patlaması olmasa da, dünyadaki diğer volkan patlamaları sonucunda atmosfere yayılan toz ve gazlardan, volkanik küllerden ve lav akmalarından dünya iklimi etkilenmektedir.

Dr. Eşref Atabey

Jeoloji Yüksek Mühendisi / Tıbbi Jeoloji Uzmanı / Yazar

Kaynaklar

Eşref Atabey. 2021. Yer kökenli Tehlikeler. Doğa ve Antropojenik Tehlikeler-1, Sarmal Kitabevi. 151s. 1.Baskı, Mayıs 2021. İstanbul. ISBN 978-625-7647-39-7.

[2] Garrett, R. G. 2005.Natural distribution and abundance of elements. Essentials medical geology, Impacts of the Natural environments on public Health (Eds. O. Selinus, B. Alloway, J. A. Centeno, R. B. Finkelman, R. Fuge, U. Lindh ve P. Smedley). Chapter 12. 17-41. Elsevier Academic Press.