Los volcanes pueden tener un impacto significativo en el clima global, tanto a corto como a largo plazo. Durante una erupción, grandes cantidades de gases, como dióxido de azufre (SO₂), cenizas y partículas finas, son expulsadas a la atmósfera. El dióxido de azufre, al combinarse con el vapor de agua, forma aerosoles de ácido sulfúrico que reflejan la luz solar y contribuyen a enfriar la atmósfera. Este fenómeno, conocido como "invierno volcánico", puede reducir temporalmente las temperaturas globales, alterando patrones climáticos y causando periodos de enfriamiento que duran desde meses hasta varios años. Sin embargo, este enfriamiento es generalmente de corta duración en comparación con el calentamiento global a largo plazo causado por gases de efecto invernadero.
En algunos casos, las erupciones volcánicas pueden también liberar dióxido de carbono (CO₂), aunque en cantidades mucho menores que las liberadas por la actividad humana. A largo plazo, los volcanes pueden influir en el clima a través de la liberación de estos gases, en erupciones de grandes proporciones y larga duración.
La atmósfera terrestre y la contribución de la actividad volcánica
La atmósfera terrestre ha ido cambiando constantemente a lo largo del tiempo geológico y en relación directa con el volcanismo. La primera atmósfera que se formó, producto del masivo impacto meteorítico sobre la superficie terrestre y que escapó hacia el espacio, dio paso a la formación de una segunda atmósfera generada, en gran manera, por la desgasificación terrestre a través de los volcanes y se continúa modificando actualmente por el mismo proceso. La emanación de gases volcánicos (H₂O, CO₂, S, F, Cl, N, …) ha permanecido más o menos constante a lo largo de la historia de la Tierra (4500 millones de años). La composición gaseosa de la atmósfera ha evolucionado debido a varios cambios forzosos durante este tiempo. Al principio, la atmósfera estaba dominada por el dióxico de carbono (CO₂) de origen volcánico, después de lo cual la fotosíntesis y el enterramiento del carbón orgánico dieron paso a la acumulación de oxígeno.
La aportación masiva de vapor de agua volcánico a medida que aumentó la actividad volcánica contribuyó a la formación de los océanos. El tiempo necesario para alcanzar una concentración óptima de oxígeno fue del orden de unos 2000 millones de años y desde entonces la atmósfera ha evolucionado hasta su composición actual (78 % en volumen de nitrógeno y 21 % de oxígeno, con todas las otras especies gaseosas formando el total 1 % restante). El contenido predominante en nitrógeno es debido a la naturaleza inerte de dicho gas.
Otros gases han intervenido en los ciclos bioquímicos de forma que se incorporan a la Tierra sólida, pero el nitrógeno es poco reactivo y ha permanecido mayoritariamente en la atmósfera. En el caso del CO₂, a pesar de su continua presencia en la desgasificación volcánica, parece que su presencia en la atmósfera ha ido decreciendo con el tiempo geológico. Sin embargo, también han existido picos en la desgasificación terrestre que se corresponden con elevados niveles de volcanismo que han podido contribuir a picos en el contenido en CO₂ atmosférico y, por lo tanto, a periodos de calentamiento climático durante la historia terrestre. En la actualidad el contenido atmosférico del CO₂ ha incrementado drásticamente en las últimas décadas debido al efecto antrópico, principalmente por la combustión de combustibles fósiles, lo que está desequilibrado el sistema atmosférico y contribuyendo significativamente al cambio climático que estamos viviendo.
Aunque hay una aceptación generalizada de que el cambio climático global actual es, en gran parte, debido a la emisión de los gases invernadero por efecto de las actividades industriales y antrópicas, la historia geológica de la Tierra muestra que el clima mundial ha cambiado constantemente. En parte, esto puede estar relacionado con la alta temperatura inicial de la Tierra, inmediatamente después de su formación y su enfriamiento progresivo desde entonces. También se puede atribuir al cambio composicional progresivo de la atmósfera de la Tierra a través del tiempo. También sabemos que los gases volcánicos y los resultantes aerosoles atmosféricos tienen efectos directos sobre el cambio climático. Aunque las erupciones volcánicas suelen producir efectos a corto plazo sobre el clima, las erupciones muy grandes podrían tener efectos más profundos, quizás incluso provocando etapas glaciales e incluso cambio climático, tanto como para causar extinciones en masa.
Impacto del volcanismo sobre el clima
Algunas erupciones históricas han registrados efectos atmosféricos con descensos o aumentos de la temperatura global en los pocos años inmediatamente posteriores a las erupciones, como ha sido el caso de Laki (1783) en Islandia, Tambora (1815) y Krakatoa (1883), ambas en Indonesia, o la del Pinatubo (1990) en Filipinas. Sin embargo, en todas ellas está comprobado que el efecto climático fue muy acotado en el tiempo. Incluso la erupción de la caldera de Toba, en Indonesia hace unos 75000 años y que emitió más de 3000 km3 de material volcánico, se está descartando como la causante de la extinción masiva de homínidos que ocurrió en dicha época, al haberse comprobado que sus efectos climáticos no fueron tan relevantes ni duraderos como se pensaba.
Sin embargo, los “Flood Basalts”, inmensas extensiones de lavas basálticas, resultantes de erupciones gigantescas y de larga duración, de decenas a centenares de miles de años, como es el caso de los Deccan Traps en la India o el Columbia River Plateau en EE. UU., sí se consideran con suficiente impacto potencial para causar efectos climáticos duraderos a escala global. De hecho, algunas de las extinciones en masa más importantes, como las ocurridas en la transición entre los periodos Pérmico y Triásico, se atribuyen al efecto directo de este tipo de grandes erupciones por emisión masiva de gases volcánicos a la atmósfera, sobre todo SO₂ y CO₂.
Sin embargo, los efectos indirectos de la actividad volcánica en el cambio climático global, como parte del ciclo de las placas tectónicas de la Tierra, rara vez se consideran. Estos procesos geodinámicos han sido, probablemente, más importantes en el control a largo plazo del cambio climático global que los efectos relativamente cortos de las principales erupciones volcánicas. Por ejemplo, si consideramos el efecto de la expansión del fondo marino y de la tectónica de placas en el clima, vemos que los continentes se mueven constantemente sobre la faz de la Tierra, cambiando de latitud y clima. Así pues, y solamente por este mecanismo, el clima de casi todos los continentes está cambiando, y esto no tiene nada que ver con las emisiones de gases de efecto invernadero.
Otro efecto importante causado por la actividad volcano-tectónica son los cambios en las tasas de difusión en las dorsales oceánicas. El aumento de las tasas de propagación se debe al aumento de las tasas de convección del manto por debajo de las dorsales oceánicas. Esto hace que el desplazamiento de las placas en las dorsales implique el desplazamiento de grandes volúmenes de agua de mar, causando la transgresión o la inundación de todas las costas continentales y las llanuras costeras a nivel mundial. Esto hace que la superficie de los océanos aumente, y el albedo de la Tierra (la reflectividad de la radiación solar) aumente, provocando un enfriamiento global.
Por el contrario, cuando se reduce la tasa de apertura de las dorsales, esto conlleva una regresión global y una disminución del albedo global, ya que la superficie continental aumenta y está más expuesta y absorbe más radiación solar que el agua de mar, y por lo tanto conduce al calentamiento global. Del mismo modo, la apertura del fondo marino en las dorsales y, por tanto, el movimiento de las masas continentales sobre la faz del planeta tiene efectos importantes sobre los principales patrones de la circulación oceánica actual y sobre la distribución de las masas de hielo, lo que también influye sobre el albedo y la insolación solar.
Conclusiones
En resumen, vemos como el volcanismo, ya sea de una forma directa mediante la desgasificación del interior de la Tierra a través de las erupciones, ya sea de manera indirecta como respuesta al movimiento de las placas tectónicas, tiene una incidencia importante sobre la creación y evolución de la atmósfera terrestre y sobre el clima. La escala geológica a la que se registra la mayoría de estos cambios no los hace perceptibles a la escala humana o, al menos, no los percibimos como predominantes sobre otras causas. Sin embargo, debemos tener claro que el registro geológico nos muestra cómo el clima terrestre ha ido variando a lo largo de la historia del planeta, con alternancia de periodos más cálidos con periodos más fríos, y cómo el volcanismo ha sido responsable de algunos de estos cambios.
Dr. Joan Martí Molist
Profesor de Investigación del CSIC
