월식은 중세 화산 활동의 시기와 기후 영향을 조명합니다

Sep 14, 2023

Nature 616권, 90~95페이지(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

폭발적인 화산 활동은 연간에서 100년 단위로 기후 변동성을 높이는 주요 요인입니다1. 폭발로 인한 기후 변화가 원거리 사회에 미치는 영향을 이해하려면 화산 황산염 에어로졸의 부담과 고도(즉, 대류권 대 성층권)에 대한 확고한 사건 연대기와 신뢰할 수 있는 추정이 필요합니다2,3. 그러나 빙하 코어 연대 측정의 진전에도 불구하고 이러한 핵심 요소에 대한 불확실성은 여전히 ​​남아 있습니다4. 이는 특히 따뜻한 중세 기후 변칙에서 소빙하기로의 전환과 관련된 중세 중세 시대(HMP, 1100-1300 ce) 동안 대규모의 일시적으로 밀집된 폭발의 역할에 대한 조사를 방해합니다5. 여기서 우리는 성층권 탁도의 시계열을 도출하는 개기 월식에 대한 현대 보고 분석을 바탕으로 HMP 동안의 폭발적인 화산 활동에 대해 새로운 시각을 제시했습니다. 이 새로운 기록을 에어로졸 모델 시뮬레이션 및 나무 나이테 기반 기후 프록시와 결합하여 5개의 주목할만한 폭발의 추정 날짜를 개선하고 각각을 성층권 에어로졸 베일과 연관시킵니다. 서기 1182년경 그린란드 상공에 높은 유황 퇴적을 초래한 한 번의 폭발을 포함해 5번의 추가 폭발은 대류권에만 영향을 미쳤고 기후에 영향을 미미하게 미쳤습니다. 우리의 연구 결과는 화산 폭발에 대한 10년 규모에서 100년 규모의 기후 반응에 대한 추가 조사를 지원합니다.

대규모 화산 폭발은 엄청난 양의 황 함유 가스를 성층권으로 주입하여 황산염 에어로졸을 생성할 수 있습니다1. 그로 인한 에어로졸 베일은 지구의 에너지 예산을 교란시켜 계절 및 지역 표면 온도와 강수량 이상 현상을 유발합니다. 이러한 현상의 심각성은 사회적 취약성과 결합하여 농업 및 목축업 적자, 시민적 및 정치적 불안, 역병 및 이주와 같은 역사적 사례와 연결되어 있습니다6. 지질학적 기록은 방사성탄소 및 기타 방사성 측정 방법을 기반으로 한 연대순으로 과거 화산 활동의 주요 증거를 구성하지만, 극지 얼음 코어는 유황 퇴적 시계열을 편집하여 기후적으로 주목할 만한 화산 활동에 대한 가장 포괄적이고 접근 가능한 그림을 제공합니다2,4. 그러한 기록에서 특히 주목할만한 점은 HMP(약 12세기와 13세기) 동안 1108~1110년경에 일련의 사건으로 시작하여(참고 7) 1257년경에 발생한 대규모 사말라 화산 폭발을 포함하여 유황이 풍부한 폭발이 확산되었다는 점입니다. (참고문헌 8,9). 이러한 사건은 상당한 냉각 및 생존 위기와 연관되어 있으며7,9 이들 강제력의 결합된 효과는 소빙하기5의 시작에 기여한 것으로 간주됩니다.

빙하 코어에서 발생한 과거 화산 사건의 연대 측정은 시간적, 공간적으로 가변적인 황 퇴적10, 제대로 제한되지 않은 연령 모델11,12,13, 축적률 및 퇴적 후 과정과 관련된 층 계산의 불확실성으로 이어지는 대기 수송의 복잡성으로 인해 몇 가지 과제를 제시합니다3 . 더 큰 문제는 화산 에어로졸의 대류권 이동과 성층권 이동을 구별하는 것입니다. 후자는 기후를 강제하는 폭발적인 분출을 더 잘 나타냅니다4. 얼음 코어에서 측정된 황 동위원소 비율은 이러한 구별을 하는 데 도움이 될 수 있지만, 이 접근법은 광범위하게 적용되지 않았으며 대류권과 성층권 하부(오존층 아래) 에어로졸 수송을 반드시 구별하지는 않습니다3,14.

성층권의 화산 먼지 장막으로 인해 발생할 수 있는 태양 밝기 감소, 코로나 또는 비숍 고리, 독특한 황혼 색상 및 어두운 개기 월식과 같이 드물고 종종 시각적으로 장엄한 대기 광학 현상은 오랫동안 기록할 가치가 있는 현상으로 여겨져 왔습니다. . 그러한 현상에 대한 언급은 기원전 1500년에서 1000년(참조 2,15), 1500년~1880년(참조 16,17), 1880년~2000년(참조 16,17) 기간 동안 화산 활동의 시기와 영향을 평가하기 위한 독립적인 증거를 제공했습니다. .18,19). 여기서 우리는 과거 연구에서 주목할 만한 공백, 즉 HMP와 개기 월식의 착색에 대한 유라시아 출처의 참조에 초점을 맞췄습니다. 개기 월식은 상대적으로 빈번하고 그 발생은 천문학적 소급 계산을 통해 정확하게 알려져 있기 때문입니다. 우리는 중세 월식 기록에서 화산 먼지 베일에 대한 독립적인 프록시를 도출하고 결과 시계열을 기후 모델 출력 및 나무 나이테의 여름 온도 재구성과 함께 사용하여 NS1–2011(그린란드) 및 WD2014(남극 대륙)을 개선합니다. 지금까지 HMP 분출 시기에 대한 주요 제약을 제공했던 얼음 코어 연대기2,4. 연대기는 10 Tg를 초과하는 VSSI(화산 성층권 황 주입) 추정치를 생성한 7개의 HMP 분출을 식별합니다. 각각은 지난 2,500년 동안 상위 16개 VSSI 이벤트 중 하나입니다(참조 2,4). 추정되는 폭발 연도는 1108 ce(UE1, 여기서 UE는 미확인 폭발을 나타냄, 방법 참조), 1171 ce(UE2), 1182 ce(UE3), 1230 ce(UE4), 1257 ce(Samalas), 1276 ce(UE5)입니다. ) 및 1286ce(UE6). 우리는 13개의 작은 HMP 폭발과 함께 이러한 사건을 고려하고 폭발 연도와 계절에 대한 기존 추정치를 확인하거나 개선하고 대류권 에어로졸 베일과 성층권 에어로졸 베일을 구별하려고 노력합니다.