เมื่อหายนะใกล้เข้ามา

เมื่อ 200 ปีก่อน ภูเขาไฟแทมโบรา (Mount Tambora) ระเบิดอย่างรุนแรง 1.2 หมื่นคนถูกสังหารในเพลิงผลาญอย่างที่ไม่เคยเกิดมาก่อน ส่วนอีก 2.5 แสนคนตายเนื่องจากผลกระทบจากการระเบิด หายนะนี้จะเกิดขึ้นอีกในอนาคต และคราวนี้จำนวนผู้เสียชีวิตจะสูงถึงหลายล้านคน

ในปี 1815 ราชาแห่งซังการ์ (Rajah of Sanggar) กำลังเป็นกังวลว่านครรัฐเล็กๆ ของเขาที่อยู่ทางเหนือของคาบสมุทรซัมบาวาในอินโดนีเซียกำลังถูกคุกคามจากโจรสลัด นักค้าทาส และคนเก็บภาษี ต่างพยายามแย่งชิงความร่ำรวยในผืนดินอันอุดมและจากผู้คนที่ต้องทำงานหนัก แต่เหตุการณ์กลับยิ่งเลวร้ายลงไปอีก เมื่อภูเขาไฟแทมโบราที่มีความสูง 4 กิโลเมตรเกิดระเบิดขึ้นในวันที่ 5 เม.ย. เสียงระเบิดดังกึกก้องจนหูอื้อ ตามมาด้วยพวยแม็กมาและเถ้าถ่านเป็นลำสูงขึ้นไป 33 กิโลเมตรในอากาศ

ภูเขาไฟแทมโบราแพร่ความหวาดกลัวไปทั่วพื้นที่ ทันใดนั้นการปะทุก็หยุดลงเสียเฉยๆ ทุกคนโล่งใจ และทำความสะอาดเอาเถ้าออกจากบ้านเรือน ไร่นาของตน

หากเรื่องราวยุติลงเพียงแค่นี้ ซังการ์อาจยังรอดอยู่จนถึงทุกวันนี้ก็ได้ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นในวันที่ 5 เม.ย.นั้นเล็กน้อยมากเมื่อเทียบกับพายุแห่งการทำลายล้างที่ภูเขาไฟแทมโบราพ่นออกมาในอีก 5 วันให้หลัง การปะทุที่แท้จริงเริ่มขึ้นประชาชน 1.2 หมื่นคนต้องเสียชีวิตไปกับลาวา หินร้อนที่พังทลายลงมารวมกับเถ้าร้อนหนา และอีก 2.5 แสนคนตายลงในช่วงหลายเดือนและหลายปีถัดมา เนื่องจากโรคภัยและความอดอยาก เถ้าถ่านและก๊าซทำให้อากาศหนาวเย็นไปทั่วโลก ทิ้งรอยจารึกเอาไว้ในงานศิลปะและวัฒนธรรมต่างๆ

การปะทุกะทันหัน

ภูเขาไฟแทมโบราปะทุในวันที่ 10 เม.ย. 1815 ถือเป็นการปะทุที่เลวร้ายที่สุดเท่าที่มีการบันทึกไว้ในขณะนั้น พลังงานนั้นเทียบเท่ากับการตกของอุกกาบาตขนาดหลายร้อยเมตร แต่การปะทุไม่ถือว่าร้ายแรงเมื่อเทียบกับการปะทุอื่นๆ ทั้งในอดีตและอนาคตจากการศึกษาในปี 2010 การปะทุแบบที่เกิดกับภูเขาไฟแทมโบราหรือเลวร้ายกว่า จะเกิดขึ้นทุกๆ 780 ปี ในโลกตะวันตก มีความเสี่ยงร้อยละ 10 ที่จะเกิดการปะทุแบบเดียวกันนี้ในช่วงชีวิตของเรา

นักวิทยาศาสตร์พบว่ายังมีภูเขาไฟที่มีพลังอยู่เหนือระดับน้ำทะเลมากกว่า 1,500 ลูก ส่วนใหญ่จะอยู่ในที่ที่แผ่นเปลือกโลก 2 แผ่นชนกัน ปกติแล้วแผ่นเปลือกโลกหนึ่งจะมุดเข้าไปใต้อีกแผ่น แล้วหายเข้าไปในชั้นธรณีที่เรียกว่าเนื้อโลก (mantle) เมื่อแผ่นที่อยู่ข้างใต้ได้รับความร้อนที่ระดับความลึก 50-100 กิโลเมตร น้ำที่ถูกกักอยู่ในตะกอนของแผ่นเปลือกโลกจะได้รับการปลดปล่อยออกมาและจะดันตัวขึ้นมายังแผ่นเปลือกโลกด้านบนทำให้จุดหลอมเหลวของหินต่ำลง กระบวนการนี้จะทำให้เกิดแม็กมา แล้วไหลต่อขึ้นมายังเปลือกโลก ถ้าแม็กมามาถึงพื้นผิว ก็จะเกิดการก่อตัวของภูเขาไฟที่ปะทุได้ขึ้น

ภูเขาไฟเป็นทั้งพรและคำสาป

ค็อตเทรลเป็นผู้เชี่ยวชาญเรื่องผลทางสังคมจากการที่ภูเขาไฟระเบิด ในการศึกษาปี 2015 เธอเปรียบเทียบความหนาแน่นของประชากรกับภูเขาไฟ และได้ข้อสรุปที่น่าตกใจมาก เธอพบว่ามีคนมากกว่า 200 ล้านคนอาศัยอยู่ห่างจากภูเขาไฟมีพลังน้อยกว่า 30 กิโลเมตร ดังนั้นคนเหล่านี้จึงเสี่ยงชีวิตมากแม้จะเกิดการปะทุในวงจำกัดก็ตาม และถ้าเกิดการปะทุที่รุนแรง คนที่อาศัยอยู่ภายในรัศมี 100 กิโลเมตรก็ยังถือว่าไม่ปลอดภัย คนที่อยู่ในภาวะสุ่มเสี่ยงนั้นมีถึง 750 ล้านคนแน่นอน คนเราไม่ได้โง่จนไม่รู้ว่าภูเขาไฟนั้นอันตราย แต่การอยู่ในถิ่นภูเขาไฟนั้นมีข้อได้เปรียบหลายอย่าง ความเสี่ยงของการปะทุอาจเป็นเรื่องน่ากลัว แต่ในอีกด้านหนึ่ง ดินภูเขาไฟนั้นอุดมสมบูรณ์มาก ส่งผลให้ได้ผลผลิตทางการเกษตรในอัตราสูงยิ่งกว่านั้น

ซัลเฟอร์ทำลายชั้นบรรยากาศ

แม้นักธรณีวิทยาจะเก่งขึ้นในเรื่องการเตือนภัยก่อนการปะทุ แต่เราไม่สามารถทำอะไรเพื่อป้องกันผลในระยะยาวได้ ละอองกรดซัลฟิวริกจากภูเขาไฟระเบิดที่ขึ้นไปอยู่ในชั้นสตราโตสเฟียร์นั้น จะสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์ออกไปส่วนหนึ่ง ผลที่เกิดขึ้นคือโลกจะเย็นลง นักวิทยาศาสตร์ได้ลองทำแบบจำลองผลการระเบิดของภูเขาไฟแทมโบราขึ้น โดยใช้ทำนายภูมิอากาศในอนาคตด้วย รวมถึงทำแบบจำลองเดียวกันกับภูเขาไฟเอลชีชอง (El Chichon) ในเม็กซิโก ที่ระเบิดในปี 1982 พบว่าอุณหภูมิโลกอาจลดลงได้มากที่สุดถึง 0.7 องศาเซลเซียส จากการระเบิดของภูเขาไฟแทมโบรา และ 0.2 องศาเซลเซียส สำหรับภูเขาไฟเอลชีชอง ในอีกด้านหนึ่ง ภูเขาไฟเอลชีชองยังทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาพฤติกรรมของซัลเฟอร์ที่ทำให้อากาศเย็นลง สรุปได้ว่าความเย็นจากภูเขาไฟระเบิดนี้จะส่งผลต่อโลกยาวนานแค่ไหน

ภัยคุกคามทางอาหาร

เมื่อนักวิทยาศาสตร์ทดลองทำแบบจำลองว่าชั้นบรรยากาศจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเกิดการปะทุรุนแรง พวกเขาใช้ปริมาณกรดซัลฟิวริกจำนวนหนึ่งในแบบจำลอง แต่จริงๆ แล้วไม่มีทางรู้แน่ชัดว่าภูเขาไฟแต่ละลูกจะสร้างกรดนี้ออกมามากน้อยแค่ไหน ปริมาณของสารประกอบซัลเฟอร์ อย่างเช่น SO2 และ H2S ในก๊าซที่เกิดจากภูเขาไฟระเบิดนั้นอาจมีได้ตั้งแต่ร้อยละ 1 ถึง 10 ดังนั้นการปะทุครั้งเล็กๆ แต่มีแม็กมา ซึ่งมีความเข้มข้นของซัลเฟอร์มากๆ ก็อาจก่อผลต่อชั้นบรรยากาศได้เหมือนการปะทุครั้งใหญ่ที่มีซัลเฟอร์น้อย

แบบจำลองยังแสดงให้เห็นว่าที่ตั้งของภูเขาไฟก็มีความสำคัญมาก ถ้าเป็นภูมิภาคอบอุ่นหรือแถบขั้วโลก ผลต่อชั้นบรรยากาศจะจำกัดการปะทุครั้งใหญ่ของภูเขาไฟลากิ (Laki) ในไอซ์แลนด์ ปี 1783 คือตัวอย่างหนึ่ง ยุโรปทางตะวันตกเฉียงเหนือได้รับผลกระทบเป็นพิเศษ ทำให้เบนจามิน แฟรงคลิน ต้องเขียนบทความทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกๆ เกี่ยวกับความสัมพันธ์ของภูเขาไฟและภูมิอากาศ

แต่ถ้าภูเขาไฟตั้งอยู่ในเขตร้อน การปะทุอาจส่งผลต่อทั้งซีกโลกหรือแม้กระทั่งทั่วโลก ซึ่งเป็นกรณีที่เกิดกับทั้งภูเขาไฟแทมโบราและเอลชีชอง เราทำนายผลกระทบต่อโลกได้ เมื่อรู้ปริมาณซัลเฟอร์จากการระเบิด การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในภูมิภาคนั้นจะไม่สามารถคำนวณได้จนกว่าจะรู้ที่ตั้งที่แน่นอนของภูเขาไฟ

ถ้าการปะทุครั้งต่อไปใหญ่กว่าการปะทุของภูเขาไฟแทมโบรา ก็
อาจสร้างผลกระทบที่มากขึ้น นักวิทยาศาสตร์บางคน เช่น ฮารัลดูร์ ซิเกิร์ดสัน นักธรณีวิทยา กล่าวว่า อุณหภูมิโลกอาจลดลง 5 องศาเซลเซียส ซึ่งเกือบจะเท่ากับยุคน้ำแข็ง คลอเดีย ทิมเร็ค แห่งสถาบันมักซ์ พลังค์ เพื่อการอุตุนิยมวิทยา บอกว่า อุณหภูมิอาจลดลง 3-3.5 องศาเซลเซียส และอาจไม่ได้ลดลงเท่าๆ กันทั่วโลก ในปี 2010 ทิมเร็คแสดงให้เห็นว่า ความเย็นนี้จะส่งผลต่อภูมิภาคที่อยู่ระหว่างขั้วโลกและเขตร้อนอย่างมาก ดังนั้นการปะทุจึงอาจส่งผลต่อยุโรป สหรัฐอเมริกา เอเชียบางส่วน ซึ่งเป็นแหล่งผลิตอาหารสำคัญของโลก