Wulkany, ziemniaki i rewolucja. Czy to się może powtórzyć?

Zacznijmy od szybkiego sprawdzenia faktów. Często można spotkać się ze stwierdzeniem, że ludzkość emituje mniej dwutlenku węgla niż wulkany. To nieprawda – emituje znacznie więcej.

Ze wszystkich wulkanów na Ziemi do atmosfery uchodzi 0,3-0,6 gigatony (czyli miliarda ton) dwutlenku węgla rocznie. Ludzkość wysyła w powietrze co roku około 40 gigaton dwutlenku węgla. W większości ze spalania ropy, węgla i gazu. Działalność człowieka uwalnia zatem około stu razy więcej dwutlenku węgla niż aktywność wulkaniczna (podaje climate.gov).

Wulkany emitują dwutlenek węgla, który jest gazem cieplarnianym i zatrzymuje energię słoneczną przy powierzchni ziemi, jednak ich wpływ na ocieplenie klimatu w porównaniu z działalnością człowieka jest znikomy.

Jeśli już przyczyniają się do zmian klimatu, to raczej powodują jego ochłodzenie. Prócz dwutlenku węgla erupcje wyrzucają w powietrze także pyły i tlenki siarki, które ograniczają dopływ energii słonecznej.

Erupcje wulkanów schładzają klimat (ale nie na długo)

Czy ochłodzenia spowodowane erupcjami wulkanów są zauważalne? Jeśli są to duże i silne erupcje, to tak. Po większej erupcji widać zwykle trwające do kilku lat globalne ochłodzenie. Nazwano to zjawisko „zimą wulkaniczną”.

Na przykład erupcja wulkanu Pinatubo w 1991 roku na filipińskiej wyspie Luzon wyrzuciła do atmosfery kilkanaście milionów ton pyłu i aerozoli. To wystarczyło, aby o jedną dziesiątą zmniejszyć ilość docierającego do Ziemi promieniowania słonecznego i obniżyć temperatury na Ziemi o niemal pół stopnia na dwa lata.

Była to druga pod względem mocy erupcja wulkaniczna dwudziestego wieku (po wybuchu alaskańskiej Novarupty w 1912 roku). Na skali eksplozywności VEI (volcanic explosivity index) liczącej osiem poziomów, wybuch ten był szóstką.

Bywały jednak erupcje silniejsze i o większym wpływie na klimat. W 1815 roku wybuchł wulkan Tambora na indonezyjskiej wyspie Sumbawa. Była to największa eksplozja wulkaniczna w nowożytnej historii (podaje „Britannica” i wiele innych źródeł). Jej siłę oceniono na siedem w skali VEI.

Wybuch wyrzucił do atmosfery około 160 km sześciennych materiału piroklastycznego o wadze około 140 mld ton, a słup dymu unosił się na wysokość około 44 km (oceniali naukowcy w „Journal of Volcanology and Geothermal Research”). Z powierzchni ziemi całkowicie zniknął lud Tambora zamieszkujący tereny położone około 25 km od krateru wulkanu. Liczbę bezpośrednich ofiar wulkanu szacuje się na 60 tysięcy. Wybuch pozostawił krater o średnicy 6 kilometrów i głęboki na 1250 metrów (liczby podaję za „Smithsonian Institute”).

Popiół wulkaniczny spadał w miejscach oddalonych nawet o 1300 km od miejsca wybuchu, a jego pozostałości unosiły się w atmosferze jeszcze przez wiele miesięcy. Spowodowało to utrzymujące się około dekady ochłodzenie. Jak duże, to nadal przedmiot badań. Niektóre źródła wskazują ochłodzenie nawet o 3 stopnie (jak „Britannica”).

Gdy robi się chłodniej, robi się też sucho. Chłodniejsze oceany słabiej parują, a zimniejsze powietrze może pomieścić mniej pary wodnej niż ciepłe (jeden stopień ciepła mniej to około 7 procent mniej pary wodnej). Deszcze stają się rzadsze i mniej obfite.

Rok bez lata, czyli welocyped, Frankenstein i Dracula

Szczególnie zimny, ale i deszczowy (przynajmniej na północnej półkuli), okazał się rok 1816. W Ameryce Północnej czerwcowe mrozy i opady śniegu przerzedziły zbiory i wywołały głód, prawdopodobnie przyczyniając się do masowej migracji na zachód kontynentu.

Europa wciąż dochodziła do siebie po wojnach napoleońskich, tymczasem niskie temperatury i ulewne deszcze spowodowały klęskę upraw i brak żywności, szczególnie dotkliwy w Europie Zachodniej. W wielu miejscach wybuchały zamieszki. Historycy szacują, że śmiertelność tego roku była na kontynencie europejskim dwukrotnie wyższa niż zazwyczaj. Nieurodzaj i wywołany nim głód mogły przynieść setki tysięcy ofiar.

Ponieważ ziarno było drogie, szwankował też transport konny, dodatkowo pogarszając zaopatrzenie w żywność. Prawdopodobnie to właśnie zainspirowało Karla Dreissa do wynalezienia alternatywnego środka lokomocji: welocypedu, czyli przodka roweru.

Historycy przypuszczają, że pamięć o tych wydarzeniach skłoniła Justusa von Liebiga (wówczas dwunastolatka żywo zainteresowanego chemią) do badania wpływu związków mineralnych na wzrost roślin. W 1840 roku opublikował pracę, która legła u podstaw nowoczesnej chemii rolnej. To von Liebig jest „ojcem nawozów sztucznych”.

Latem 1816 roku Mary Shelley, Percy Bysshe Shelley, Lord Byron i John William Polidori byli na letnich wakacjach w Szwajcarii. Ciągłe opady deszczu sprawiły, że większość czasu spędzili w czterech ścianach wynajętej willi. Zainspirowany zbiorem opowiadań o duchach, który przeczytał, Byron zaproponował konkurs na najstraszniejsze opowiadanie. Shelley napisała „Frankensteina”, Byron „Fragment of a Novel”, Polidori „Wampira”. Trzy lata później, zainspirowany opowiadaniem Polidoriego, Bram Stoker napisał powieść „Drakula”.

Mała epoka lodowa

Historycy od dawna opisywali wpływ zjawisk naturalnych na losy społeczeństw i państw. Powodzie, susze, klęski nieurodzaju często przyczyniały się do buntów i zamieszek. Mało gdzie jednak wpływ pogody okazał się tak znaczący, jak we Francji.

Po cieplejszych stuleciach średniowiecznego optimum klimatycznego (w latach 900-1300) przyszło ochłodzenie. Przez kolejne pięć wieków średnie temperatury były niższe mniej więcej o jeden stopień. Ten okres (lata 1350-1850) nazwano „małą epoką lodową”.

Jest w tej nazwie sporo przesady. Ochłodzenie nie było równomierne na całym globie, a przez owe pięć wieków nie brakowało i okresów cieplejszych. Przerywane były jednak latami chłodu. Pogoda stała się mniej przewidywalna – a wraz z nią mniej pewne były plony zbóż.

Tu na scenę wchodzi roślina o ozdobnych kwiatach i niepozornych bulwach.

Ziemniak wybawca

Ziemniaki do Europy trafiły sprowadzone przez Hiszpanów po podboju Państwa Inków w 1567 roku. Długo stanowiły jedynie rośliny ozdobne. Wiedziano, że ich bulwy są jadalne po ugotowaniu, jednak uważano je za pozbawione smaku i karmiono nimi zwierzęta.

Nie jest wykluczone, że to okresy nieurodzaju przekonały Europejczyków do ziemniaków. Nie mają dużych wymagań glebowych, ich uprawy udają się także w chłodniejszym klimacie.

Wielkim zwolennikiem ziemniaków był Fryderyk II Wielki. W latach 50. XVIII wieku rozdał sadzonki pruskim chłopom, a urzędnikom nakazał nadzorowanie zbiorów. Uprawianie uważanych za niesmaczne bulw zwykle budziło opór chłopów, którzy niszczyli zbiory.

(Być może stąd powstały anegdoty, że władcy nakazywali grodzenie plantacji, by okoliczna ludność uznała, że rośliny muszą być niezwykle cenne i je podkradała, historie takie przypisuje się Fryderykowi, carycy Katarzynie i Ludwikowi XVI).

W drugiej połowie osiemnastego wieku w Prusach zaczęto uprawiać i jeść ziemniaki na większą skalę. Docenił je także francuski aptekarz Antoine-Augustin Parmentier, gdy podczas wojny siedmioletniej (1756–1763) trafił do pruskiej niewoli. W tym samym czasie francuscy encyklopedyści pisali, że ziemniaki znakomicie nadają się na pożywienie dla robotników i chłopów. Argumentowali, że w Irlandii właśnie dzięki bulwom udało się zwalczyć głód.

Parmentier postanowił propagować ziemniaki w ojczyźnie. Udało mu się namówić Marię Antoninę i Ludwika XVI by zdobili stoły kwiatami ziemniaka i podawali bulwy podczas uczt. Z czasem arystokracja zaczęła snobować się na kartofle. Być może z czasem pożywne bulwy trafiłyby pod francuskie strzechy.

Król piekarzem

We Francji jednak ziemniakami nadal karmiono głównie świnie. Podstawą diety był chleb. Rynek zbóż był regulowany i pilnowała go ściśle królewska policja. Obowiązek wyżywienia poddanych spoczywał na absolutnym władcy, którego tytułowano zresztą „pierwszym piekarzem królestwa”.

Ten regulowany rynek trwał do sierpnia 1774 roku, gdy uwolniono ceny zbóż. Był to bardzo niefortunny moment na taką decyzję. Chłód w Europie nasilał się już od 1770 roku, a wraz z nim spadały plony. Ziarna z królewskich spichrzów zabrakło wiosną 1775 roku, letnie zbiory również były mizerne. Doprowadziło to do zamieszek, nazwanych „Guerre des farines”, czyli wojną zbożową.

Zamieszki opanowano dzięki importowi ziarna, ceny zbóż ponownie uregulowano. Nadwyrężyło to jednak wizerunek władcy jako troskliwego ojca, który w zamian za feudalne obowiązki dba o wyżywienie poddanych. Szerzyły się plotki o rzekomym „pacte de famine”, spisku arystokracji mającym zagłodzić lud.

Te wydarzenia nie przyczyniły się bezpośrednio do wybuchu rewolucji, ale podważyły królewski autorytet i sprawiły, że zaczęto kwestionować umowę społeczną.

Wulkaniczne ochłodzenie

Wróćmy jednak do wulkanów. Między 1783 a 1788 r. wybuchały kilkakrotnie islandzkie wulkany Laki i Grimsvötn (wchodzące w skład wulkanicznego kompleksu Grimsvötn-Laki). Największa z tych erupcji rozpoczęła się w czerwcu 1783 roku i trwała do lutego kolejnego roku.

Uwolniła ponad 40 miliardów ton lawy oraz chmury dwutlenku siarki i fluorowodoru. Doprowadziło to do śmierci połowy islandzkiej trzody i zniszczenia większości zbiorów. Wskutek głodu zmarł co piąty ówczesny mieszkaniec wyspy (szacowali badacze w pracy z 2003 roku).

Miliony ton dwutlenku siarki, które przesłoniły słońce, wprowadziły chaos w pogodzie na półkuli północnej. Zimy były mroźne i śnieżne, wiosny spóźnione, lecz tak ciepłe, że topniejące zbyt szybko śniegi sprowadzały powodzie. Lata stały się suche, upalne i przynosiły gradobicia tak silne, że zabijały zwierzęta gospodarskie. Nie jest wykluczone, że część zbiorów niszczyły kwaśne deszcze.

W 1785 roku podczas podróży do Francji John Adams pisał: „Kraj jest stertą popiołów. Niemal nie widać trawy, a zboże jest niskie, cienkie, blade i słabe, zaś len całkiem martwy. Współczuję jego ludziom z głębi serca. Nie ma na ten czas widoków na poprawę tej pogody”.

Dług i głód

Francuski skarb był w opłakanym stanie. Budżet mocno nadwyrężyła pomoc dla Stanów Zjednoczonych. Przyczyniła się znacząco do ich zwycięstwa w wojnie z Wielką Brytanią, ale Francję wpędziła w miliardowy dług. Z podatków zwolniona była arystokracja i kościół, więc rosnące podatki obciążały mieszczan i chłopów – nie zapewniając im w zamian bezpieczeństwa w zaopatrzeniu w żywność (pamiętajmy o „wojnach zbożowych”), które spoczywało na królu.

W obliczu kryzysu budżetowego ministrowie Ludwika XVI zaproponowali szereg reform, ale klasy wyższe nie godziły się na opodatkowanie bez zwołania Stanów Generalnych i ustępstw politycznych. Nastąpił pat.

Rok 1788 okazał się niezwykle pechowy. Przyniósł dotkliwą suszę, na domiar złego lipcowy grad zniszczył większość zbiorów. Ceny ziarna poszybowały, rodziny, które na żywność wydawały połowę dochodów, musiały wydać na nią niemal całe. To zmniejszyło popyt na inne towary i wywołało recesję. Tracili pracę robotnicy w miastach i kupcy.

Zima tego roku również nastała wyjątkowo surowa, co wiemy z relacji Thomasa Jeffersona, wówczas ambasadora we Francji. Pisał: „Chłód zimy był nieporównywalny z największymi, jakie pamiętano. Przerwano prace na zewnątrz, a gmin, bez zarobków i pracy, pozostał bez chleba i opału”. W kwietniu hrabia de Mirabeau opisywał, że na południu kraju nadal zamarznięte są rzeki, nie pracują młyny, widać ciała zmarłych z głodu.

W tej napiętej sytuacji Ludwik XVI zgodził się w czerwcu na zwołanie Stanów Generalnych, po raz pierwszy z udziałem stanu trzeciego, czyli nie tylko kleru i arystokracji. Jednak pod naciskiem Marii Antoniny i swojego młodszego brata, hrabiego d’Artois, 11 lipca odwołał szereg ministrów, w tym ministra finansów.

Paryski lud odebrał to jako to zapowiedź zaostrzenia polityki i możliwe próby siłowej rozprawy z polityką Stanów Generalnych. 14 lipca zdobył Bastylię, co uważa się za symboliczny początek Rewolucji Francuskiej.

Być może losy Francji potoczyłyby się inaczej gdyby nie wybuchy islandzkich wulkanów. I niechęć Francuzów do ziemniaków.

Co o tym sądzą badacze?

To klimatologiczne i społeczne tło rewolucji jest znane historykom. Opisywali je Marc Dunkan w „The Times” , Una McIlvenna w „History.com” czy Paul Lay w „Aspects of History” (od których zaczerpnąłem relacje o pogodowych anomaliach).

Czy wulkany naprawdę mogły przyczynić się do wybuchu rewolucji, sprowadzając chaos w pogodzie, nieurodzaj, głód i bunty? Postanowił zbadać to zespół Davida Kaniewskiego z Uniwersytetu w Tuluzie, a wyniki opublikował niedawno w „Global and Planetary Change”.

Naukowcy przeszukali źródła historyczne w poszukiwaniu wiadomości o zamieszkach i buntach w okresie „małej epoki lodowej”. Takich wydarzeń znaleźli 140. Jeśli przyjmiemy, że okres ochłodzenia klimatu trwał pięćset lat, oznacza to statystycznie 0,28 buntu rocznie – jeden co 3-4 lata.

W kolejnym kroku badacze szukali danych dotyczących cen zbóż i chleba w okresie poprzedzającym takie społeczne niepokoje. Oraz przeszukali bazy danych dotyczące klimatu, aktywności słonecznej i wulkanicznej.

Stwierdzili, że okresy mniejszej aktywności słonecznej i chłodniejsze przynoszą statystycznie więcej kryzysów społecznych. Badacze zauważyli również statystyczną korelację między większymi erupcjami wulkanicznymi a niepokojami i zamieszkami. Gdy średnie temperatury spadały o 0,6-0,7 stopnia Celsjusza poniżej wieloletniej normy, liczba rozruchów rosła z 0,28 rocznie aż o 0,72 – czyli wynosiła jeden. Statystycznie rozruchy były niemal pewne.

Największą korelację zaobserwowano między cenami pszenicy i jęczmienia a liczbą rozruchów. Wzrosty cen przynosiły średnio 1,16 takich wydarzeń rocznie. Badacze zauważają, że niektóre kraje były nieco bardziej odporne na wahania pogody i plonów (na przykład Anglia).

Odnotowują też, że po erupcji islandzkiego wulkanu Laki w czerwcu 1783 roku przez kilka lat klimat był chłodniejszy, zaś w dekadzie 1788-1798 liczba rebelii wzrosła o 1,4 rocznie. Ten okres, jak zauważają autorzy analizy, przypada na obalenie dynastii Burbonów i Wielkiej Rewolucji Francuskiej.

Wzrost (z) ziemniaka

Ta silna korelacja statystyczna nie oznacza dowodu, że monarchię we Francji obaliły wulkany – takie twierdzenie byłoby nadużyciem. Natomiast z pewnością erupcje wulkanów mogą przynosić ochłodzenie i pogodowe anomalie. Te zmniejszają (niekiedy drastycznie) plony, co wywołuje głód i kryzys gospodarczy.

To destabilizuje społeczny porządek, jednak do rewolucji potrzebny jest jeszcze inny czynnik. Jest nim niewydolny system polityczny i władza, która nie potrafi stawić czoła społecznym zmianom. Przez nieco ponad pół wieku (między 1715 a 1789 rokiem) populacja Francji wzrosła z 21 do 28 milionów. Korzyści z rozwoju ekonomicznego czerpali najzamożniejsi. Standard życia chłopów i robotników stopniowo spadał.

Fryderyk II miał natomiast dobry instynkt propagując uprawy ziemniaków. W pracy z 2010 roku badacze szacowali, że niepozornym kartoflom zawdzięczamy jedną czwartą wzrostu demograficznego i gospodarczego między 1700 a 1900 rokiem.

Ten związek zapewne było dwojaki. Im więcej uprawiano ziemniaków, tym więcej ludzi można było wyżywić. A im bardziej przybywało ludności, tym chętniej uprawiano ziemniaki, by nakarmić rosnącą populację.

Ostrzeżenie wulkanologów

Następny wybuch o sile 7 w skali VEI – taki jak Tambory, który przyniósł „rok bez lata” – może zdarzyć się równie dobrze za naszego życia, co za setki lat. Jednak powinniśmy o takim ryzyku dyskutować, twierdzili w opublikowanej w 2018 roku w „Geosphere” pracy naukowcy. Byli wśród nich autorzy skali eksplozywności, którą zaproponowali w latach 80. ubiegłego wieku.

Skutki takiego wybuchu: ochłodzenie i gorsze zbiory, mogą trwać dekady. Bezpośrednio wpłyną na ruch lotniczy, mogą zaburzyć transport lądowy i morski. Odczują to gospodarki wielu krajów, a przez to i rynki finansowe.

Nasz świat jest połączony siecią wzajemnych powiązań – zupełnie inaczej niż 200 lat temu, ostrzegali autorzy tej pracy.