3.4. Ģeoloģiskās un kosmiskās katastrofas

Dažāda veida katastrofas var būtiski ietekmēt Zemes klimatu, kaut arī šķiet, ka tās notiek reti. Jau Bendžamins Franklins norādīja, ka vulkānu izvirdumi var ietekmēt klimatu, un uzskatīja, ka auksto ziemu Eiropā 1783./1784. gadā radīja Laki vulkāna izvirdums Īslandē 1783. gada jūlijā. Vulkānu izvirdumu laikā atmosfērā nonāk un sasniedz stratosfēru (pat 15–50 km augstumu) putekļu daļiņas, kā arī sēra savienojumi, galvenokārt sēra dioksīds. Atmosfēras augšējos slāņos putekļu daļiņas var saglabāties ilgu laiku (vairākus gadus vai gadu desmitus), turklāt var izkliedēties visā Zemes atmosfērā. Putekļu un aerosolu klātbūtne atmosfērā nosaka to, ka liela daļa Saules starojuma tiek atstarota kosmiskajā telpā, un līdz ar to mazāks siltuma daudzums sasniedz Zemes virsmu. Turklāt putekļu un aerosolu daļiņas noder par ūdens tvaiku kondensācijas centriem, sekmējot mākoņu segas izveidošanos, kas vēl vairāk samazina starojuma daudzumu, kurš sasniedz Zemes virsmu. Mākoņu segas izveidošanos īpaši sekmē sulfātjonus saturoši putekļi un aerosoli, kā arī sēra dioksīds.

Krakatau vulkāna (Indonēzija) izvirdums 1883. gadā tika minēts jau iepriekš, tomēr vislabāk ir izpētītas pēdējo 50 gadu laikā notikušo vulkānu izvirdumu sekas. Piemēram, Pinatubo vulkāna (Filipīnas) izvirduma laikā 1991. gadā atmosfērā tika izmesti 20 000 000 tonnu putekļu un ievērojams daudzums sēra savienojumu. Tiek lēsts, ka vulkāna izvirdums samazināja enerģijas daudzumu, kas no Saules sasniedza Zemi par 3–4 W/m2. Tas savukārt radīja Zemes temperatūras pazemināšanos, turklāt vulkāna izvirduma sekas ietekmēja Zemes temperatūru divus līdz trīs gadus pēc šīs katastrofas. Līdzīgi arī Elčičona vulkāna izvirdums Meksikā spēja ietekmēt globālo klimatu, galvenokārt augstā sēra satura dēļ gāzu un putekļu masā, kas tika izmesta no vulkāna. Tomēr ne Zemes, ne arī cilvēces vēsturē šie vulkānu izvirdumi nepavisam nav apjomīgākie. Tiek vērtēts, ka Tambora vulkāna izvirdumā (Indonēzijā) 1815. gadā atmosfērā nokļuva desmitiem reižu lielāks putekļu un aerosolu daudzums nekā Pinatubo vulkāna izvirdumā, un tā dēļ 1816. gadu apraksta kā „gadu bez vasaras”, kad vēlas salnas iznīcināja graudaugu ražu, bet vasara lielā daļā Eiropas bija neparasti īsa un auksta. Tiek pieļauts, ka vēl spēcīgāki izvirdumi (piemēram, pirms 73 000 gadu) spēja izraisīt ledus laikmetu.

Mūsdienās veiktā klimata mainības modelēšana ir pierādījusi, ka arī kodolkarš, kura laikā atmosfērā nokļūtu liels apjoms radioaktīvu putekļu, radītu līdzīgu efektu – tā saukto kodolziemu.
Arī kosmiskas katastrofas spēj būtiski ietekmēt Zemes klimatu. Tas attiecas gan uz meteoru un komētu nokrišanas sekām, gan arī uz kosmisko putekļu ietekmēm.