Μια καταστροφική ηφαιστειακή έκρηξη είναι από τα πιο βίαια και ανατρεπτικά φαινόμενα που μπορεί να προκαλέσει ο πλανήτης μας.
Τεράστια σύννεφα στάχτης και αερίων εκτινάσσονται στην ατμόσφαιρα, ενώ καυτή λιωμένη λάβα ανεβαίνει και απλώνεται στην επιφάνεια, καταστρέφοντας ό,τι βρεθεί στον δρόμο της.
Όμως τα ηφαίστεια μπορούν να έχουν και θετική επίδραση. Οι εκρήξεις τους μπορούν να δημιουργήσουν μερικά από τα πιο εύφορα αγροκτήματα στον πλανήτη, να σχηματίσουν νέα εδάφη και να βοηθήσουν στην κυκλοφορία χημικών στοιχείων ανάμεσα στην ατμόσφαιρα και τον φλοιό της Γης.
Τώρα, επιστήμονες παρατήρησαν ένα ηφαιστειακό φαινόμενο που δεν είχε καταγραφεί ποτέ ξανά και το οποίο μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση της ατμοσφαιρικής χημείας, αλλά και να δώσει κατεύθυνση σε μελλοντικές προσπάθειες καθαρισμού της ατμόσφαιρας.
Στην εκρηκτική έκρηξη του Hunga Tonga-Hunga Ha’apai το 2022 στον Νότιο Ειρηνικό, δορυφόροι εντόπισαν φορμαλδεΰδη, ένδειξη ότι μέρος του μεθανίου που απελευθέρωσε το ηφαίστειο καταστράφηκε γρήγορα μέσα στο τεράστιο νέφος στάχτης και αερίων.
«Είναι γνωστό ότι τα ηφαίστεια εκπέμπουν μεθάνιο κατά τη διάρκεια εκρήξεων, αλλά μέχρι τώρα δεν ήταν γνωστό ότι η ηφαιστειακή στάχτη μπορεί επίσης να συμβάλει εν μέρει στον καθαρισμό αυτής της ρύπανσης», εξηγεί ο ατμοσφαιρικός επιστήμονας Maarten van Herpen της Acacia Impact Innovation BV στην Ολλανδία, πρώτος συγγραφέας της νέας μελέτης.
Το μεθάνιο υπάρχει φυσικά πάντα στην ατμόσφαιρα. Παράγεται από ζωντανούς οργανισμούς και γεωλογική δραστηριότητα και βοηθά τον πλανήτη να παραμένει αρκετά ζεστός ώστε να υποστηρίζει τη ζωή, τουλάχιστον κάτω από ένα ορισμένο όριο.
Όμως η υπερβολική ποσότητά του ενισχύει το φαινόμενο του θερμοκηπίου, παγιδεύει θερμότητα και θερμαίνει τον πλανήτη σε μη βιώσιμα επίπεδα.
Πολλές ανθρώπινες δραστηριότητες παράγουν μεθάνιο και οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους να μειώσουν τα επίπεδά του.
Ένας τρόπος για να διασπαστεί γρήγορα το μεθάνιο είναι η προσθήκη λίγου χλωρίου. Το χλώριο είναι αντιδραστικό επειδή έχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο που αναζητά κάτι να δεσμεύσει.
Όταν το χλώριο συνδυάζεται με το μεθάνιο, αυτό το ηλεκτρόνιο «αρπάζει» ένα άτομο υδρογόνου και ξεκινά μια αλυσιδωτή αντίδραση που τελικά διασπά το μεθάνιο σε άλλες ενώσεις. Η φορμαλδεΰδη είναι ένας σύντομος ενδιάμεσος κρίκος σε αυτή την αλυσίδα.
Το 2023, ομάδα με επικεφαλής τον van Herpen έδειξε ότι παρατήρησε αυτή τη διαδικασία στην ατμόσφαιρα για πρώτη φορά, με αφορμή τη σκόνη από τη Σαχάρα και τα σταγονίδια θαλασσινού ψεκασμού.
Ορισμένα από τα συστατικά που εμπλέκονταν σε εκείνο το εύρημα υπήρχαν επίσης στην έκρηξη του Hunga Tonga-Hunga Ha’apai.
Το ηφαίστειο εξερράγη κάτω από την επιφάνεια του Ειρηνικού Ωκεανού, εκτινάσσοντας προς τα πάνω θαλασσινό νερό και ατμούς.
Παράλληλα, δημιούργησε ένα τεράστιο νέφος που έφτασε στο μεγαλύτερο ύψος που έχει καταγραφεί ποτέ, στέλνοντας αέρια και αερολύματα ψηλά στην ατμόσφαιρα, μαζί με αυτό που οι ερευνητές θεωρούν ότι ήταν μεγάλη ποσότητα μεθανίου, αλλά και άλατα και άλλα ορυκτά σωματίδια.
Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι όταν το φως του ήλιου έπεσε πάνω σε αυτό το μείγμα, σχηματίστηκαν αντιδραστικές ρίζες χλωρίου μέσα στο ηφαιστειακό νέφος, προκαλώντας τη γρήγορη διάσπαση του μεθανίου στο εσωτερικό του.
Όταν εξέτασαν το ηφαιστειακό νέφος, η απόδειξη ήταν μπροστά τους.
«Όταν αναλύσαμε τις δορυφορικές εικόνες, εκπλαγήκαμε βλέποντας ένα νέφος με ρεκόρ υψηλής συγκέντρωσης φορμαλδεΰδης», λέει ο van Herpen.
«Καταφέραμε να παρακολουθήσουμε το νέφος για 10 ημέρες, μέχρι τη Νότια Αμερική. Επειδή η φορμαλδεΰδη υπάρχει μόνο για λίγες ώρες, αυτό έδειξε ότι το νέφος πρέπει να κατέστρεφε μεθάνιο συνεχώς για περισσότερο από μία εβδομάδα.»
Η καταστροφή του μεθανίου δεν ήταν πλήρης. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι περίπου 900 μετρικοί τόνοι (992 αμερικανικοί τόνοι) ηφαιστειακού μεθανίου καταστράφηκαν ανά ημέρα μέσω οξείδωσης από χλώριο, σε σύγκριση με τη συνολική εκπομπή μεθανίου που εκτιμάται στους 330 κιλοτόνους.
Άρα το ηφαίστειο δεν πλησίασε στο να καθαρίσει το ίδιο του το αποτύπωμα.
Αυτό που δείχνει η έρευνα είναι ότι η απομάκρυνση μεθανίου από την ατμόσφαιρα μπορεί να παρατηρηθεί και να ποσοτικοποιηθεί, ακόμη κι αν απαιτεί εξαιρετικά γεγονότα. Το αποτέλεσμα αποτελεί απόδειξη αρχής ότι ο καθαρισμός μεθανίου με τη μεσολάβηση του χλωρίου μπορεί θεωρητικά να είναι εφικτός.
Η πράξη πιθανότατα θα είναι πολύ πιο δύσκολη, αλλά κάθε διαδρομή ξεκινά με το πρώτο βήμα.
Σχετικό: Το πιο μυστηριώδες ηφαίστειο του κόσμου μπορεί επιτέλους να εξηγηθεί
«Είναι προφανής ιδέα για τη βιομηχανία να προσπαθήσει να αναπαράγει αυτό το φυσικό φαινόμενο, αλλά μόνο αν αποδειχθεί ότι είναι ασφαλές και αποτελεσματικό», λέει ο χημικός Matthew Johnson από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης.
«Η δορυφορική μας μέθοδος θα μπορούσε να προσφέρει έναν τρόπο να βοηθήσει να καταλάβουμε πώς οι άνθρωποι ίσως επιβραδύνουν την υπερθέρμανση του πλανήτη.»
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Communications.
