Вулкан очистив атмосферу: несподіваний механізм

Колосальне виверження підводного вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай активувало унікальний природний механізм самоочищення

Виверження вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай у 2022 році супроводжувалося активацією унікального механізму самоочищення, якого вчені раніше не спостерігали. Цей процес суттєво зменшив очікувані довгострокові атмосферні наслідки. Хімічні процеси, що відбулися під час виверження, також можуть надати ключ до ефективнішого вимірювання успіхів у боротьбі з викидами метану.

Вулкани мають подвійний вплив на планету: як охолоджуючий, так і зігріваючий. Попіл та аерозолі, які вони викидають, блокують сонячне світло, що призводить до охолодження. Однак вуглекислий газ і метан є парниковими газами, які нагрівають атмосферу. Ця комбінація зазвичай призводить до короткочасного охолодження, після якого настає загальне потепління, оскільки гази залишаються в атмосфері значно довше, ніж тверді частинки.

Розвиток супутникових технологій дозволив вченим, що вивчають атмосферу, дослідити виверження Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай значно ретельніше, ніж будь-яке попереднє виверження подібного масштабу.

Хоча в результаті виверження виділилося 330 000 тонн метану, що еквівалентно річному обсягу відрижки двох мільйонів корів, автори нового дослідження виявили несподіваний факт: значна частина цього метану проіснувала недовго. Натомість метан швидко трансформувався у формальдегід (HCHO), а потім — у вуглекислий газ і воду.

"Коли ми проаналізували супутникові знімки, ми здивувалися, побачивши хмару з рекордно високою концентрацією формальдегіду. Ми змогли відстежувати цю хмару протягом 10 днів на всьому шляху до Південної Америки. Оскільки формальдегід існує всього кілька годин, це показало, що хмара мала безперервно знищувати метан протягом більше ніж тижня", – заявив Маартен ван Херпен з компанії Acacia Impact Innovation.

Хоча відомо, що вулкани виділяють метан під час вивержень, досі не було відомо, що вулканічний попіл може частково ліквідовувати це забруднення.

Секретна зброя природи – морська сіль і хлор

Метан із незакупорених свердловин або відрижки худоби зазвичай залишається в атмосфері близько 10 років. Хоча це не так довго, як вуглекислий газ, він нагріває планету значно інтенсивніше, що робить його значно потужнішим парниковим газом у перерахунку на тонну викидів. Однак, якби метан залишався в атмосфері лише кілька днів, його вплив на клімат був би майже незначним.

Лише три роки тому вчені виявили раніше невідомий механізм, який прискорює розпад метану на іншому боці планети. Пил із Сахари, переміщаючись над Атлантичним океаном, змішується з морськими бризками, що містять сіль, утворюючи аерозолі залізної солі. Під дією сонячного світла ці солі хлориду натрію розпадаються, вивільняючи хлор, який ефективно знищує атмосферний метан поблизу.

"Що є новим – і абсолютно несподіваним, – так це те, що той самий механізм, судячи з усього, відбувається у вулканічному шлейфі високо в стратосфері, де фізичні умови зовсім інші", – пояснив Метью Джонсон з Копенгагенського університету, який працював над обома відкриттями.

Коригування кліматичних розрахунків

Оскільки виверження Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай сталося під водою, воно викинуло в атмосферу величезну кількість солоної води разом із вулканічним попелом, багатим на залізо. Таким чином, утворений вулканічний шлейф містив усі необхідні інгредієнти для утворення хлору, що знищує метан, і цей процес дійсно відбувся.

"Тепер ми знаємо, що атмосферний пил – наприклад, від виверження вулкана – впливає на баланс метану, тобто на баланс того, скільки метану додається в атмосферу і скільки видаляється. Оскільки пил раніше не брався до уваги, важливо, щоб ми скоригували дані, на яких ґрунтуються ці оцінки", – підкреслив Джонсон.

У довгостроковій перспективі вуглекислий газ залишається газом, що робить найбільший внесок у дестабілізацію клімату, але оскільки вплив метану є більш миттєвим, багато кліматологів вважають, що саме він має бути більш нагальним об'єктом нашої уваги. Зважаючи на політичні та економічні перешкоди для скорочення викидів метану під час видобутку викопного палива та тваринництва, пошук способів прискорити його природний розпад виглядає особливо привабливим.

Як перевірити ефективність очищення повітря

Дослідження щодо потенційного викиду частинок залізної солі для прискорення розпаду метану тривають, але вони зіткнулися з проблемою верифікації. "Як довести, що метан був видалений з атмосфери? Як дізнатися, що ваш метод працює? Це дуже складно", – заявив Йос де Лаат з Королівського метеорологічного інституту Нідерландів.

Супутники можуть вимірювати типові концентрації метану лише там, де від поверхні Землі відбивається достатньо світла, що неможливо над океанами. Пряме уловлювання вуглекислого газу з атмосфери, хоч і надзвичайно дороге, принаймні дає відчутний продукт, який можна зважити.

Виверження Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай може підказати відповідь: шукайте формальдегід.