К атастрофалните вулканични изригвания са сред най-разрушителните явления на планетата. Нови сателитни данни от историческото изригване на вулкана Тонга обаче разкриват непознат досега феномен: прахта и газовете от вулкана могат да действат като неочакван съюзник в борбата с глобалното затопляне.
Огромни облаци от пепел и газ, изхвърлени в атмосферата, и нажежена до червено магма, която унищожава всичко по пътя си – това е традиционната картина на едно мощно вулканично изригване.
Вулканите обаче могат да бъдат и източник на живот. Техните изригвания създават едни от най-плодородните земеделски земи на планетата, образуват нови острови и помагат за кръговрата на химическите елементи между земната кора и атмосферата.
Сега учените за първи път наблюдаваха невиждан досега вулканичен феномен, който може да помогне за по-доброто разбиране на атмосферната химия – и дори да послужи като модел за бъдещи човешки усилия за пречистване на въздуха.
Изненадата от вулкана Хунга Тонга
По време на експлозивното изригване на подводния вулкан Хунга Тонга-Хунга Хаапай в Южния Пасифик през 2022 г., сателити засякоха необичайно високи нива на формалдехид. Това е неоспоримо доказателство, че част от метана, освободен от самия вулкан, е бил бързо унищожен в гигантския му облак от пепел и газ.
„Известно е, че вулканите отделят метан по време на изригвания, но досега не се знаеше, че вулканичната пепел е способна частично да почисти това замърсяване“, обяснява ученият по атмосферни науки Мартен ван Херпен от нидерландската компания „Acacia Impact Innovation BV“, водещ автор на новото изследване.
Метанът винаги присъства естествено в атмосферата. Произвеждан от живите организми и геоложката активност, той помага за поддържането на планетата ни достатъчно топла, за да има живот. Прекомерното му количество обаче засилва парниковия ефект, улавя топлината и затопля Земята до опасни нива. Тъй като голяма част от човешката дейност също генерира метан, научният свят активно търси начини за неговото намаляване.
Химическата реакция в действие
Един от начините за бързото разграждане на метана е внасянето на малко количество хлор. Хлорът е изключително реактивен, тъй като притежава несдвоен електрон, който „си търси“ с какво да се свърже.
Когато хлорът се срещне с метан, този електрон буквално изтръгва водороден атом от него. Това задейства верижна реакция, която в крайна сметка разпада метана на други съединения. Формалдехидът е просто кратка междинна брънка в тази химическа верига.
През 2023 г. екипът на ван Херпен разкри, че е наблюдавал този процес в атмосферата за първи път, задействан от прах от Сахара и океански пръски. Същите съставки обаче се оказаха налични в огромни количества и при изригването на Хунга Тонга.
Тъй като вулканът изригна изпод повърхността на Тихия океан, той изхвърли огромно количество морска вода и пара на рекордна височина. Според изследователите този колосален стълб е съдържал метан, сол и други минерални частици. Когато слънчевата светлина е осветила тази смес, в облака са се образували реактивни хлорни радикали, които са започнали масово и бързо да унищожават метана.
„Димящото оръжие“ под сателита
Когато учените изследвали сателитните изображения, те открили неоспоримо доказателство.
„Когато анализирахме сателитните снимки, бяхме изненадани да видим облак с рекордно висока концентрация на формалдехид“, казва ван Херпен. „Успяхме да проследим облака в продължение на 10 дни, чак до Южна Америка. Тъй като формалдехидът съществува в атмосферата само няколко часа, това доказа, че облакът е унищожавал метан непрекъснато в продължение на повече от седмица.“
Унищожаването на метана не е било пълно. Изследователите изчисляват, че около 900 метрични тона вулканичен метан са били унищожавани на ден чрез хлорна оксидация – скромно количество на фона на общо изхвърлените 330 килотона. Така че вулканът далеч не е успял да изчисти собственото си замърсяване.
Можем ли да повторим процеса изкуствено?
Това изследване обаче доказва нещо изключително важно на практика: отстраняването на метан от атмосферата е възможно и може да бъде измерено. Това дава зелена светлина на концепцията, че пречистването на метан с помощта на хлор в бъдеще може да се превърне в реална технология.
„Идеята индустрията да се опита да възпроизведе този естествен феномен е очевидна – но само ако се докаже, че е напълно безопасно и ефективно“, коментира химикът Матю Джонсън от Университета в Копенхаген. „Нашият сателитен метод би могъл да помогне да разберем как хората биха могли да забавят глобалното затопляне.“
