Небачене раніше явище: вчені в шоці — потужний вулкан знищив метан в атмосфері

Величезні хмари попелу і газу вириваються в земну атмосферу, а розпечена розплавлена порода піднімається вгору і котиться по поверхні, знищуючи все на своєму шляху. Виверження вулкана може бути одним із найбільш руйнівних явищ, які може спричинити Земля. Але воно, схоже, також може породити і щось хороше, пише Фокус.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Нове дослідження несподівано показало, що вулкани, ймовірно, можуть бути і силою добра. Виверження вулканів можуть створювати одні з найродючіших сільськогосподарських угідь на планеті, формувати нові землі та сприяти кругообігу хімічних речовин між земною атмосферою та корою.

Тепер учені спостерігали небачене раніше вулканічне явище, яке може допомогти дослідникам краще зрозуміти хімію атмосфери — і навіть послужити основою для майбутніх зусиль з очищення атмосфери.

Під час потужного виверження вулкана Хунга Тонга-Хунга Хаапаї в Південній частині Тихого океану в 2022 році супутники виявили формальдегід — свідоцтва того, що частина метану, викинутого вулканом, була швидко зруйнована у величезному шлейфі попелу і газу.

За словами першого автора дослідження, фахівця з атмосферних наук Маартена ван Херпена, попередні дослідження вже показали, що вулкани викидають метан під час вивержень. Однак до цього моменту було невідомо, що вулканічний попіл також здатний частково очищати атмосферу від цього забруднення.

Відомо, що метан присутній у земній атмосфері в природному вигляді. Утворюючись у результаті життєдіяльності живих організмів і геологічної активності, метан допомагає підтримувати на Землі температуру, достатню для підтримки життя. На жаль, надлишок метану посилює парниковий ефект, утримуючи тепло і нагріваючи планету до неприйнятного рівня.

За словами вчених, багато видів людської діяльності призводять до утворення метану, і вчені шукають способи знизити його рівень. Одним зі способів швидкого розщеплення метану вважається додавання невеликої кількості хлору. Хлор реактивний, тому що у нього є неспарений електрон, який прагне до чогось ще, до чого можна прикріпитися.

Дослідження показують, коли хлор з'єднується з метаном, цей електрон приєднується до атома водню, запускаючи ланцюгову реакцію, яка зрештою розщеплює метан на інші сполуки. Формальдегід — коротка ланка в цьому ланцюзі.

Наприклад, 2023 року команда під керівництвом ван Герпена заявила, що їм уперше вдалося спостерігати процес у земній атмосфері, спричинений пилом із Сахари та морськими бризками. Низка компонентів, які брали участь у цьому відкритті, також була присутня під час виверження вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапаї.

Вулкан вивергнувся з-під поверхні Тихого океану, викидаючи морську воду і пару вгору. Унаслідок цього виверження утворився величезний шлейф, що досяг найвищої зареєстрованої висоти, який викинув гази й аерозолі високо в атмосферу. Вчені зазначають, що внаслідок виверження вулкана також було викинуто величезну кількість метану, солі та інших мінеральних частинок.

Команда припускає, що коли сонячне світло потрапляло на цю суміш континентів, у вулканічному шлейфі утворювалися реактивні радикали хлору, спричиняючи швидке руйнування метану всередині нього. За словами ван Херпен, вони вивчили вулканічний шлейф і докази виявилися очевидними.

Під час дослідження вчені проаналізували супутникові знімки і з подивом виявили хмару з рекордно високою концентрацією формальдегіду. Вченим вдалося відстежувати хмару протягом 10 днів, аж до Південної Америки. Оскільки формальдегід існує всього кілька годин, це показало, що хмара безперервно руйнувала метан понад тиждень.

Дані вказують на те, що руйнування метану не було повним. Команда підрахувала, що в результаті окислення хлором щодня знищувалося близько 900 метричних тонн вулканічного метану, порівняно з передбачуваним загальним викидом метану в 330 кілотонн. Простіше кажучи, вулкан не наблизився до усунення власних проблем.

І все ж, результати дослідження показують, що видалення метану з атмосфери можна спостерігати і кількісно оцінити, навіть якщо для цього потрібні надзвичайні події. Результат підтверджує можливість концептуального очищення метану за допомогою хлору в теорії.

Нагадаємо, раніше ми писали про найбільше виверження на Землі: вчені виявили невідомі раніше небезпечні наслідки.

Раніше Фокус писав про те, що вчені з'ясували, що виверження вулкана Тонга може пошкодити озоновий шар.

Під час написання використовували матеріали Nature Communications, Science Alert.