Невиданное ранее явление: ученые в шоке — мощный вулкан уничтожил метан в атмосфере

Огромные облака пепла и газа вырываются в земную атмосферу, а раскаленная расплавленная порода поднимается вверх и катится по поверхности, уничтожая все на своем пути. Извержение вулкана может быть одним из самых разрушительных явлений, которые может вызвать Земля. Но оно, похоже, также может породить и что-то хорошее, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Новое исследование неожиданно показало, что вулканы, вероятно, могут быть и силой добра. Извержения вулканов могут создавать одни из самых плодородных сельскохозяйственных угодий на планете, формировать новые земли и способствовать круговороту химических веществ между земной атмосферой и корой.

Теперь ученые наблюдали невиданное ранее вулканическое явление, которое может помочь исследователям лучше понять химию атмосферы — и даже послужить основой для будущих усилий по очистке атмосферы.

Во время мощного извержения вулкана Хунга Тонга-Хунга Хаапаи в Южной части Тихого океана в 2022 году спутники обнаружили формальдегид — свидетельства того, что часть метана, выброшенного вулканом, была быстро разрушена в огромном шлейфе пепла и газа.

По словам первого автора исследования, специалиста по атмосферным наукам Маартена ван Херпена, предыдущие исследования уже показали, что вулканы выбрасывают метан во время извержений. Однако до этого момента было неизвестно, что вулканический пепел также способен частично очищать атмосферу от этого загрязнения.

Известно, что метан присутствует в земной атмосфере в естественном виде. Образуясь в результате жизнедеятельности живых организмов и геологической активности, метан помогает поддерживать на Земле температуру, достаточную для поддержания жизни. Увы, избыток метана усугубляет парниковый эффект, удерживая тепло и нагревая планету до неприемлемого уровня.

По словам ученых, многие виды человеческой деятельности приводят к образованию метана, и ученые ищут способы снизить его уровень. Одним из способов быстрого расщепления метана считается добавление небольшого количества хлора. Хлор реактивен, потому что у него есть неспаренный электрон, который стремится к чему-то еще, к чему можно прикрепиться.

Исследования показывают, когда хлор соединяется с метаном, этот электрон присоединяется к атому водорода, запуская цепную реакцию, которая в конечном итоге расщепляет метан на другие соединения. Формальдегид — короткое звено в этой цепи.

Например, в 2023 году команда под руководством ван Херпена заявила, что им впервые удалось наблюдать процесс в земной атмосфере, вызванный пылью из Сахары и морскими брызгами. Ряд компонентов, участвовавших в этом открытии, также присутствовал при извержении вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапаи.

Вулкан извергся из-под поверхности Тихого океана, выбрасывая морскую воду и пар вверх. В результате этого извержения образовался огромный шлейф, достигший самой высокой зарегистрированной высоты, который выбросил газы и аэрозоли высоко в атмосферу. Ученые отмечают, что в результате извержения вулкана также было выброшено огромное количество метана, соли и других минеральных частиц.

Команда предполагает, что когда солнечный свет попадал на эту смесь континентов, в вулканическом шлейфе образовывались реактивные радикалы хлора, вызывая быстрое разрушение метана внутри него. По словам ван Херпен, они изучили вулканический шлейф и доказательства оказались очевидными.

В ходе исследования ученые проанализировали спутниковые снимки и с удивлением обнаружили облако с рекордно высокой концентрацией формальдегида. Ученым удалось отслеживать облако в течение 10 дней, вплоть до Южной Америки. Поскольку формальдегид существует всего несколько часов, это показало, что облако непрерывно разрушало метан более недели

Данные указывают на то, что разрушение метана не было полным. Команда подсчитала, что в результате окисления хлором ежедневно уничтожалось около 900 метрических тонн вулканического метана, по сравнению с предполагаемым общим выбросом метана в 330 килотонн. Проще говоря, вулкан не приблизился к устранению собственных проблем.

И все же, результаты исследования показывают, что удаление метана из атмосферы можно наблюдать и количественно оценить, даже если для этого требуются чрезвычайные события. Результат подтверждает возможность концептуальной очистки метана с помощью хлора в теории.

При написании использовались материалы Nature Communications, Science Alert.