Erupce Hunga Tonga-Hunga Ha’apai v roce 2022 byla jednou z nejsilnějších geologických událostí moderní éry. Typicky jsou sopečné erupce viděny optikou ničení: uvolňují oblaka popela a toxických plynů do stratosféry. Tato konkrétní událost však vedla k nečekanému vědeckému objevu. Výzkumníci objevili přirozený chemický proces v sopečném vleku, který rychle ničil metan, silný skleníkový plyn. Tento objev nejen mění naše chápání chemie atmosféry, ale slouží také jako důkaz koncepce budoucích technologií zaměřených na čištění atmosféry.
Neočekávaná chemická reakce
Po desetiletí vědci věděli, že sopky při erupcích uvolňují metan. Neuvědomili si však, že samotná erupce může působit jako katalyzátor rozkladu téhož metanu. Klíčem k tomuto objevu byla sloučenina zvaná formaldehyd.
Ve studii, kterou vedl atmosférický vědec Maarten van Gerpen z Acacia Impact Innovation BV, výzkumníci analyzovali satelitní data z erupce Tongy. Našli abnormálně vysoké koncentrace formaldehydu ve vulkanickém vleku. Formaldehyd je meziprodukt s krátkou životností, který vzniká při rozkladu metanu radikály chloru. Jeho přítomnost sloužila jako „kuřecí stezka“, což naznačuje, že vysoko v atmosféře probíhá rychlá chemická reakce.
„Je známo, že sopky při erupcích uvolňují metan, ale až dosud nebylo známo, že sopečný popel může také vyčistit část tohoto znečištění,“ vysvětluje van Gerpen.
Jak tento proces funguje
Mechanismus tohoto jevu je založen na unikátních složkách přítomných během erupce Tongy. Když sopka vybuchla pod vodou, vychrlila mořskou vodu, sůl a minerální částice vysoko do atmosféry a vytvořila oblak, který dosáhl rekordních výšek.
Když sluneční světlo zasáhlo tuto směs solných aerosolů a sopečných plynů, spustilo tvorbu reaktivních chlórových radikálů. Chlór je vysoce reaktivní, protože má nepárový elektron, který má tendenci být stabilní. Když se tyto chlorové radikály setkají s metanem, odštěpí atom vodíku a spustí řetězovou reakci, která zničí molekulu metanu. Formaldehyd je krátkodobým vedlejším produktem tohoto procesu.
Není to poprvé, co vědci pozorovali rozklad metanu pod vlivem chlóru. V roce 2023 van Gerpenův tým identifikoval podobné procesy způsobené saharským prachem a mořskou suspenzí. Erupce Tongy však poskytla masivní a koncentrovaný příklad takové reakce v globálním měřítku.
Rozsah a význam
I když má objev velký vědecký význam, je důležité pochopit jeho rozsah. Sopečný oblak nezlikvidoval všechen produkovaný metan. Vědci odhadli, že oxidace chloru zničila přibližně 900 metrických tun metanu denně. Současně sopka uvolnila celkem asi 330 000 metrických tun metanu.
Sopka tedy „neuklidila“ své vlastní emise; většina metanu zůstala v atmosféře. Studie však prokázala, že tento proces čištění atmosféry lze pozorovat, monitorovat a kvantifikovat. Sledováním formaldehydového mračna po dobu deseti dnů, jak se unášel směrem k Jižní Americe, vědci potvrdili, že ničení metanem bylo nepřetržité a měřitelné.
Důsledky pro klimatické technologie
Hlavní hodnota tohoto výzkumu spočívá v jeho potenciální aplikaci na řešení umělého klimatu. Vzhledem k tomu, že hladina metanu stoupá kvůli průmyslové činnosti a zemědělství, vědci aktivně hledají způsoby, jak snížit jeho koncentraci v atmosféře. Erupce Tongy ukázala, že odstranění metanu pomocí chlóru je fyzikálně možné.
Chemik Matthew Johnson z Kodaňské univerzity poznamenává, že zatímco replikace tohoto přírodního jevu pro průmyslové využití je zřejmým dalším krokem, vyžaduje přísné testování bezpečnosti a účinnosti.
“Naše satelitní technika by mohla nabídnout způsob, jak pomoci určit, jak mohou lidé zpomalit globální oteplování,” říká Johnson.
Závěr
Erupce Hunga Tonga-Hunga Ha’apai poskytla vzácnou rozsáhlou laboratoř pro vědu o atmosféře. I když samotná událost významně nesnížila globální hladiny metanu, potvrdila, že existují přirozené mechanismy pro rozklad tohoto skleníkového plynu. Toto chápání posouvá koncept přímého odstraňování atmosférického metanu z teoretické chemie do pozorovatelné reality a připravuje cestu pro budoucí výzkum bezpečných a účinných technologií pro zmírnění změny klimatu.
