L’eruzione del vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha’apai del 2022 è stata uno degli eventi geologici più potenti dell’era moderna. Sebbene le eruzioni vulcaniche siano generalmente viste attraverso la lente della distruzione, ovvero l’invio di nubi di cenere e gas tossici nella stratosfera, questo evento specifico ha prodotto una sorprendente scoperta scientifica. I ricercatori hanno identificato un processo chimico naturale all’interno del pennacchio vulcanico che ha rapidamente distrutto il metano, un potente gas serra. Questa scoperta non solo rimodella la nostra comprensione della chimica atmosferica, ma offre anche una prova di concetto per potenziali tecnologie future volte a pulire l’atmosfera.
Una reazione chimica sorprendente
Da decenni gli scienziati sapevano che i vulcani emettono metano durante le eruzioni. Tuttavia, non si rendevano conto che l’eruzione stessa poteva anche fungere da catalizzatore per la decomposizione dello stesso metano. La chiave di questa scoperta risiede in un composto chiamato formaldeide.
In uno studio condotto dallo scienziato atmosferico Maarten van Herpen della Acacia Impact Innovation BV, i ricercatori hanno analizzato i dati satellitari dell’eruzione di Tonga. Hanno rilevato concentrazioni insolitamente elevate di formaldeide nel pennacchio vulcanico. La formaldeide è un prodotto intermedio di breve durata che appare quando il metano viene scomposto dai radicali del cloro. La sua presenza fungeva da “pistola fumante”, indicando che una rapida reazione chimica si stava verificando in alto nell’atmosfera.
“È noto che i vulcani emettono metano durante le eruzioni, ma fino ad ora non si sapeva che anche la cenere vulcanica fosse in grado di ripulire parzialmente questo inquinamento”, spiega van Herpen.
Come funziona il processo
Il meccanismo alla base di questo fenomeno si basa sugli ingredienti unici presenti nell’eruzione del Tonga. Poiché il vulcano eruttò sott’acqua, fece esplodere acqua di mare, sale e particelle minerali nell’atmosfera, creando un pennacchio che raggiunse altitudini record.
Quando la luce solare colpiva questa miscela di aerosol salini e gas vulcanici, innescava la formazione di radicali reattivi del cloro. Il cloro è altamente reattivo perché ha un elettrone spaiato che cerca stabilità. Quando questi radicali del cloro incontrano il metano, strappano via un atomo di idrogeno, avviando una reazione a catena che dipana la molecola di metano. La formaldeide è un breve sottoprodotto di questo processo.
Questa non è la prima volta che gli scienziati osservano la degradazione del metano mediata dal cloro. Nel 2023, il team di van Herpen ha identificato processi simili innescati dalla polvere del Sahara e dagli spruzzi oceanici. Tuttavia, l’eruzione delle Tonga ha fornito un esempio massiccio e concentrato di questa reazione avvenuta su scala globale.
Scala e significato
Sebbene la scoperta sia scientificamente significativa, è importante comprenderne la portata. Il pennacchio vulcanico non ha eliminato tutto il metano prodotto. I ricercatori hanno stimato che circa 900 tonnellate di metano venivano distrutte dall’ossidazione del cloro al giorno. Al contrario, il vulcano ha emesso circa 330.000 tonnellate di metano in totale.
Pertanto, il vulcano non ha “ripulito” le proprie emissioni; la maggior parte del metano è rimasta nell’atmosfera. Tuttavia, lo studio ha dimostrato che questo processo di pulizia dell’atmosfera può essere osservato, monitorato e quantificato. Monitorando per dieci giorni la nuvola di formaldeide mentre si spostava verso il Sud America, gli scienziati hanno confermato che la distruzione del metano era continua e misurabile.
Implicazioni per la tecnologia climatica
Il valore principale di questa ricerca risiede nella sua potenziale applicazione a soluzioni climatiche create dall’uomo. Con l’aumento dei livelli di metano dovuto all’attività industriale e all’agricoltura, gli scienziati stanno attivamente cercando modi per ridurne la concentrazione nell’atmosfera. L’eruzione del Tonga ha dimostrato che la rimozione del metano mediata dal cloro è fisicamente possibile.
Il chimico Matthew Johnson dell’Università di Copenaghen osserva che, sebbene replicare questo fenomeno naturale per uso industriale sia un ovvio passo successivo, richiede rigorosi test di sicurezza ed efficacia.
“Il nostro metodo satellitare potrebbe offrire un modo per aiutare a capire come gli esseri umani potrebbero rallentare il riscaldamento globale”, afferma Johnson.
Conclusione
L’eruzione dell’Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ha fornito un raro laboratorio su larga scala per la scienza dell’atmosfera. Sebbene l’evento in sé non abbia ridotto in modo significativo i livelli globali di metano, ha confermato che esistono meccanismi naturali per abbattere questo gas serra. Questa intuizione sposta il concetto di rimozione diretta del metano atmosferico dalla chimica teorica alla realtà osservabile, aprendo la strada alla ricerca futura su tecnologie di mitigazione climatica sicure ed efficaci.
