In januari 2022 deed de onderwatervulkaan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, in de Stille Zuidzee, wat vulkanen doen als ze niet langer een landschap zijn maar een gebeurtenis worden: hij stuurde materiaal met zeldzaam geweld de atmosfeer in, waardoor water, as en gas naar de stratosfeer werden geduwd. Het nieuws komt echter nu en heeft een bijna contra-intuïtieve smaak. Diezelfde uitbarsting zou ook een chemisch proces in gang hebben gezet dat een deel van het methaan dat tijdens de gebeurtenis vrijkwam, zou kunnen verwijderen. Een soort atmosferische schoonmaak binnen de wolk, waargenomen vanuit de ruimte en tot nu toe nooit op deze manier gedocumenteerd. Het onderzoek is gepubliceerd op Natuurcommunicatie.
De onderzoekers kwamen tot deze conclusie door een nauwkeurig spoor te volgen: formaldehyde, ook wel HCHO genoemd. Wanneer methaan in de atmosfeer wordt afgebroken, ontstaat formaldehyde als tussenproduct, dat voor korte tijd, slechts een paar uur, zal blijven bestaan. Toch ontdekten satellieten in de door Hunga Tonga geproduceerde wolk afwijkende en zeer hoge concentraties, die dagenlang aanhielden. De wolk werd zo’n tien dagen gevolgd, helemaal tot aan Zuid-Amerika: een belangrijk detail, want zo’n kortlevende stof had veel eerder verdwenen moeten zijn. De meest samenhangende verklaring is dat binnen die vulkanische pluim het methaan dag na dag bleef oxideren.
Het spoor in de wolk
De sterkste gegevens hebben betrekking op de kwantiteit. De studie spreekt van een toename van formaldehyde tot 12 delen per miljard op ongeveer 30 kilometer boven zeeniveau, binnen de uitbarstingspluim, en schat de methaanoxidatie op 900 ± 220 megagram per dag. Volgens de auteurs impliceert dit dat de vulkaan minstens 330 gigagram methaan in de stratosfeer heeft geloosd. Het zijn uiteraard technische cijfers, maar ze vertellen ons iets heel duidelijks: in de cloud was er niet alleen sprake van emissie, maar ook van een reactie van de consument.
Het voorgestelde mechanisme gaat via drie zeer concrete ingrediënten: zeezout, vulkanische as en zonlicht. De uitbarsting, die zich onder water bevond, sleepte enorme hoeveelheden zout water samen met het vulkanische materiaal naar boven. Toen zonnestraling dit mengsel trof, zou dit de productie van zeer reactieve chlooratomen hebben bevorderd. Die atomen kunnen reageren met methaan en helpen het af te breken, waardoor het formaldehyde achterblijft dat door satellieten wordt waargenomen. De auteurs spreken van een ijzer-chloor chemische foto op met sulfaat bedekte vulkanische as als een plausibel mechanisme, terwijl ze erop wijzen dat speciale modellen en laboratoriumstudies nodig zullen zijn om dit volledig te bevestigen.
Het interessante is dat een soortgelijk proces al in een heel andere context was geïdentificeerd: stof uit de Sahara dat over de Atlantische Oceaan werd geblazen, vermengd met zeezout en getroffen door de zon. In dat geval worden aërosolen van ijzerzouten gevormd die reactief chloor kunnen genereren. Als je hetzelfde patroon ziet verschijnen in de stratosfeer, in een vulkanische wolk, verandert de schaal van de zaak behoorlijk. We worden niet langer geconfronteerd met een oppervlakkige nieuwsgierigheid, maar met een atmosferische chemie die onder veel extremere omstandigheden kan optreden.
Waarom methaan belangrijk is
Atmosferisch methaan is na CO₂ een van de belangrijkste broeikasgassen. Het is verantwoordelijk voor ongeveer een derde van de opwarming die we ervaren en heeft over twintig jaar een klimaatveranderende kracht die ongeveer 80 keer groter is dan die van koolstofdioxide. Het verblijf ervan in de atmosfeer is korter, ongeveer tien jaar, en juist dit maakt het zo centraal in klimaatstrategieën voor de korte termijn: het nu terugdringen ervan kan in kortere tijd zichtbare effecten hebben dan alleen CO₂.
Dit verandert de vulkaan niet in een klimaatoplossing, noch staat het fantasierijke sluiproutes toe. Hunga Tonga kende zeer unieke omstandigheden: het was een uitbarsting onder water, het bracht zout water in de stratosfeer, het had een pluimsamenstelling die niet op schaal was, en het produceerde een zeldzame combinatie van materialen. Dezelfde auteurs wijzen erop dat het mechanisme misschien niet zo relevant is bij andere uitbarstingen, juist omdat Hunga Tonga een bijna onherhaalbaar mengsel van zout, as, licht en hoogte bood.
De waarde van het onderzoek ligt ook elders: in de mogelijkheid om de verwijdering van methaan te meten. Technologieën die zijn ontworpen om de afbraak van methaan in de atmosfeer kunstmatig te versnellen, zijn nog steeds een delicaat terrein, vol technische, ecologische en bestuurlijke onbekenden. Het grootste probleem is om aan te tonen dat het methaan daadwerkelijk is verwijderd, hoeveel er is verwijderd en met welke bijwerkingen. Dit is waar TROPOMI in het spel komt, het instrument aan boord van de Europese Sentinel-5P-satelliet, gemaakt om atmosferische gassen zoals methaan, formaldehyde, stikstofdioxide, ozon, koolmonoxide en zwaveldioxide te monitoren.
In dit geval was het gebruik van TROPOMI niet eenvoudig. Het formaldehyde moest worden teruggewonnen in een stratosferische vulkanische pluim, dus buiten de normale omstandigheden van het instrument. De onderzoekers moesten de gevoeligheid van de satelliet voor de ongebruikelijke hoogte van het signaal corrigeren en rekening houden met interferentie door hoge concentraties zwaveldioxide. Zonder dat dataopschoningswerk zou de cloud misschien een onbetrouwbare anomalie hebben geleken. In plaats daarvan hield hij vast.
Er blijft een breder gevolg: als atmosferisch stof, inclusief vulkanisch stof, de methaanbalans kan beïnvloeden, dan moet er zorgvuldiger naar die balans worden gekeken. Tot nu toe werd deze dynamiek niet volledig in aanmerking genomen bij schattingen van de hoeveelheid methaan die de atmosfeer binnenkomt en verlaat. De vulkaan heeft het klimaat niet gered, hij heeft het probleem niet uitgewist, hij heeft geen toverstaf geboden. Het liet een chemische signatuur achter in de lucht, en die signatuur zegt dat de atmosfeer ingewikkelder is dan we dachten.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
