Erupción volcánica en Tonga eliminó metano atmosférico mediante proceso químico nunca antes observado

Cuando el volcán submarino Hunga Tonga-Hunga Ha'apai en el Pacífico Sur entró en erupción el 15 de enero de 2022, los científicos observaron algo completamente inesperado: el volcán ayudó a limpiar parte de la contaminación por metano que él mismo liberó, según un estudio publicado en Nature Communications.

Utilizando mediciones satelitales avanzadas, los investigadores observaron concentraciones inusualmente altas de formaldehído en la masiva columna volcánica tras la erupción. Esta fue la evidencia crucial: cuando el metano se destruye en la atmósfera, el formaldehído se forma como un intermediario de corta duración, según explica el estudio.

"Cuando analizamos las imágenes satelitales, nos sorprendió ver una nube con una concentración récord de formaldehído. Pudimos rastrear la nube durante 10 días, hasta llegar a Sudamérica. Como el formaldehído solo existe durante unas pocas horas, esto demostró que la nube debió estar destruyendo metano continuamente durante más de una semana", explicó el doctor Maarten van Herpen de Acacia Impact Innovation BV, según el estudio.

"Se sabe que los volcanes emiten metano durante las erupciones, pero hasta ahora no se sabía que la ceniza volcánica también es capaz de limpiar parcialmente esta contaminación", añadió van Herpen.

Sal, luz solar y nueva química

Según los investigadores, todo apunta a que tuvo lugar un proceso muy especial, uno que descubrieron por primera vez en 2023, pero en una parte completamente diferente del mundo.

Descubrieron que cuando el polvo del Sahara es arrastrado sobre el océano Atlántico, se mezcla con sal marina de la espuma del mar, formando pequeñas partículas conocidas como aerosoles de sal de hierro. Cuando la luz solar golpea estos aerosoles, se producen átomos de cloro. Estos átomos de cloro reaccionan con el metano y ayudan a descomponerlo en la atmósfera. Este descubrimiento cambió la comprensión científica de la química troposférica, según el estudio.

"Lo que es nuevo, y completamente sorprendente, es que el mismo mecanismo parece ocurrir en una columna volcánica en lo alto de la estratosfera, donde las condiciones físicas son completamente diferentes", dijo el profesor Matthew Johnson del Departamento de Química de la Universidad de Copenhague, uno de los investigadores detrás de ambos descubrimientos.

La erupción de 2022 lanzó enormes cantidades de agua de mar salada a la estratosfera junto con ceniza volcánica. La teoría es que cuando la luz solar golpeó esta mezcla, se formó cloro altamente reactivo, ayudando a descomponer el metano liberado durante la erupción. La evidencia visible de esta descomposición del metano fueron las grandes cantidades de formaldehído detectadas en las imágenes satelitales, según los investigadores.

El metano como freno de emergencia climático

El metano es actualmente responsable de un tercio del calentamiento global. Durante un período de 20 años, el metano es aproximadamente 80 veces más potente que el CO2. Sin embargo, el metano se descompone relativamente rápido en la atmósfera, típicamente en unos 10 años, según el estudio.

Esto significa que si se reducen las emisiones de metano ahora, podría tener un impacto notable en el clima dentro de una década. Por esta razón, los investigadores a veces se refieren a la reducción de metano como un "freno de emergencia" del cambio climático, uno que puede ayudar a prevenir puntos de inflexión climáticos en las próximas décadas. Sin embargo, reducir las emisiones de CO2 sigue siendo esencial para estabilizar las temperaturas a largo plazo, según los científicos.

Inspirando soluciones futuras

Los investigadores detrás del nuevo estudio creen que sus hallazgos podrían informar un campo creciente que trabaja en soluciones para reducir las emisiones de metano acelerando artificialmente su descomposición en la atmósfera, similar a cómo el volcán efectivamente se limpió a sí mismo. Varios métodos están actualmente bajo investigación, pero un desafío clave es medir y verificar cuánto metano se elimina realmente.

"¿Cómo pruebas que el metano ha sido eliminado de la atmósfera? ¿Cómo sabes que tu método funciona? Es muy difícil. Pero aquí abordamos ese problema mostrando que la descomposición del metano puede de hecho ser observada usando satélites", dijo el doctor Jos de Laat del Instituto Meteorológico Real de los Países Bajos, autor principal del estudio.

La investigación se realizó con el instrumento avanzado TROPOMI a bordo del satélite Sentinel-5P de la Agencia Espacial Europea, que monitorea la contaminación del aire y los gases de efecto invernadero en todo el mundo diariamente.

"Recuperar formaldehído de TROPOMI en una columna volcánica estratosférica está muy fuera de las condiciones operativas estándar del instrumento. Tuvimos que corregir cuidadosamente la sensibilidad del satélite para la altitud inusual de la señal y tener en cuenta la interferencia de las altas concentraciones de dióxido de azufre. Obtener estas correcciones correctamente fue esencial para confirmar que lo que estábamos viendo era real", dijo la doctora Isabelle De Smedt del Instituto Real Belga de Aeronomía Espacial.

Los investigadores creen que los nuevos hallazgos inspirarán a ingenieros en la industria.

"Es una idea obvia para la industria intentar replicar este fenómeno natural, pero solo si se puede demostrar que es seguro y efectivo. Nuestro método satelital podría ofrecer una forma de ayudar a descubrir cómo los humanos podrían frenar el calentamiento global", concluyó Johnson.

"Ahora sabemos que el polvo atmosférico, por ejemplo de una erupción volcánica, impacta el presupuesto de metano, es decir, el presupuesto de cuánto metano se añade a la atmósfera y cuánto se elimina. Como el polvo no se había tomado en cuenta previamente, es importante que corrijamos los datos en los que se basan estas estimaciones", dijo Johnson.