כימות לווייני של החמצת מתאן מוגברת המיושם על הענן הסטרטוספירי בעקבות התפרצות הונגה טונגה–הונגה הָאַפַּאי

פיצוץ תת‑מימי ענקי עם רמזים לאקלים

תחילת 2022, הר הגעש הונגה טונגה–הונגה הָאַפַּאי שלח ענן עצום גבוה מעל העננים, שזכה לכותרות בשל עוצמתו הגדולה. המחקר הזה מראה שהתפרצות זו יצרה גם ניסוי טבעי נדיר בשמי כדור הארץ, וחשפה כיצד מתאן — גז חממה מרכזי — נהרס וכיצד ניתן לעקוב ממרחב אחרי ניסיונות עתידיים להסיר מתאן מהאוויר. בעיקוב אחרי גז קצר־חיי בשם פורמלדהיד בגובה רב באטמוספירה, המחברים חשפו פרץ בלתי צפוי של פירוק מתאן ומנוע כימי מפתיע שהניע אותו.

למה מתאן באוויר חשוב

על פני כמה עשורים מתאן לוכד הרבה יותר חום מפחמן דו‑חמצני והוא אחראי כיום לכחצי מעלה של ההתחממות העולמית. החדשות הטובות הן שמתאן אינו נשאר באוויר זמן רב — בערך עשר שנים — ולכן קיצוץ פליטות או האצת ההרס הטבעי שלו יכול לקרר את الكرة בתוך עשור. האתגר הוא שלא ניתן לבטל את כל מקורות המתאן, ופליטת מתאן טבעית מביצות ונופים מתחממים עולה. לכן מדענים בוחנים האם ניתן להגביר במתכוון את הסרת המתאן באוויר הפתוח, למשל על‑ידי הוספת כימיקלים שמאיצים את פירוקו. כל מאמץ כזה יצטרך שיטות אמינות להוכיח כמה מתאן נוסף אכן נהרס.

שימוש בענן געשי כמרפסת ניסוי טבעית

התפרצות הונגה טונגה–הונגה הָאַפַּאי הדיפה חומר עד לגובה של כ‑55 קילומטר, עמוק אל תוך הסטרטוספירה — הרבה גבוה יותר מענני התפרצות רגילים. לוויינים זיהו במהירות כמויות עצומות של אדי מים, גזי גופרית וחלקיקים זעירים שמתפשטים סביב הגלובוס. המחברים התמקדו באות אחר: הצטברות חריגה של פורמלדהיד סביב גובה של כ‑30 קילומטר, הרבה מעל השכבה שבה גז זה נמצא בדרך כלל. בשימוש בנתונים מהמכשיר TROPOMI ומלוויינים אחרים הם הראו שפורמלדהיד זה היה קשור באופן הדוק לענן האירוסול הגעשי ונמשך לפחות עשרה ימים, אף על פי שהשמש הייתה אמורה להפעיל הרס של כל אצווה של פורמלדהיד בתוך כמה שעות. הדרך היחידה לשמר רמות כה גבוהות הייתה יצור מתמשך של פורמלדהיד בתוך הענן.

מעקב אחר טביעות האצבע של פירוק מתאן

פורמלדהיד הוא שלב קצר‑חיי בשרשרת התגובות שהופכת מתאן לפחמן דו‑חמצני ולמים. באזורים מרוחקים ללא זיהום מקומי חזק או שריפות, כמעט כל הפורמלדהיד נובע ממתאן. על‑ידי כימות מדויק של הפורמלדהיד העודף וכמה מהר השמש מסירה אותו, הצוות יכל לחשב לאחור בקצב כמה מהר מתאן חייב היה להיות נהרס בענן. הניתוח שלהם מצביע על כ‑900 טונות מטריות של מתאן המחומצן ליום, עם שיאי אובדן מקומיים של עד 60 חלקים למיליארד ליום — עצומים לעומת תנאים סטרטוספיריים רגילים. כמות כזו של הרס מרמזת שהתפרצות הינה הזריקה מנה גדולה של מתאן לגובה והפעלתה מנגנון כימי יוצא דופן שהתקף אותו.

מנוע כלור חבוי באפר הגעשי

כדי להסביר את האובדן המהיר של מתאן, החוקרים בחנו מדידות לוויין נוספות בתוך הענן, כולל גזים נושאי כלור ואוזון. הם הגיעו למסקנה שהרס המתאן הונע בעיקר על‑ידי אטומי כלור פעילים מאוד, ולא רק על‑ידי שורשי ההידרוקסיל המוכרים. מסלולי מחזור כלור ידועים ומחזורי ברום לא הספיקו לייצר מספיק כלור כדי להתאים לתצפיות, במיוחד לאורך מספר ימים. במקום זאת מציעים המחברים שחלקיקי אפר הגעשי הדקים, מצופים סולפט ומלח ים ומכילים ברזל, פעלו כמו סערות כימיות מיקרוסקופיות. חשיפה לאור שמש מאפשרת לברזל ולכלוריד על פני החלקיקים לייצר התפרצויות של כלור פעיל. חישובים המשתמשים בכמויות מציאותיות של ברזל ושטח פנים חלקיקי מרמזים ש״צילוםוכימיה של ברזל‑כלוריד״ זו יכולה באופן סביר לתמוך בייצור הכלור הנדרש אפילו בגובה רב בסטרטוספירה.

דרך חדשה לצפות בהסרת מתאן מהחלל

מעבר להסבר ענן געשי בלתי שגרתי, עבודה זו מדגימה כלי חדש לניטור קצב הסרת המתאן מהאטמוספירה. מכיוון שהשיטה עוקבת אחרי פורמלדהיד באמצעות אור על‑סגול, היא פועלת היטב מעל האוקיינוסים — שם מתוכננים פעולת רבות מתוכניות הסרת מתאן המוצעות אך מדידות ישירות של מתאן מהחלל קשות. המחברים מראים ששיטת הפורמלדהיד המבוססת על לוויין הייתה רגישה מספיק לגילוי אובדן המתאן שהניעה הונגה טונגה, אף שהוא היה קטן בהרבה משאמצעים מהונדסים עתידיים שנדונים. בפשטות, המחקר חושף מנוע כימי חבוי בהתפרצות מרהיבה ומציע דרך מעשית לאמת האם מאמצים עתידיים לשאוב מתאן מהאוויר אכן פועלים.

ציטוט: van Herpen, M.M., De Smedt, I., Meidan, D. et al. Satellite quantification of enhanced methane oxidation applied to the stratospheric plume following Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption. Nat Commun 17, 3746 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-72191-4

מילות מפתח: מתאן, התפרצות געשית, תצפיות לוויין, כימיה אטמוספרית, הפחתת השפעה אקלימית