Quantificazione satellitare dell’ossidazione aumentata del metano applicata alla colonna stratosferica dopo l’eruzione di Hunga Tonga–Hunga Ha’apai

Una enorme esplosione sottomarina con indizi sul clima

All’inizio del 2022 il vulcano Hunga Tonga–Hunga Ha’apai ha lanciato una colossale colonna d’eruzione ben oltre le nuvole, attirando l’attenzione per la sua potenza. Questo studio mostra che l’eruzione ha anche creato un raro esperimento naturale in atmosfera, rivelando come il metano — un importante gas serra — venga distrutto e come in futuro si potrebbero monitorare dallo spazio tentativi di rimuoverlo dall’aria. Seguendo un gas a vita breve chiamato formaldeide in alta atmosfera, gli autori hanno messo in luce un’impennata inaspettatamente intensa della decomposizione del metano e un sorprendente motore chimico che la ha guidata.

Perché il metano nell’aria è importante

Il metano intrappola molto più calore dell’anidride carbonica su scale di alcune decine di anni ed è responsabile di circa mezzo grado di riscaldamento globale oggi. La buona notizia è che il metano non rimane a lungo nell’aria — circa dieci anni — quindi tagliare le emissioni o accelerarne la distruzione naturale potrebbe raffreddare il pianeta entro un decennio. La sfida è che non tutte le fonti di metano possono essere eliminate e le emissioni naturali da zone umide e territori che si riscaldano stanno aumentando. Questo ha spinto i ricercatori a esplorare se sia possibile aumentare intenzionalmente la rimozione del metano all’aperto, per esempio aggiungendo sostanze chimiche che ne accelerino la degradazione. Qualsiasi sforzo del genere però richiederebbe metodi affidabili per dimostrare quanto metano in più venga effettivamente distrutto.

Usare una colonna vulcanica come banco di prova naturale

L’eruzione di Hunga Tonga–Hunga Ha’apai ha proiettato materiale fino a circa 55 chilometri di quota, ben nella stratosfera — molto più in alto delle colonne vulcaniche tipiche. I satelliti hanno rapidamente rilevato enormi quantità di vapore acqueo, gas solforati e particelle fini che si sono diffuse attorno al globo. Gli autori si sono concentrati su un segnale diverso: un accumulo insolitamente grande di formaldeide intorno ai 30 chilometri di altitudine, ben sopra lo strato dove questo gas è normalmente presente. Utilizzando dati dallo strumento TROPOMI e da altri satelliti, hanno mostrato che quella formaldeide era strettamente legata alla nube di aerosol vulcanici e persisteva per almeno dieci giorni, nonostante la luce solare avrebbe dovuto distruggere ogni singolo pacchetto di formaldeide in poche ore. L’unico modo per mantenere livelli così elevati era la produzione continua di nuova formaldeide all’interno della colonna.

Tracciare le impronte della degradazione del metano

La formaldeide è un composto a vita breve che funge da tappa nella catena di reazioni che trasformano il metano in anidride carbonica e acqua. In regioni remote senza forte inquinamento locale o incendi, quasi tutta la formaldeide deriva dal metano. Quantificando con cura la formaldeide addizionale e la velocità con cui la luce solare la rimuove, il team ha potuto risalire a quanto rapidamente il metano doveva essere ossidato nella colonna. La loro analisi indica circa 900 tonnellate metriche di metano ossidate al giorno, con picchi locali di perdita fino a 60 parti per miliardo al giorno — cifre enormi rispetto alle condizioni stratosferiche normali. Una distruzione di tale portata implica che l’eruzione abbia iniettato una grande quantità di metano in alta atmosfera e che abbia agito un innesco chimico insolitamente potente.

Un motore al cloro nascosto nella cenere vulcanica

Per spiegare la rapida perdita di metano, i ricercatori hanno esaminato altre misure satellitari all’interno della colonna, inclusi gas contenenti cloro e l’ozono. Hanno concluso che la distruzione del metano è stata guidata in larga misura da atomi di cloro altamente reattivi, piuttosto che dai più familiari radicali idrossilici da soli. I percorsi noti di riciclo del cloro e i cicli che coinvolgono il bromo non potevano generare abbastanza cloro per corrispondere alle osservazioni, specialmente su intervalli di giorni. Invece, gli autori propongono che particelle fini di cenere vulcanica, rivestite di solfato e sale marino e contenenti ferro, abbiano agito come microscopici reattori chimici. Esposte alla luce solare, il ferro e il cloruro su queste particelle possono generare getti di cloro reattivo. Calcoli basati su quantità realistiche di ferro e aree superficiali delle particelle suggeriscono che questa “fotochimica ferro–cloruro” potrebbe plausibilmente sostenere la produzione di cloro necessaria anche in alta stratosfera.

Un nuovo modo per osservare la rimozione del metano dallo spazio

Oltre a spiegare una colonna vulcanica insolita, questo lavoro dimostra un nuovo strumento per monitorare la velocità con cui il metano viene rimosso dall’atmosfera. Poiché il metodo traccia la formaldeide usando luce ultravioletta, funziona bene sugli oceani, dove molte proposte per rimuovere il metano opererebbero ma dove le misure dirette del metano dallo spazio sono difficili. Gli autori mostrano che il loro approccio satellitare basato sulla formaldeide è stato sufficientemente sensibile da rilevare la perdita di metano indotta da Hunga Tonga, anche se era molto più piccola di alcuni interventi ingegneristici futuri discussi. In termini semplici, lo studio rivela un motore chimico nascosto in una spettacolare eruzione e offre un modo pratico per verificare se futuri sforzi per depurare l’aria dal metano stiano effettivamente funzionando.

Citazione: 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

Parole chiave: metano, eruzione vulcanica, osservazioni satellitari, chimica atmosferica, mitigazione climatica