火山雲が大気中のメタンを破壊し科学者らは衝撃を受ける

科学者らは衛星観測を利用して、噴火によって生じた巨大な噴煙の中に異常に高いレベルのホルムアルデヒドを検出した。大気中でメタンが分解するとホルムアルデヒドが生成されるため、この発見はすぐに彼らの注目を集めました。

「衛星画像を分析したところ、記録的な濃度のホルムアルデヒドを含む雲を見て驚きました。10日間、南アメリカまで雲を追跡することができました。ホルムアルデヒドは数時間しか存在しないため、雲が1週間以上継続的にメタンを破壊していることがわかりました」と、Ac Maarten BVの研究の筆頭著者であるAC Maarten BV博士は説明する。で出版されたばかりです 自然コミュニケーション。

「火山が噴火するとメタンを放出することは知られていますが、火山灰ですらこの汚染を部分的に浄化できることはこれまで知られていませんでした」と彼は付け加えた。

火山灰、海塩、太陽光が化学反応を活性化

研究者らは、この噴火が、以前にまったく異なる環境で検出された珍しい化学プロセスを引き起こしたと考えている。

2023年に発表された以前の研究では、サハラ砂漠から大西洋を越えて吹き出す塵が海しぶき塩と結合して、鉄塩エアロゾルと呼ばれる小さな粒子を形成する可能性があることを科学者らが発見した。太陽光がこれらの粒子に当たると、塩素原子が放出されます。これらの塩素原子はメタンと反応し、大気中でのメタンの分解を助けます。この発見は、対流圏の大気化学に対する科学者の理解を大きく変えました。

「新しいこと、そして全く驚くべきことは、物理的条件が全く異なる成層圏の高層の噴煙でも同じメカニズムが起きているようだということです」と、両方の発見の研究者の一人であるコペンハーゲン大学化学科のマシュー・ジョンソン教授は言う。

トンガの噴火では、火山灰とともに大量の塩分を含んだ海水が成層圏に放出された。研究者らは、太陽光がこの混合物と相互作用して反応性の高い塩素を生成し、それが噴火中に放出されたメタンの破壊に役立ったと考えている。衛星によって検出された異常に高いレベルのホルムアルデヒドは、メタン分解が起こっている証拠として使用されました。

科学者らは世界のメタン推定値は修正が必要かもしれないと語る

この発見はまた、科学者が地球の大気に出入りするメタンの量を推定する世界のメタン収支を再考する必要があるかもしれないことを示唆している。

「現在では、火山噴火などによる大気中の粉塵が、メタンの収支、つまり大気中にどれだけのメタンが加えられ、どれだけ除去されるのかという収支に影響を与えることが分かっています。これまで粉塵は考慮されていなかったため、これらの推定の基礎となるデータを修正することが重要です」とマシュー・ジョンソン氏は言う。

メタンが気候変動にとって重要な理由

現在の地球温暖化の約 3 分の 1 はメタンが原因です。 20 年間で、メタンは CO の約 80 倍の熱を閉じ込めます。₂。しかし、二酸化炭素とは異なり、メタンは大気中に何百年も残留しません。だいたい10年くらいで壊れます。

メタンは大気中での寿命が短いため、メタン汚染を減らすと比較的早く気候に利益がもたらされる可能性があります。科学者はメタン削減を気候変動に対する「緊急ブレーキ」と表現することがあります。メタン濃度を下げることで、今後 10 年間の温暖化を遅らせ、気候転換点のリスクを軽減できる可能性があるからです。しかし、研究者らは、CO を削減することを強調しています。₂ 排出量は長期的な気候の安定にとって引き続き重要です。

この発見は将来の気候技術にインスピレーションを与える可能性があります

研究チームは、今回の発見は大気中からのメタンの除去を人為的に加速する取り組みを前進させるのに役立つ可能性があると述べている。現在、世界中の科学者がさまざまなアプローチを検討していますが、メタン除去量を正確に測定することが大きな課題となっています。

「メタンが大気から除去されたことをどのように証明しますか?自分の方法が機能することをどうやって知るのですか?それは非常に難しいことです。しかし、ここでは実際に衛星を使用してメタンの分解を示すことで、この問題に対処します」と、この研究の主著者であるオランダ王立気象研究所のジョス・デ・ラート博士は言う。

この研究は、世界中の温室効果ガスと大気汚染を毎日監視している欧州宇宙機関のセンチネル-5P衛星に搭載されたTROPOMI装置を利用した。

「成層圏の火山噴煙中のTROPOMIからホルムアルデヒドを抽出することは、機器の標準動作条件から大きく外れています。信号の異常な高さに対する衛星の感度を慎重に修正し、高濃度の二酸化硫黄による干渉を考慮する必要がありました。これらの修正を行うことは、私たちがスペース・ベルギン博士に話したことが王立宇宙研究所にとって真実であることを確認するために不可欠でした。アイロノミクス。

研究者らは、この発見が最終的にはメタン汚染の削減を目的とした実用的な工学的解決策を生み出す可能性があると信じている。

「産業界がこの自然現象を再現しようとするのは明白です。ただし、それが安全で効果的であることが証明できた場合に限ります。私たちの衛星による手法は、人間がどのようにして地球温暖化を遅らせるかを理解するのに役立つ可能性があります。」とマシュー・ジョンソン氏は結論づけています。

研究について

• 研究者らは、トンガの噴火により約300ギガグラム（Gg）のメタンが放出されたと推定しており、これは200万頭以上の牛が年間に排出するメタンに等しい量である。同時に、火山噴出物によって 1 日あたり約 900 メガグラム (Mg) のメタンが除去されました。これは、約 200 万頭の牛の 1 日あたりの排出量に相当します。
• この研究はNature Communications誌に掲載された。
• 研究チームには、Maarten van Herpen (Acacia Impact Innovation BV、オランダ) が含まれていました。イザベル・デ・スメット (ベルギー王立宇宙航空研究所、ベルギー);ダフナ・ミーデンとアルフォンソ・サイスロペス（CSIC、スペイン）。マシュー・ジョンソン (デンマーク、コペンハーゲン大学);トーマス・ロックマン (オランダ、ユトレヒト大学); Jos de Laat (オランダ王立気象研究所)。
• この作業は Spark Climate Solutions によって支援されました。