Erupção de 2022 do Hunga Tonga-Hunga Ha'apai revela formaldeído e destruição rápida de metano

Uma erupção vulcânica cataclísmica está entre os acontecimentos mais violentos e desestabilizadores que o nosso planeta consegue produzir.

Nesses episódios, enormes nuvens de cinzas e gases explodem para a atmosfera, ao mesmo tempo que rocha fundida, a temperaturas escaldantes, ascende e se espalha pela superfície, devastando tudo o que encontra pela frente.

Entre destruição e benefício: o duplo papel dos vulcões

Ainda assim, os vulcões não são apenas agentes de destruição. As erupções podem originar alguns dos solos agrícolas mais férteis do mundo, criar novas extensões de terra e contribuir para a circulação de compostos químicos entre a atmosfera e a crosta da Terra.

Foi neste contexto que cientistas registaram um fenómeno vulcânico nunca observado, que pode ajudar a compreender melhor a química atmosférica - e até orientar futuras iniciativas de limpeza atmosférica.

Durante a erupção explosiva de 2022 do Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, no Pacífico Sul, satélites detetaram formaldeído. Esse sinal é um indício de que parte do metano libertado pelo vulcão foi destruído rapidamente na gigantesca pluma de cinzas e gases.

"Sabe-se que os vulcões emitem metano durante as erupções, mas até agora não se sabia que as cinzas vulcânicas também são capazes de limpar parcialmente esta poluição", explica o cientista atmosférico Maarten van Herpen, da Acacia Impact Innovation BV, nos Países Baixos, primeiro autor do novo estudo.

Metano e radicais de cloro: a química por trás do formaldeído

O metano está sempre presente de forma natural na atmosfera. É produzido por organismos vivos e por atividade geológica, e ajuda a manter o planeta suficientemente quente para sustentar a vida - pelo menos, abaixo de um certo limite.

Quando existe metano a mais, porém, o efeito de estufa intensifica-se: mais calor fica retido, e o planeta aquece para níveis que deixam de ser sustentáveis.

Uma parte significativa do metano atmosférico tem origem em atividades humanas, e os investigadores procuram estratégias para reduzir a sua concentração.

Um método para acelerar a degradação do metano passa por introduzir uma pequena quantidade de cloro. O cloro é altamente reativo porque possui um eletrão desemparelhado, que tende a ligar-se a outras substâncias.

Quando o cloro reage com o metano, esse eletrão “agarra” um átomo de hidrogénio, iniciando uma reação em cadeia que, no fim, desfaz o metano noutros compostos. O formaldeído surge como um elo breve nessa sequência.

Em 2023, uma equipa liderada por van Herpen descreveu que tinha observado este mecanismo na atmosfera pela primeira vez, desencadeado por poeiras do Sara e por aerossóis de spray oceânico.

Vários dos componentes envolvidos nessa observação também estavam presentes na erupção do Hunga Tonga-Hunga Ha'apai.

O que os satélites viram na pluma do Hunga Tonga-Hunga Ha'apai

O vulcão entrou em erupção abaixo da superfície do oceano Pacífico, projetando água do mar e vapor para grandes altitudes.

Gerou ainda uma pluma colossal que atingiu a maior altitude alguma vez registada, injetando gases e aerossóis bem alto na atmosfera - incluindo, segundo os investigadores, uma enorme quantidade de metano, além de sal e outras partículas minerais.

A hipótese do grupo foi a de que, quando a luz solar incidiu nesse conjunto de ingredientes, se formaram radicais reativos de cloro dentro da pluma vulcânica, o que terá desencadeado a desintegração rápida do metano.

Ao analisarem a própria pluma, encontraram um sinal direto do processo.

"Quando analisámos as imagens de satélite, ficámos surpreendidos ao ver uma nuvem com uma concentração recorde de formaldeído", afirma van Herpen.

"Conseguimos seguir a nuvem durante 10 dias, até à América do Sul. Como o formaldeído só existe durante algumas horas, isto mostrou que a nuvem deve ter estado a destruir metano continuamente por mais de uma semana."

A degradação do metano, contudo, esteve longe de ser completa. Os investigadores estimaram que cerca de 900 toneladas métricas (992 toneladas norte-americanas) de metano vulcânico foram destruídas por oxidação por cloro por dia, face a uma emissão total estimada de 330 quilotoneladas de metano.

Ou seja, o vulcão não chegou sequer perto de “limpar” o problema que gerou.

O que o trabalho demonstra, isso sim, é que a remoção de metano na atmosfera pode ser observada e quantificada, mesmo que dependa de eventos extraordinários. O resultado funciona como prova de conceito de que, em teoria, a limpeza de metano mediada por cloro pode ser possível.

Colocar essa ideia em prática deverá ser muito mais difícil, mas qualquer caminho começa com um primeiro passo.

"É uma ideia óbvia para a indústria tentar replicar este fenómeno natural – mas só se se conseguir provar que é seguro e eficaz", diz o químico Matthew Johnson, da Universidade de Copenhaga.

"O nosso método por satélite poderá oferecer uma forma de ajudar a perceber como os seres humanos podem abrandar o aquecimento global."

A investigação foi publicada na Nature Communications.