Di Charles Rotter – 5 Febbraio 2024
L’eruzione del vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha’apai del 15 gennaio 2022 ha prodotto la più grande esplosione sottomarina mai registrata dai moderni strumenti scientifici, facendo esplodere un’enorme quantità di acqua e gas vulcanici più alta di qualsiasi altra eruzione nell’era dei satelliti.
Due documenti di ricerca hanno ora dettagliato come il vapore acqueo abbia rapidamente influenzato la stratosfera terrestre tra i 16 km e i 50 km di altezza, causando una grande e inaspettata perdita di ozono e una formazione rapida e inaspettata di aerosol.
“Fino ad ora, lo zolfo è stato l’obiettivo principale della ricerca sulle eruzioni”, ha affermato Elizabeth Asher, ricercatrice del CIRES che ora lavora presso il Global Monitoring Laboratory della NOAA. Asher ha condotto uno dei due studi recenti mentre era al Laboratorio di Scienze Chimiche del NOAA. “Lo studio del vulcano Hunga Tonga ha dimostrato che altri gas, come il vapore acqueo, possono avere un profondo impatto su questi risultati”.
Hunga Tonga ha offerto un’opportunità unica per osservare gli impatti atmosferici immediati di una massiccia eruzione vulcanica. Quando si è diffusa la notizia dell’eruzione, Karen Rosenlof, climatologa senior presso il Laboratorio di Scienze Chimiche, ha immediatamente contattato i colleghi dell’isola di La Réunion, che si trova nell’Oceano Indiano a 12.000 km di distanza da Hunga-Tonga, ma si trovava direttamente sul percorso del pennacchio eruttivo che si stava disperdendo. Solo pochi giorni dopo, Asher e diversi colleghi del CIRES, dell’Università di Houston e dell’Università di St. Edward erano su voli diretti a La Réunion con strumenti atmosferici miniaturizzati nel loro bagaglio.
Il rapido dispiegamento di osservazioni in mongolfiera sull’isola di Réunion ha confermato la quantità senza precedenti di vapore acqueo – circa 150 milioni di tonnellate – che è stata iniettata nella stratosfera dall’eruzione. I carichi utili del pallone trasportavano anche strumenti per misurare l’ozono e l’anidride solforosa, oltre a trasportare uno strumento di particelle POPS (portable optical particle spectrometer) per determinare l’abbondanza di aerosol iniettato, che è stato utilizzato per calcolare la velocità con cui si sono formate nuove particelle di aerosol sottovento al vulcano.
Le osservazioni di risposta rapida da parte della NOAA e degli scienziati partner hanno fornito informazioni che sarebbero state impossibili se le misurazioni fossero avvenute un mese dopo.
“Le nostre misurazioni hanno mostrato che le concentrazioni di ozono stratosferico sono diminuite rapidamente – fino al 30% nell’aria con le più alte concentrazioni di vapore acqueo – subito dopo l’eruzione”, ha detto Stephanie Evan, scienziata del Laboratoire de l’Atmosphère et des Cyclones in Francia e autrice principale dell’altro recente studio, pubblicato sulla rivista Science. Evan e colleghi hanno continuato a misurare le concentrazioni di ozono ridotte di circa il 5% negli oceani Indiano e Pacifico due settimane dopo l’eruzione.
Gli scienziati hanno capito da tempo che le molecole contenenti cloro reagiscono con gli aerosol di solfato contenenti vapore acqueo nella stratosfera, convertendoli in una forma attiva che distrugge l’ozono. Secondo Rosenlof, tuttavia, queste sono state le prime misurazioni che hanno catturato l’effetto.
Mentre Evan esaminava gli impatti sull’ozono, Asher concentrò la sua attenzione sulle misurazioni delle particelle raccolte dal POPS. Gli aerosol vulcanici sono profondamente importanti per il clima globale, come dimostrato dall’eruzione del Monte Pinatubo del 1991 che ha raffreddato il pianeta di 0,5°C per quasi due anni. Possono anche fungere da superfici su cui possono avvenire rapide reazioni chimiche, che portano alla distruzione dell’ozono.
Combinando i dati delle misurazioni del pallone con i dati satellitari globali, Asher e colleghi hanno scoperto che un grande e denso strato di particelle di aerosol si è formato nella stratosfera più velocemente di quanto fosse mai stato visto prima. Questi risultati sono stati pubblicati negli Atti della National Academy of Sciences.
“L’enorme quantità di vapore acqueo che questo vulcano ha inviato alla stratosfera ha portato a una rapida produzione di particelle di aerosol di solfato che siamo stati in grado di osservare entro pochi giorni dall’eruzione”, ha spiegato Asher. In condizioni atmosferiche normali, gli aerosol di solfato si formano dall’anidride solforosa su una scala temporale di circa un mese. In questo caso, le misurazioni rapide hanno fornito indizi critici per determinare i processi chimici e microfisici necessari per causare questi effetti, indizi che sarebbero svaniti se le misurazioni fossero state effettuate un mese dopo.
Tali misurazioni sono fondamentali per promuovere la comprensione scientifica dei processi di aerosol nella stratosfera, che rimangono una delle maggiori fonti di incertezza nelle previsioni climatiche. Le eruzioni vulcaniche, in particolare, sono di notevole interesse perché sono considerate analoghi naturali per l’iniezione di aerosol stratosferico, un metodo proposto di intervento climatico che diffonderebbe particelle riflettenti come l’anidride solforosa nella stratosfera per intercettare la radiazione solare e raffreddare la superficie terrestre.
Fonte : WUWT
