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Cientistas identificaram, após a erupção submarina de Tonga em janeiro de 2022, uma reação atmosférica rara capaz de destruir parte do metano na pluma vulcânica, descoberta que pode revisar cálculos climáticos e orientar novas formas de monitoramento por satélite.
Em 15 de janeiro de 2022, a erupção submarina do vulcão Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, no Pacífico Sul, produziu uma explosão de grande intensidade e metano, ouviu-se a centenas de quilômetros de distância, gerou ondas superiores a um metro na costa de Tonga e lançou uma pluma gigantesca de cinzas, vapor e gás na atmosfera.
Além da força do evento, pesquisadores identificaram depois um efeito inesperado: a pluma vulcânica destruiu parte do metano presente na atmosfera por meio de uma reação química envolvendo cinzas, água salgada e luz solar.
O episódio passou a chamar atenção não apenas pelo tamanho da erupção, mas também pela possibilidade de revelar um mecanismo natural de remoção de metano.
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A descoberta foi publicada na revista Nature Communications e surpreendeu cientistas ao mostrar níveis recordes de formaldeído na pluma vulcânica.
Essa substância aparece quando o metano se decompõe na atmosfera, servindo como sinal de que o gás estava sendo destruído.
O Hunga Tonga-Hunga Ha’apai fica a cerca de 30 quilômetros ao sul-sudeste de Fonuafoʻou, também conhecida como Ilha Falcão, território que integra a nação de Tonga. A erupção de 15 de janeiro durou cerca de 8 minutos e foi tão poderosa que pôde ser ouvida a mais de 800 quilômetros de distância. A coluna de fumaça e cinzas atingiu 20 quilômetros de altura e chegou a 260 quilômetros de diâmetro.
Como a erupção começou
Segundo reportagem da BBC, os primeiros sinais de uma possível erupção apareceram entre 4h20 e 4h30 do dia 14 de janeiro. Ainda naquela tarde, geólogos dos serviços geológicos de Tonga conseguiram se aproximar a cerca de 3 quilômetros do vulcão, de onde registraram grandes explosões e relâmpagos intensos.
No dia seguinte, quando a erupção principal ocorreu, os especialistas informaram que uma coluna formada por cinzas, vapor e gás alcançava 5 quilômetros de extensão e subia entre 18 e 20 quilômetros acima do nível do mar. A explosão foi tão forte que atingiu uma escala incomum para a região.
O geólogo Shane Cronin afirmou que essa foi uma das erupções mais fortes registradas na área de Tonga nos últimos 30 anos.
A força do fenômeno chamou ainda mais atenção porque o vulcão é do tipo basáltico, semelhante aos vulcões do Havaí e das Ilhas Canárias, geralmente conhecidos por erupções menos violentas do que outros tipos vulcânicos.
Por que um vulcão basáltico explodiu com tanta força
Vulcões basálticos costumam apresentar erupções marcadas pela efusão de magma, ou seja, pelo escoamento do material vulcânico em estado líquido.
Por isso, não costumam ser associados às explosões mais violentas. No caso do Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, a diferença esteve no contato repentino entre magma e água do mar.
O magma pode atingir temperaturas em torno de 1.000°C. Quando esse material entra em contato súbito com a água, ocorre uma reação extremamente violenta, capaz de fragmentar o magma.
Esse processo é conhecido como “interação combustível-refrigerante”. A reação não termina no primeiro contato. À medida que o magma se fragmenta, novos pedaços entram em contato com a água, gerando novas explosões em sequência. Esse ciclo lança partículas vulcânicas e produz detonações com velocidades supersônicas, formando uma reação em cadeia dentro da pluma.
A descoberta envolvendo o metano
A erupção em Tonga já era considerada uma das mais poderosas da história moderna. Depois das análises de satélite, passou também a ser vista como um caso raro de interação entre cinzas vulcânicas, água salgada, luz solar e gases atmosféricos. O ponto central da pesquisa foi a presença incomum de formaldeído na pluma vulcânica.
O formaldeído chamou a atenção dos pesquisadores porque é formado quando o metano se decompõe na atmosfera.
Observações de satélite mostraram uma nuvem com concentração incomum da substância. Essa nuvem pôde ser rastreada por 10 dias até a América do Sul, apesar de o formaldeído existir normalmente por apenas algumas horas.
A presença prolongada de formaldeído indicou que a pluma vulcânica continuava destruindo metano por mais de uma semana. A constatação veio após análises de imagens de satélite realizadas pelos pesquisadores envolvidos no estudo. O resultado mostrou que a erupção não apenas liberou gases, mas também ativou um processo químico capaz de remover parte do metano.
Cinzas, sal marinho e luz solar
Vulcões são conhecidos por emitir metano durante erupções. A novidade identificada no caso de Tonga foi a possibilidade de as cinzas vulcânicas contribuírem para limpar parcialmente essa poluição. Esse tipo de efeito ainda não havia sido identificado nesse ambiente.
Os pesquisadores relacionaram o fenômeno a um processo químico observado anteriormente em outro cenário. Em 2023, cientistas identificaram reação semelhante envolvendo poeira do Deserto do Saara, sal marinho e luz solar sobre o Oceano Atlântico. Nesse processo, a poeira se combina com o sal da maresia e forma aerossóis de sal de ferro.
Sob a ação da luz solar, essas partículas liberam átomos de cloro. O cloro reage com o metano e ajuda a decompor o gás na atmosfera. Em Tonga, o mecanismo parece ter ocorrido em um ambiente diferente: a alta estratosfera, dentro de uma pluma vulcânica. Esse foi o ponto inesperado, porque as condições físicas ali são totalmente diferentes das observadas na troposfera sobre o Atlântico.
Durante a erupção, grandes quantidades de água salgada do mar foram lançadas na estratosfera junto com cinzas vulcânicas. A interação dessa mistura com a luz solar teria criado cloro altamente reativo. Esse cloro ajudou a destruir o metano liberado durante a própria erupção.
Os níveis elevados de formaldeído detectados por satélites serviram como sinal direto de que a decomposição do metano estava em andamento. Em vez de desaparecer rapidamente, a nuvem manteve sinais químicos por dias, permitindo acompanhar o processo a longas distâncias.
Por que o metano preocupa o clima
O metano tem grande relevância climática porque responde por cerca de um terço do aquecimento global atual. Em um período de 20 anos, ele retém aproximadamente 80 vezes mais calor do que o dióxido de carbono. Por isso, sua presença na atmosfera é acompanhada com atenção por cientistas.
Ao contrário do CO₂, o metano não permanece por séculos na atmosfera. Sua decomposição costuma ocorrer em cerca de 10 anos. Essa característica faz com que a redução do metano seja considerada uma possível resposta climática com efeitos mais rápidos do que outras medidas de longo prazo.
A redução da poluição por metano poderia produzir benefícios climáticos em prazo relativamente curto. Cientistas descrevem essa estratégia como um tipo de “freio de emergência” para as mudanças climáticas. A diminuição dos níveis de metano poderia ajudar a desacelerar o aquecimento na próxima década.
Ao mesmo tempo, os pesquisadores ressaltam que cortar emissões de CO₂ continua essencial para a estabilidade climática de longo prazo. A remoção de metano não substitui a necessidade de reduzir outros gases de efeito estufa, mas pode se tornar uma frente importante dentro do acompanhamento climático.
O impacto nos cálculos globais
A descoberta também pode afetar estimativas globais sobre o balanço de metano. Esse balanço mede quanto do gás entra e quanto sai da atmosfera terrestre. Esses cálculos são usados por cientistas para acompanhar a presença do poluente e entender sua evolução.
A poeira atmosférica, incluindo aquela gerada por erupções vulcânicas, não vinha sendo considerada nesses cálculos. Por isso, pesquisadores defendem correções nos dados usados para estimar a entrada e a remoção de metano. O caso de Tonga mostrou que partículas em suspensão podem participar de reações químicas relevantes.
O estudo também abre caminho para novas discussões sobre remoção artificial de metano. A equipe avalia que a descoberta pode estimular esforços para acelerar esse tipo de processo na atmosfera. Diversas abordagens estão sendo exploradas por cientistas, mas comprovar a remoção efetiva do gás ainda é um desafio.
A erupção de Tonga trouxe um ponto importante para essa área: a decomposição do metano pôde ser observada por satélites. Essa capacidade de monitoramento é considerada essencial para avaliar se eventuais métodos de remoção realmente funcionam.
Como os satélites confirmaram o fenômeno
A pesquisa utilizou dados do instrumento TROPOMI, instalado no satélite Sentinel-5P, da Agência Espacial Europeia. O equipamento monitora diariamente gases de efeito estufa e poluição do ar em escala global. No caso da erupção de Tonga, ele permitiu observar a presença de formaldeído na pluma vulcânica.
A detecção desse sinal em uma pluma vulcânica estratosférica exigiu correções cuidadosas. A sensibilidade do satélite precisou ser ajustada à altitude incomum do sinal. A análise também teve de considerar a interferência de altas concentrações de dióxido de enxofre.
Essas correções foram fundamentais para confirmar que o sinal observado era real. Com isso, os pesquisadores puderam validar a presença de formaldeído e relacioná-la à destruição de metano dentro da pluma vulcânica.
Os números estimados pelo estudo
Os pesquisadores estimam que a erupção em Tonga liberou aproximadamente 300 gigagramas de metano. Essa quantidade é comparável às emissões anuais de metano produzidas por mais de dois milhões de vacas. Ao mesmo tempo, a pluma vulcânica removeu cerca de 900 megagramas de metano por dia.
Esse volume equivale às emissões diárias de aproximadamente dois milhões de vacas, conforme as estimativas apresentadas no estudo. A comparação ajuda a dimensionar a escala do processo observado na pluma, embora os cientistas ainda tratem a possibilidade de replicar esse fenômeno com cautela.
A tentativa de reproduzir artificialmente esse mecanismo natural desperta interesse para futuras soluções de engenharia. Os autores ressaltam, porém, que qualquer aplicação dependeria de comprovação de segurança e eficácia. O evento de Tonga mostrou um caminho químico possível, mas ainda distante de uma tecnologia pronta para uso.
O estudo reuniu Maarten van Herpen, Isabelle De Smedt, Daphne Meidan, Alfonso Saiz-Lopez, Matthew Johnson, Thomas Röckmann e Jos de Laat. Os autores estão vinculados a instituições da Holanda, Bélgica, Espanha, Dinamarca e outros centros europeus. O trabalho contou com apoio da Spark Climate Solutions e reforçou o papel do monitoramento por satélite no estudo do metano.
A erupção do Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, portanto, deixou de ser apenas um episódio extremo de atividade vulcânica.
O evento revelou uma reação atmosférica rara, capaz de decompor metano dentro de uma pluma vulcânica, e abriu uma nova linha de investigação sobre como partículas, sal marinho e luz solar podem influenciar a química da atmosfera.
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