Im Januar 2022 warf der Unterwasservulkan Hunga Tonga-Hunga Ha'apai im Südpazifik einen der größten Wutanfälle der modernen Geschichte. Doch während alle noch damit beschäftigt waren, Asche und Schockwellen zu bestaunen, haben Wissenschaftler nun entdeckt, dass der Ausbruch auch einen netten atmosphärischen Zaubertrick vollführte: Er entfernte teilweise Methan, ein starkes Treibhausgas, aus der Luft. Forscher sagen, dass die Erkenntnis letztlich helfen könnte, neue Strategien zur Verlangsamung der globalen Erwärmung zu entwickeln – denn nichts sagt „Klimarettung“ wie eine gewaltige Vulkanexplosion.
Mithilfe von Satellitenbeobachtungen entdeckten Wissenschaftler ungewöhnlich hohe Formaldehydkonzentrationen in der riesigen Vulkanwolke. Das erregte ihre Aufmerksamkeit, weil Formaldehyd entsteht, wenn Methan in der Atmosphäre abgebaut wird – wie eine Quittung vom Tatort. „Als wir die Satellitenbilder analysierten, waren wir überrascht, eine Wolke mit einer rekordhohen Formaldehydkonzentration zu sehen. Wir konnten die Wolke zehn Tage lang bis nach Südamerika verfolgen. Da Formaldehyd nur wenige Stunden existiert, zeigte dies, dass die Wolke über mehr als eine Woche kontinuierlich Methan zerstört haben muss“, erklärt Dr. Maarten van Herpen von Acacia Impact Innovation BV, Erstautor der in Nature Communications veröffentlichten Studie. „Es ist bekannt, dass Vulkane bei Ausbrüchen Methan ausstoßen, aber bis jetzt war nicht bekannt, dass Vulkanasche auch in der Lage ist, diese Verschmutzung teilweise zu beseitigen“, fügt er hinzu – vielleicht das hinterhältigste Kompliment, das jemals einem Vulkan gemacht wurde.
Die Forscher glauben, dass der Ausbruch einen seltenen chemischen Prozess aktivierte, den sie zuvor in einer völlig anderen Umgebung identifiziert hatten. In früheren Forschungen, die 2023 veröffentlicht wurden, entdeckten Wissenschaftler, dass Staub, der von der Sahara über den Atlantik weht, sich mit Meersalz verbinden kann, um winzige Partikel namens Eisensalz-Aerosole zu bilden. Wenn Sonnenlicht auf diese Partikel trifft, werden Chloratome freigesetzt, die dann mit Methan reagieren und es zersetzen. Die Entdeckung veränderte das Verständnis der atmosphärischen Chemie in der Troposphäre erheblich. „Was neu – und völlig überraschend – ist, dass derselbe Mechanismus offenbar in einer Vulkanwolke hoch oben in der Stratosphäre auftritt, wo die physikalischen Bedingungen völlig anders sind“, sagt Professor Matthew Johnson vom Institut für Chemie der Universität Kopenhagen. Beim Tonga-Ausbruch wurden riesige Mengen salzigen Meerwassers zusammen mit Vulkanasche in die Stratosphäre geschleudert, und Forscher glauben, dass Sonnenlicht, das mit dieser Mischung interagiert, hochreaktives Chlor erzeugte, das dann half, das beim Ausbruch freigesetzte Methan zu zerstören. Die ungewöhnlich hohen Formaldehydwerte dienten als Beweis dafür, dass Methanabbau stattfand.
Die Entdeckung legt auch nahe, dass Wissenschaftler das globale Methanbudget überdenken müssen, das schätzt, wie viel Methan in die Erdatmosphäre gelangt und sie verlässt. „Wir wissen jetzt, dass atmosphärischer Staub – zum Beispiel von einem Vulkanausbruch – das Methanbudget beeinflusst. Da Staub bisher nicht berücksichtigt wurde, ist es wichtig, dass wir die Daten korrigieren, auf denen diese Schätzungen basieren“, sagt Matthew Johnson. Methan ist für etwa ein Drittel der derzeitigen globalen Erwärmung verantwortlich und bindet über einen Zeitraum von 20 Jahren etwa 80-mal mehr Wärme als CO2. Anders als Kohlendioxid bleibt Methan jedoch nicht jahrhundertelang bestehen; es wird normalerweise innerhalb von etwa zehn Jahren abgebaut. Aufgrund seiner kürzeren atmosphärischen Lebensdauer könnte die Reduzierung der Methanverschmutzung relativ schnell Klimavorteile bringen. Wissenschaftler bezeichnen die Methanreduzierung manchmal als „Notbremse“ für den Klimawandel, obwohl Forscher betonen, dass die Reduzierung von CO2-Emissionen für die langfristige Klimastabilität entscheidend bleibt.
Das Team sagt, die Ergebnisse könnten helfen, Bemühungen voranzutreiben, Methan künstlich aus der Atmosphäre zu entfernen. Wissenschaftler auf der ganzen Welt erforschen derzeit mehrere Möglichkeiten, dies zu tun.