Erupția vulcanului Hunga Tonga-Hunga Ha’apai din 15 ianuarie 2022, din sudul Pacificului, a generat un val de șoc resimțit în întreaga lume și a declanșat tsunami-uri în Tonga, Fiji, Noua Zeelandă, Japonia, Chile, Peru și Statele Unite ale Americii. De asemenea, a modificat chimia și dinamica stratosferei în anul următor erupției, conducând la pierderi fără precedent ale stratului de ozon de până la 7% pe suprafețe mari ale emisferei sudice, potrivit unui studiu recent publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) și Universitatea din Maryland.

Potrivit cercetării, factorul determinant al acestor schimbări atmosferice a fost cantitatea imensă de vapori de apă injectată în stratosferă de vulcanul submarin. Stratosfera se află aproximativ la 13 – 48 de kilometri deasupra suprafeței Pământului și este locul în care se află stratul protector de ozon.

“Erupția vulcanului Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a fost cu adevărat extraordinară, deoarece a injectat aproximativ 136 de miliarde de kilograme de apă în stratosfera de obicei uscată, ceea ce reprezintă o cantitate incredibilă de apă dintr-un singur eveniment”,

a declarat David Wilmouth, cercetător la SEAS și autor principal al studiului.

“Această erupție ne-a dus în teritorii neexplorate”, a declarat Ross Salawitch, profesor la Centrul Interdisciplinar de Științe ale Sistemului Terrei al Universității din Maryland și coautor al studiului.
“Nu am văzut niciodată, în istoria înregistrărilor prin satelit, atât de mult vapori de apă injectați în atmosferă, iar studiul nostru este primul care analizează consecințele în aval pe regiuni vaste din ambele emisfere în lunile de după erupție, folosind date de la sateliți și un model global.”

Erupția vulcanului Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a fost cea mai mare explozie înregistrată vreodată în atmosferă. Erupția a aruncat aerosoli și gaze adânc în stratosferă. Unele materiale au ajuns în mezosfera inferioară, la peste 48 de kilometri deasupra suprafeței Pământului, altitudini niciodată înregistrate de o erupție vulcanică. Studii anterioare au constatat că erupția a crescut cantitatea de vapori de apă din stratosferă cu 10% la nivel mondial, cu concentrații și mai mari în unele zone ale emisferei sudice.

Wilmouth, Salawitch și restul echipei de cercetare au folosit date de la Microwave Limb Sounder (MLS) de la bordul satelitului NASA Aura pentru a urmări nu numai modul în care vaporii de apă se deplasau pe glob, ci și pentru a monitoriza temperatura și nivelurile de clorură de monoxid (ClO), ozon (O3), acid azotic (HNO3) și clorură de hidrogen (HCl) din stratosferă în anul următor erupției. Apoi au comparat aceste măsurători cu datele colectate de MLS din 2005 până în 2021, înainte de erupție.

Echipa a constatat că injectarea de vapori de apă și dioxid de sulf (SO2) a modificat atât chimia, cât și dinamica stratosferei.

Din punct de vedere chimic, SO2 a dus la o creștere a aerosolilor de sulfat, care au furnizat noi suprafețe pentru ca reacțiile chimice să aibă loc.

“Unele reacții care s-ar putea să nu se întâmple deloc sau să se întâmple doar încet pot avea loc mai repede dacă există aerosoli disponibili pe care pot avea loc acele reacții,” a spus Wilmouth.
“Injectarea de SO2 a permis formarea aerosolilor de sulfat, iar prezența vaporilor de apă a dus la producerea suplimentară de aerosoli de sulfat.”

Creșterea aerosolilor de sulfat și a vaporilor de apă a declanșat un lanț de evenimente în chimia atmosferică complexă, care a dus la schimbări semnificative în concentrațiile unei serii de compuși, inclusiv ozonul.

Vaporii de apă suplimentari au avut, de asemenea, un efect de răcire în stratosferă, ducând la o modificare a circulației, care a determinat scăderi ale ozonului în emisfera sudică și o creștere a ozonului deasupra tropicelor.

Cercetătorii au descoperit că vârful scăderii ozonului a avut loc în octombrie, la nouă luni după erupție.