Gas-Aerosol-Chemie von der heißen Magma-Atmosphären-Grenzfläche bis zur abgekühlten Vulkanfahne (HOx – SOx – Halogen-Wechselwirkungen)

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Hoffmann
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568882395

Dieses dreijährige Projekt untersucht die Oxidationschemie von vulkanischen Rauchfahnen in der Nähe der Quelle, indem es ein neuartiges Modell der chemischen Verarbeitung von den emittierten heißen magmatischen Gasen bis zur abgekühlten Vulkanfahne mit drohnenbasierten Beobachtungen größenaufgelöster Aerosole und Gase (Schwefel, Halogene, Quecksilber) und Fernerkundungsbeobachtungen von BrO/SO2 kombiniert. Wir konzentrieren uns auf die kontinuierliche Entgasung des Ätna und die kontrastierenden Fumarolen von Vulcano. Hallovolcano wird dabei die Chemie vulkanischer Rauchfahnen in der Nähe der Quelle charakterisieren, wobei der Schwerpunkt neben Schwefel auf „H“ für Halogene und HOx liegt. Modelle deuten darauf hin, dass große Mengen an HOx durch ungewöhnliche Hochtemperaturchemie in der Nähe des Vulkanschlots gebildet werden, die Halogenradikale innerhalb von Sekunden aktiviert und Sulfatvorläufer bilden kann, die zu Sulfataerosolen an der Quelle führen. Halogene werden als HCl, HBr emittiert, aber durch Reaktionen auf Aerosolen in reaktive Halogene wie BrO umgewandelt, was zu einer Verarmung des troposphärischen Ozons in Windrichtung vom Vulkan führt. Schwefel, der hauptsächlich als SO2 ausgestoßen wird, konkurriert mit den Halogenen um Oxidationsmittel und verlangsamt dadurch die Bildung sekundärer Sulfataerosole in der Abwindfahne. Somit wirken sich die Prozesse in der Nähe des Schlots und in der Nähe des Abwinds auf die Chemie der Vulkanfahne und die Aerosolprozessierung in größerem Maßstab aus, wenn die Emissionen transportiert und verteilt werden, wie durch die Integration unseres parametrisierten Halogenchemiemechanismus in eine Modellstudie auf regionaler Ebene über die Auswirkungen von Vulkanaerosolen in der Troposphäre verfolgt werden wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerin: Dr. Tjarda Roberts