Die Erdatmosphäre kann sich mithilfe eines neuen Mechanismus selbst reinigen – Studie

Laut einer neuen Peer-Review-Studie reinigt sich die Atmosphäre selbst, indem sie durch einen bisher unbekannten Mechanismus ein Molekül namens Hydroxid (OH) erzeugt.

Das Hydroxid oxidiert viele der durch natürliche Prozesse und menschliche Aktivitäten freigesetzten Gase und zersetzt sie in wasserlösliche Produkte, die ausgewaschen und aus der Atmosphäre entfernt werden können. Nobelpreisträger Paul Crutzen bezeichnete das Hydroxid als „Atmosphärenreiniger“.

Bisher dachten Wissenschaftler, dass das Hydroxid hauptsächlich aus Sonnenlicht gebildet wird, aber die neue Studie wurde in veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences Letzte Woche wurde festgestellt, dass das starke elektrische Feld an der Oberfläche zwischen Wassertröpfchen in der Luft und der Umgebungsluft ebenfalls OH erzeugen kann.

„Die gängige Meinung ist, dass man OH durch Photochemie oder Redoxchemie herstellen muss. Man muss Sonnenlicht oder Metalle als Katalysatoren haben“, sagte Sergey Neskorodov, Professor für Chemie an der UC Irvine und Mitglied des Forschungsteams, in einer Pressemitteilung Was dieses Papier im Wesentlichen sagt, ist, dass Sie nichts davon brauchen. In reinem Wasser selbst kann OH durch die besonderen Bedingungen an der Oberfläche der Tröpfchen spontan gebildet werden. „

Das Forschungsteam baute auf früheren Forschungen von Wissenschaftlern der Stanford University unter der Leitung von Richard Zari auf, der herausfand, dass sich Wasserstoffperoxid (H2O2) spontan auf der Oberfläche von Wassertröpfchen bildet.

Das Team führte die Studie durch, indem es die Konzentrationen des Hydroxids in verschiedenen Kolben maß, von denen einige Oberflächenwasser und Luft und andere nur Wasser ohne Luft enthielten. Dann verfolgten sie die OH-Produktion im Dunkeln, indem sie ein „Sonden“-Molekül einschlossen, das leuchtet, wenn es mit OH reagiert.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Raten der OH-Produktion im Dunkeln ähnlich oder höher waren als bei anderen Auslösern wie Sonneneinstrahlung.

„Es wird genug OH erzeugt, um mit anderen bekannten OH-Quellen zu konkurrieren“, sagte Nizhgorodov. „Nachts, wenn es keine Photochemie gibt, wird Wasserstoff immer noch produziert und zwar mit einer höheren Rate als sonst.“

„OH ist ein wichtiger Akteur in der Geschichte der Atmosphärenchemie“, erklärte Christian Georges, Atmosphärenchemiker an der Universität Lyon in Frankreich und Hauptautor der neuen Studie, „es startet Reaktionen, die Luftschadstoffe abbauen, und hilft, schädliche Chemikalien zu entfernen wie Schwefeldioxid und Stickstoffmonoxid, die giftige Gase sind, aus der Atmosphäre. Ein vollständiges Verständnis ihrer Quellen und Senken ist daher der Schlüssel zum Verständnis und zur Minderung der Luftverschmutzung.“

Studienergebnisse zur Änderung der Bildung von Luftverschmutzungsmodellen

Das Team stellt fest, dass die neuen Erkenntnisse das Verständnis von OH-Quellen verändern und beeinflussen werden, wie Forscher Computermodelle erstellen, um die Luftverschmutzung vorherzusagen.

„Es kann Luftverschmutzungsmodelle dramatisch verändern“, sagte Nizhgorodov. „OH ist ein wichtiges Oxidationsmittel in Wassertröpfchen, und die Hauptannahme in den Modellen ist, dass das OH aus der Luft stammt und nicht direkt im Tröpfchen erzeugt wird.“

Neskorodov fügte hinzu, dass der nächste Schritt darin bestehen sollte, sorgfältig geplante Experimente in der realen Atmosphäre in verschiedenen Teilen der Welt durchzuführen.

„Viele Leute werden dies lesen, es aber zunächst nicht glauben und versuchen, es zu reproduzieren oder Experimente durchzuführen, um zu beweisen, dass es falsch ist“, sagte Neskorodov. „Dazu wird es mit Sicherheit noch viele weitere Laborversuche geben.“

An der Studie nahmen auch Forscher des Weizmann-Instituts, der französischen Claude-Bernard-Universität und der chinesischen Guangdong University of Technology teil, die vom Europäischen Forschungsrat finanziert wurden.