Wie geheimnisvollen Moleküle helfen können kühlen Sie Planeten

Flüchtigen Moleküle in der Erdatmosphäre effizienter als Wissenschaftler bisher angenommen Abkühlen des Planeten helfen können, schlägt eine neue Studie.

Sie werden Criegee Zwischenprodukte oder Criegee Biradicals (benannt nach dem deutschen Chemiker Rudolf Criegee) genannt und sind kurzlebige Moleküle dieser Form in der Erdatmosphäre, wenn Ozon mit Alkenen (eine Familie von organischen Verbindungen reagiert). Während Wissenschaftler über die Zwischenprodukte seit Jahrzehnten bekannt, habe sie nicht direkt zu messen, wie die Moleküle reagieren mit anderen atmosphärischen Verbindungen, wie z. B. den Schadstoffen Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid, bis jetzt.

Forscher eine neue Methode zum Erstellen von Criegee Zwischenprodukte im Labor verwendet und dann mit mehreren atmosphärischen Verbindungen reagiert. Sie fanden, dass die Reaktionen mit den Schadstoffen Aerosole produzieren könnte, winzige Partikel, die Sonnenstrahlung reflektieren zurück in den Raum, viel schneller als bisher angenommen.

Angesichts der Tatsache, dass 90 Prozent von Alkenen in der Atmosphäre, die diese Zwischenprodukte produzieren aus den Ökosystemen der Erde kommen, die Ergebnisse deuten darauf hin, dass "das Ökosystem ist Klimawandel negieren effizienter als wir dachten, es war", sagte Co-Studienautor Carl Percival, ein atmosphärischer Chemiker an der University of Manchester in Großbritannien. "Die wichtigste Botschaft ist, dass wir die Ökosysteme zu schützen, die wir verlassen haben müssen." [Galerie: einzigartige Ökosysteme der Erde]

Percival stellte fest, dass Wissenschaftler nicht kurz davor, gebrauchsfertig Zwischenprodukte in Geo-Engineering zu generieren mehr Aerosole und proaktiv cool das Klima der Erde. Der wichtigste Punkt, sagte er, ist, dass wir das Ökosystem zu erhalten, so dass es natürlich mehr Criegee Zwischenprodukte produzieren müssen.

Messung der biradicals

Im Jahr 1949, der Chemiker Criegee vorgeschlagen, dass Biradicals — reaktive Moleküle fehlen zwei chemische Bindungen — wenn Ozon mit Kohlenwasserstoffen wie Alkenen reagiert bilden könnten. Diese Biradicals würde vermutlich eine wesentliche Rolle spielen, in beiden entfernen von Schadstoffen aus der unteren Atmosphäre (ein Prozess namens Oxidation) und produzieren sekundäre organische Aerosole (primären Aerosole stammen aus Quellen wie Gischt und Wind verwehten Staub, während sekundäre Aerosole aus den Reaktionen der atmosphärischen Gase bilden).

Obwohl zahlreiche theoretische Studien und indirekte Messungen wie wichtig es ist, dass die Biradicals unterstützt haben, hatten Wissenschaftler viel Schwierigkeiten direkte Messungen der Biradicals mit wichtigen atmosphärischen Verbindungen reagieren.

"Die Reaktionen sind so extrem schnell, dass sie ziemlich schnell verschwinden" bevor Wissenschaftler entscheidende Messungen stattfinden können, sagte Percival LiveScience.

Um dieses Problem zu umgehen, bestimmt Percival und seine Kollegen eine neue Methode die einfachste Criegee zwischen-, Formaldehyd-Oxid, im Labor zu erstellen. Sie glänzte ein intensives Laserlicht auf die zusammengesetzte Diiodomethane, Abbruch von zwei Anleihen und eine Biradical zu schaffen. Sie haben dann die Biradical mit molekularem Sauerstoff zu Formaldehyd-Oxid Form reagiert.

Mit der Criegee Mittel in der hand, die Forscher in einigen Luftschadstoffe hinzugefügt – Stickstoffdioxid, Schwefelsäure Kohlendioxid, Wasser und Stickoxid- und dann die Reaktionen mit ausgefeilteren Instrumenten gemessen. Sie fanden, dass die Zwischenprodukte mit Stickstoffdioxid und Schwefelsäure Kohlendioxid unerwartet schnell reagierten, wonach die Zwischenprodukte sind besser auf die Beseitigung der Schadstoffe aus der Atmosphäre als frühere Studien vorgeschlagen.

In der Atmosphäre, die sich daraus ergebenden Verbindungen reagieren würde weitere mit Molekülen auf die Bildung der Strahlung reflektiert beschleunigen Aerosole, Percival sagte.

Erst der Anfang

Die Reaktionsgeschwindigkeit war George Marston, Chemiker an der University of Reading in Großbritannien, die nicht an der Forschung beteiligt war überrascht. "Die Werte nicht unbedingt was Sie erwarten können," sagte Marston LiveScience. "Aber die Tatsache ist, dass diese [Zwischenprodukte] zuvor untersucht noch nicht, so ist es schwierig zu wissen, was Sie wirklich erwarten würde."

Marston, schrieb ein Stück Perspektive begleitet die Studie veröffentlichte in der 13. Januar-Ausgabe der Zeitschrift Science, sagte, dass es wichtig ist, dass Wissenschaftler einen Handle auf die Reaktionen der Criegee Zwischenprodukte, endlich sind und dass die Studie hätte tiefgreifende Auswirkungen auf Verständnis atmosphärische Oxidation, ein Prozess, die können Schadstoffe aus der Atmosphäre entfernen und das Klima der Erde auswirken könnten.

Aber er sagte: Wissenschaftler haben noch eine Menge Arbeit zu tun. "Das ist sehr viel zum Jahresbeginn eine sehr viel umfangreichere systematische Studie," sagte er.

Percival, sagte, dass zukünftige Studien müssten sehen Sie sich andere Criegee Zwischenprodukte und Reaktionen mit anderen atmosphärischen Verbindungen bei unterschiedlichen Temperaturen zu messen. "Dies geschah alles bei Raumtemperatur, aber die Atmosphäre hat eine große Temperaturschwankungen und ziemlich kalt," erklärte er.