Ученые обнаружили новый способ самоочищения атмосферы Земли

Ученые обнаружили новый способ самоочищения атмосферы Земли

Человеческая деятельность приводит к выбросу в атмосферу многих видов загрязняющих веществ, и без молекулы, называемой гидроксидом (OH), многие из этих загрязняющих веществ продолжали бы накапливаться в атмосфере.
 
Как образуется сам OH в атмосфере, считалось до конца неизвестным, но в новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследовательская группа, в которую входит Сергей Низкородов, профессор химии Калифорнийского университета в Ирвайне, сообщает, что сильное электрическое поле, существующее на поверхности между капельками воды в воздухе и окружающим воздухом, может создавать OH по ранее неизвестному механизму.
 
Это открытие может изменить представление ученых о том, как воздух очищается от таких загрязняющих веществ и парниковых газов, выбрасываемых человеком, с которыми OH может вступать в реакцию и уничтожать их. "OH нужен для окисления углеводородов, иначе они будут накапливаться в атмосфере бесконечно", - говорит Низкородов.
 
"OH - ключевой игрок в истории атмосферной химии. Он инициирует реакции, которые расщепляют загрязняющие воздух вещества, и помогает удалять из атмосферы вредные химические вещества, такие как диоксид серы и оксид азота, которые являются ядовитыми газами", - сказал Кристиан Джордж, химик из Лионского университета во Франции и ведущий автор нового исследования. "Таким образом, полное понимание источников и поглотителей этих газов является ключом к пониманию и смягчению последствий загрязнения воздуха".
 
Раньше исследователи предполагали, что главным фактором образования OH является солнечный свет.
 
"Принято считать, что OH образуется в результате фотохимии или окислительно-восстановительной химии. В качестве катализаторов должны выступать солнечный свет или металлы", - сказал Низкородов. "В этой работе говорится, что ничего этого не нужно. В самой чистой воде OH может быть создан спонтанно благодаря особым условиям на поверхности капель".
 
Команда основывалась на результатах исследований ученых Стэнфордского университета под руководством Ричарда Заре, которые сообщили о спонтанном образовании перекиси водорода на поверхности капель воды. Новые выводы помогают интерпретировать неожиданные результаты, полученные группой Заре.
 
Команда измерила концентрацию OH в различных пробирках - в одних содержалась поверхность воздух-вода, в других - только вода без воздуха - и проследила за производством OH в темноте, включив в пробирки молекулу - "зонд", которая флуоресцирует при реакции с OH.
 
Они увидели, что скорость выработки OH в темноте зеркально отражает и даже превышает скорость выработки OH под воздействием таких факторов, как солнечный свет. "Будет создано достаточно OH, чтобы конкурировать с другими известными источниками OH", - сказал Низкородов. "Ночью, когда нет фотохимии, OH все равно образуется, и образуется с большей скоростью, чем в противном случае".
 
Полученные результаты, по словам Низкородова, меняют понимание источников OH, что изменит то, как другие исследователи строят компьютерные модели, которые пытаются предсказать, как происходит загрязнение воздуха.
 
"Это может существенно изменить модели загрязнения воздуха", - сказал Низкородов. "OH является важным окислителем внутри капель воды, и основное предположение в моделях заключается в том, что OH поступает из воздуха, а не производится непосредственно в каплях".
 
Чтобы определить, какую роль играет этот новый механизм производства OH, Низкородов считает, что следующим шагом должно стать проведение тщательно разработанных экспериментов в реальной атмосфере в разных частях света.
 
Но сначала команда ожидает, что полученные результаты произведут фурор в сообществе исследователей атмосферы.
 
"Многие люди прочитают эту статью, но сначала не поверят в нее и попытаются либо воспроизвести ее, либо провести эксперименты, чтобы доказать, что это не так", - сказал Низкородов. "Наверняка будет проведено много лабораторных экспериментов".


«Священная истина науки заключается в том, что не бывает священных истин»

Карл Саган

Научный подход на Google Play

Файлы

Наука в поисках Бога

XXI век в зеркале футурологии

Бог не любовь: Как религия все отравляет

Мир без политики, нищеты и войн