Organisch molecuul uit bomen blinkt uit in het zaaien van wolken, onthult CERN-onderzoek – Physics World

Een familie van organische verbindingen die door bomen worden vrijgegeven, zou een veel grotere rol kunnen spelen bij de vorming van wolken dan eerder werd gedacht. Dat is de conclusie van Lubna Dada bij het Zwitserse Paul Scherrer Instituut en een internationaal team, die zeggen dat hun inzichten een cruciale rol kunnen spelen bij het voorspellen van de toekomst van het klimaat op aarde.

Wanneer bomen onder stress komen, laten ze organische moleculen vrij die reageren met ozon, nitraatradicalen en andere verbindingen in de atmosfeer. Deze reacties creëren kleine vaste deeltjes die ultra-low-volatiliteit organische verbindingen (ULVOC's) worden genoemd.

In sommige gevallen kunnen ULVOC’s groot genoeg worden zodat waterdruppels op hun oppervlak kunnen condenseren, waardoor wolkenvorming wordt bevorderd. Wolken hebben aanzienlijke gevolgen voor het klimaat op aarde, waarvan er vele nog slecht begrepen worden. Daarom kan het begrijpen van de invloed van ULVOC’s in mondiale klimaatmodellen niet over het hoofd worden gezien.

De belangrijkste moleculen die betrokken zijn bij de vorming van ULVOC bevinden zich in drie soorten koolwaterstoffen: isopreen, monoterpeen en sesquiterpeen. Om de zaken nog ingewikkelder te maken, geloven wetenschappers dat de klimaatverandering nu de uitstoot ervan in de atmosfeer verandert.

Toenemende concentratie

“De concentratie terpenen neemt toe omdat planten er meer van vrijgeven als ze stress ervaren – bijvoorbeeld als er sprake is van een stijging van de temperatuur en extreme weersomstandigheden en de vegetatie vaker wordt blootgesteld aan droogtes”, legt Dada uit.

Door eerder onderzoek hebben klimaatwetenschappers nu een goed inzicht in hoe de toenemende niveaus van isopreen en monoterpeen de mondiale wolkenvorming beïnvloeden – waardoor ze betere voorspellingen kunnen doen over de toekomst van het klimaat op aarde.

Tot nu toe is de rol van sesquiterpenen veel moeilijker vast te stellen. “Dit komt omdat ze vrij lastig te meten zijn”, zegt Dada. “Ten eerste omdat ze heel snel reageren met ozon, en ten tweede omdat ze veel minder vaak voorkomen dan de andere stoffen.”

Ondanks hun lagere emissie is het waarschijnlijker dat deze moleculen dan isopreen en monoterpeen de grote deeltjes vormen die nodig zijn voor wolkenvorming. Uiteindelijk betekent dit dat een dieper begrip van de wolkenvormende rol van sesquiterpeen cruciaal zal zijn voor het verbeteren van onze modellen van het klimaat op aarde.

Bewolkt bij CERN

In hun onderzoek onderzocht Dada's team het vermogen van sesquiterpenen om ULVOC's te vormen met behulp van de Kosmische wezens laten buitendruppels achter (CLOUD) kamer op CERN in Genève. Daar kunnen de onderzoekers verschillende atmosferische omstandigheden simuleren die betrokken zijn bij wolkenvorming.

“Op bijna 30 meter³is deze afgesloten klimaatkamer wereldwijd de zuiverste in zijn soort. Het is zo puur dat we sesquiterpenen kunnen bestuderen, zelfs bij de lage concentraties die in de atmosfeer worden gemeten”, legt Dada uit.

Beginnend met een mengsel van alleen isopreen en monoterpeen, mat het team hoe de snelheid van wolkenvorming in de kamer veranderde naarmate de concentratie sesquiterpeen toenam. Het effect was onmiddellijk. Zelfs toen sesquiterpeen slechts 2% van het mengsel in de CLOUD-kamer uitmaakte, had de verhoogde opbrengst aan ULVOC's de snelheid van wolkenvorming al verdubbeld.

Plastic aërosolen in de atmosfeer kunnen het klimaat beïnvloeden

Zoals Dada uitlegt: “Dit kan worden verklaard door het feit dat een sesquiterpeenmolecuul uit 15 koolstofatomen bestaat, terwijl monoterpenen uit slechts tien en isoprenen uit slechts vijf bestaan.” Met zijn hogere molecuulgewicht is sesquiterpeen nog veel minder vluchtig dan de andere twee moleculen, waardoor het gemakkelijker kan samenvloeien tot vaste deeltjes.

De resultaten laten zien dat de wolkvormende invloed van sesquiterpenen moet worden opgenomen in toekomstige mondiale klimaatmodellen. Dada en collega's hopen dat hun onderzoek klimaatwetenschappers in staat zal stellen betere voorspellingen te doen over hoe wolkenvorming en de impact ervan op de atmosfeer van de aarde zullen veranderen naarmate de planeet blijft opwarmen.

Voortbouwend op hun technieken zullen de onderzoekers nu proberen een breder beeld te krijgen van de manier waarop het klimaat al is beïnvloed door de uitstoot van andere door de mens veroorzaakte verbindingen. “Vervolgens willen wij en onze CLOUD-partners onderzoeken wat er precies is gebeurd tijdens de industrialisatie”, legt teamlid uit, Imad El Haddad. “In die tijd raakte de natuurlijke atmosfeer steeds meer vermengd met antropogene gassen zoals zwaveldioxide, ammoniak en andere antropogene organische verbindingen.”

Het onderzoek is beschreven in Wetenschap Advances.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/organic-molecule-from-trees-excels-at-seeding-clouds-cern-study-reveals/