Organska molekula iz dreves je odlična pri sejanju oblakov, razkriva študija CERN – Svet fizike

Družina organskih spojin, ki jih sproščajo drevesa, bi lahko imela veliko večjo vlogo pri nastajanju oblakov, kot se je prej mislilo. To je zaključek Lubna Dada na švicarskem inštitutu Paul Scherrer in mednarodna ekipa, ki pravijo, da bi lahko njihova spoznanja igrala ključno vlogo pri napovedovanju podnebja Zemlje v prihodnosti.

Ko so drevesa pod stresom, sproščajo organske molekule, ki reagirajo z ozonom, nitratnimi radikali in drugimi spojinami v ozračju. Te reakcije ustvarjajo drobne trdne delce, imenovane organske spojine z ultra nizko hlapnostjo (ULVOC).

V nekaterih primerih lahko ULVOC zrastejo dovolj, da se kapljice vode kondenzirajo na njihovih površinah, kar spodbuja nastanek oblakov. Oblaki pomembno vplivajo na zemeljsko podnebje – mnogi od njih so slabo razumljeni. Zato v globalnih podnebnih modelih ni mogoče spregledati razumevanja vpliva ULVOC.

Najpomembnejše molekule, ki sodelujejo pri tvorbi ULVOC, so v treh vrstah ogljikovodikov, imenovanih izopren, monoterpen in seskviterpen. Da bi se stvari zapletle, znanstveniki verjamejo, da podnebne spremembe zdaj spreminjajo njihove emisije v ozračje.

Povečanje koncentracije

"Koncentracija terpenov se povečuje, ker jih rastline sprostijo več, ko doživljajo stres - na primer, ko pride do povišanja temperatur in ekstremnih vremenskih razmer ter je vegetacija pogosteje izpostavljena suši," pojasnjuje Dada.

S prejšnjimi raziskavami podnebni znanstveniki zdaj dobro razumejo, kako naraščajoče ravni izoprena in monoterpena vplivajo na globalno nastajanje oblakov – kar jim pomaga narediti boljše napovedi o prihodnosti zemeljskega podnebja.

Do zdaj se je izkazalo, da je vlogo seskviterpenov veliko težje določiti. "To je zato, ker jih je precej težko izmeriti," pravi Dada. "Prvič, ker zelo hitro reagirajo z ozonom, in drugič, ker se pojavljajo veliko manj pogosto kot druge snovi."

Kljub nižji emisiji je večja verjetnost, da bodo te molekule kot izopren in monoterpen tvorile velike delce, potrebne za nastanek oblaka. Končno to pomeni, da bo globlje razumevanje vloge seskviterpena pri oblikovanju oblakov ključnega pomena za izboljšanje naših modelov podnebja na Zemlji.

Oblačno v CERN-u

V svoji študiji je Dadina ekipa raziskovala sposobnost seskviterpenov, da tvorijo ULVOC z uporabo Cosmics Leaving Outdoor Droplets (CLOUD) komora v CERN-u v Ženevi. Tam lahko raziskovalci simulirajo različne atmosferske pogoje, ki so vključeni v nastanek oblakov.

»Na skoraj 30 m³, je ta zaprta klimatska komora najčistejša te vrste na svetu. Je tako čist, da nam omogoča preučevanje seskviterpenov tudi pri nizkih koncentracijah, zabeleženih v ozračju,« pojasnjuje Dada.

Začenši z mešanico samo izoprena in monoterpena, je ekipa izmerila, kako se je stopnja nastajanja oblakov spremenila v komori, ko se je povečala koncentracija seskviterpena. Učinek je bil takojšen. Tudi ko je seskviterpen sestavljal le 2 % zmesi znotraj komore CLOUD, je njegov povečan izkoristek ULVOC že podvojil stopnjo nastajanja oblaka.

Plastični aerosoli v ozračju lahko vplivajo na podnebje

Kot pojasnjuje Dada: "To je mogoče razložiti z dejstvom, da je molekula seskviterpena sestavljena iz 15 atomov ogljika, medtem ko so monoterpeni sestavljeni iz samo desetih in izopreni samo pet." S svojo večjo molekulsko maso je seskviterpen veliko manj hlapljiv kot drugi dve molekuli, kar mu omogoča, da se lažje združi v trdne delce.

Rezultati kažejo, da je treba vpliv seskviterpenov na oblikovanje oblakov vključiti v prihodnje globalne podnebne modele. Dada in sodelavci upajo, da bo njihova študija podnebnim znanstvenikom omogočila boljše napovedi o tem, kako se bosta nastajanje oblakov in njihov vpliv na Zemljino atmosfero spreminjala, ko se bo planet še naprej segreval.

Na podlagi svojih tehnik si bodo raziskovalci zdaj prizadevali pridobiti širšo sliko o tem, kako so na podnebje že vplivale emisije drugih umetnih spojin. »Nato želimo mi in naši CLOUD partnerji raziskati, kaj točno se je zgodilo med industrializacijo,« pojasnjuje član ekipe, Imad El Haddad. "V tem času se je naravno ozračje vse bolj mešalo z antropogenimi plini, kot so žveplov dioksid, amoniak in druge antropogene organske spojine."

Raziskava je opisana v Znanost Predplačila.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/organic-molecule-from-trees-excels-at-seeding-clouds-cern-study-reveals/