Углеводороды считаются строительными блоками жизни, объединяя элементы углерода и водород, чтобы дать начало миллионам различных химических соединений. Помимо метана, эти «органические соединения» также включают большое количество других газов, которые играют важную роль в атмосфере.
Глобальные выбросы этих неметановых углеводородов от растительности и деятельности человека оцениваются примерно в 1,3 миллиарда тонн в год. Поэтому важно знать процессы их разложения и продукты, которые они производят.Атмосферное разложение инициируется окислителями, такими как озон или радикалы ОН («атмосферный детергент»), в результате почти исключительно пероксильные радикалы являются высокореактивными промежуточными продуктами, которые могут продолжать быстро реагировать с оксидом азота (NO) или другими пероксильными радикалами. До сих пор предполагалось, что образование продуктов аккреции в результате реакции двух пероксильных радикалов незначительно, что можно отнести к находкам 60-х и 70-х годов.
Новые эксперименты в сочетании с необходимыми кинетическими измерениями теперь приводят к выводу, что образование нелетучих продуктов реакции является значительным при любых атмосферных условиях. «Удивительно иметь возможность отслеживать образование пероксильных радикалов и продуктов их реакции в режиме реального времени на масс-спектрометре. Это дает нам прямое представление об элементарных процессах во время химической реакции», — сообщил д-р Торстен Берндт из TROPOS.На выставке TROPOS в Лейпциге команде удалось продемонстрировать этот процесс в лабораторных экспериментах с использованием специального проточного аппарата, который позволяет проводить эксперименты в газовой фазе без помех при атмосферном давлении.
Здесь впервые были применены новые масс-спектрометрические методы, разработанные в Инсбруке и Лейпциге. В масс-спектрометрическом анализе исследуемое соединение ионизируется, а затем идентифицируется по соотношению массы к заряду. Используемые методы щадящей ионизации позволяют чувствительно обнаруживать пероксильные радикалы и продукты их реакции с пределом обнаружения до 1 ppqV.
С помощью этого метода теперь можно надежно определить конкретную молекулу в смеси из одного квадриллиона (1015) молекул.Идентификация этого нового пути реакции в атмосфере имеет большое значение для исследований климата, поскольку это еще одна часть головоломки в поисках еще не полностью изученных источников образования вторичного органического аэрозоля и последующего образования облаков.
Пока что облака остаются большой неизвестностью в климатической системе. Даже в последнем отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) облака рассматриваются как величайший фактор неопределенности в климатических сценариях будущего.
Новые результаты могут привести к более точным оценкам влияния растительности и, следовательно, различных форм землепользования на климат.