Nye fund om den største naturlige svovlkilde i atmosfæren

Et internationalt forskerhold kunne eksperimentelt vise i laboratoriet en helt ny reaktionsvej for den største naturlige svovlkilde i atmosfæren. Teamet fra Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS), universitetet i Innsbruck og universitetet i Oulu rapporterer nu i Journal of Physical Chemistry Letters om den nye nedbrydningsmekanisme for dimethylsulfid (DMS), som hovedsageligt frigives af havene. De nye fund viser, at vigtige trin i Jordens svovlcyklus endnu ikke er blevet forstået korrekt, da de sætter spørgsmålstegn ved de tidligere antagne dannelsesveje for svovldioxid (SO ₂ ), methansulfonsyre (MSA) og carbonylsulfid (OCS) baseret på DMS -nedbrydning, som stærkt påvirker Jordens klima gennem dannelsen af ​​naturlige partikler og skyer.

I laboratorieundersøgelserne, et free-jet flow system blev brugt på TROPOS i Leipzig, som tillader undersøgelse af oxidationsreaktioner under atmosfæriske forhold uden at forstyrre vægeffekter. Produkterne af reaktionerne blev målt med state-of-the-art massespektrometre under anvendelse af forskellige ioniseringsmetoder. Undersøgelserne om nedbrydningsprocessen af ​​dimethylsulfid (DMS; CH ₃ SCH ₃ ) viste, at dette overvejende foregår ved en totrins radikal isomeriseringsproces, hvor HOOCH ₂ SCHO dannes som et stabilt mellemprodukt såvel som hydroxylradikaler. Der har været teoretisk spekulation om denne reaktionsvej i fire år nu, men det tysk-østrigsk-finske hold har først nu kunnet bevise det. "Samspillet mellem optimale reaktionsbetingelser og meget følsomme detektionsmetoder giver os mulighed for at se næsten direkte ind i et reaktionssystem, "rapporterer Dr. Torsten Berndt fra TROPOS, hvem der står for undersøgelserne. Den nye reaktionsvej er betydeligt hurtigere end de traditionelle bimolekylære radikalreaktioner med nitrogenmonoxid (NO), hydroperoxy (HO ₂ ) og peroxy -radikaler (RO ₂ ). "Yderligere undersøgelser af nedbrydningen af ​​det mellemliggende HOOCH ₂ SCHO vil forhåbentlig give os klarhed om dannelseskanalerne, især af svovldioxid (SO ₂ ) og carbonylsulfid (OCS), "Berndt fortsatte med de kommende undersøgelser.

Dimethylsulfid (DMS) er en svovlholdig organisk gas, der forekommer næsten overalt:nedbrydningsprodukt af bakterier, for eksempel, er en del af menneskets dårlige ånde. På den anden side, de store mængder DMS, der produceres og afgasses under nedbrydningsprocesser i havet, er vigtige for klimaet:Estimeret 10 til 35 millioner tons fra havvandet frigives hvert år i atmosfæren. DMS er således den største naturlige svovlkilde til atmosfæren. Som et resultat af dets reaktion med hydroxylradikaler, svovlsyre (H ₂ SÅ ₄ ) dannes fra SO ₂ og methansulfonsyre (MSA), som spiller en stor rolle i dannelsen af ​​naturlige partikler (aerosoler) og skyer over havene. Carbonylsulfid (OCS) er også vigtig, da dens lave reaktivitet i atmosfæren gør det muligt at blande det i stratosfæren, hvor det bidrager til dannelsen af ​​svovlsyre -aerosoler og dermed til afkøling af Jordens atmosfære.

De nye fund om nedbrydningsveje til DMS hjælper med at forbedre kendskabet til dannelsen af ​​naturlige aerosoler. Bidrag fra aerosoler og de resulterende skyer er stadig den største usikkerhed i klimamodeller. I modsætning til drivhusgasser som kuldioxid, skydannelsesprocesser er meget mere komplekse og vanskelige at modellere.