CLOUD ved CERN afslører jodsyrers rolle i atmosfærisk aerosoldannelse

I et papir, der blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskab , CLOUD -samarbejdet ved CERN viser, at aerosolpartikler fremstillet af jodsyre kan dannes ekstremt hurtigt i det marine grænselag - den del af atmosfæren, der er i direkte kontakt med havet. Aerosolpartikler i atmosfæren påvirker klimaet, både direkte og indirekte, men hvordan nye aerosolpartikler dannes og påvirker skyer og klima, er stadig relativt dårligt forstået. Dette gælder især partikler, der dannes over det store hav.

"Jodsyrepartikler er tidligere blevet observeret i visse kystområder, men vi vidste ikke før nu, hvor vigtige de kan være globalt, "siger CLOUD -talsmand Jasper Kirkby." Selvom de fleste atmosfæriske partikler dannes fra svovlsyre, vores undersøgelse viser, at jodsyre kan være hoveddriveren i uberørte havområder. "

CLOUD er et enestående eksperiment. Det er verdens første laboratorieeksperiment for at opnå den tekniske ydeevne, der kræves for at måle dannelse og vækst af aerosolpartikler fra en blanding af dampe under præcist kontrollerede atmosfæriske forhold. Ud over, eksperimentet er i stand til at studere, hvordan ioner produceret af højenergipartikler kaldet kosmiske stråler påvirker aerosolpartikeldannelse, ved hjælp af enten den konstante strøm af naturlige kosmiske stråler, der regner ned over CLOUD -kammeret eller - for at simulere højere højder - en stråle af partikler fra CERN Proton Synchrotron.

I sin nye undersøgelse, CLOUD-teamet har undersøgt, hvordan aerosolpartikler dannes fra dampe, der stammer fra molekylært jod under forhold med havgrænser. De fandt ud af, at partikeldannelsen og væksten er drevet af jodsyre (HIO ₃ ), og at jodsyre (HIO2) spiller en central rolle i de indledende trin i dannelsen af ​​neutrale partikler - dem uden elektrisk ladning.

Ud over, forskerne fandt ud af, at jodsyrepartiklerne dannes ekstremt hurtigt-endnu hurtigere end svovlsyre-ammoniakpartikler ved lignende syrekoncentrationer. De fandt også ud af, at ioner fra kosmiske stråler, der stammer fra vores galakse, fremskynder partikeldannelseshastigheden til det maksimalt mulige, som kun er begrænset af hvor ofte molekyler støder sammen.

"Dannelse af jodsyrepartikler vil sandsynligvis være særlig vigtig i uberørte havområder, hvor svovlsyre- og ammoniakkoncentrationer er ekstremt lave, "siger Kirkby." Faktisk, hyppig dannelse af nye partikler over pakisen i det høje arktiske område er for nylig blevet rapporteret, drevet af jodsyre med lidt bidrag fra svovlsyre. "

Resultaterne har vigtige konsekvenser. Havets overflade, havis og udsat tang er store kilder til atmosfærisk jod, og globale jodemissioner på høje breddegrader er steget tredoblet i løbet af de sidste syv årtier og vil sandsynligvis fortsætte med at stige i fremtiden, efterhånden som havis bliver tyndere.

"I polarområder, aerosoler og skyer har en opvarmningseffekt, fordi de absorberer infrarød stråling, der ellers går tabt i rummet og derefter stråler det tilbage ned til overfladen. Øget jodsyre-aerosol og skyfrødannelse kan derfor give en tidligere uberetget positiv feedback, der fremskynder tabet af havis i Arktis, ”forklarer Kirkby.