WEST LAFAYETTE, Ind. – A napfényt, a havat és a tengeri sót néha a természet legjobb illusztrálására használják. De az új tudományos bizonyítékok azt mutatják, hogy ezek az erők kombinálva hatékony keveréket alkothatnak az ózon lebontásához.
A Purdue Egyetem kutatói a Kaliforniai Egyetem, Irvine és Battelle kutatóival együttműködve azt találták, hogy a tengeri sóban található két vegyi anyag előfutárként szolgálhat egy sor olyan kémiai esemény elindításához, amelyek tönkreteszik az ózont a sarkvidéki troposzférában. a légkör legalsó része.
A Science tudományos folyóirat január 19-i számában közzétett eredmények azt a szerepet írják le, amelyet a bróm és a klór játszik egy összetett kémiai reakciósorozatban, amely minden tavasszal megy végbe, amikor több hónapos sötétség után a napfény kölcsönhatásba lép. az északi-sarkvidéki hóval.
A tanulmány a kémiai prekurzorok forrását a tengervízben található sós ásványi anyagokra vezeti vissza, amelyeket a szél és a hullámok apró sórészecskék formájában a hótakaróba juttatnak.
"A brómot és a klórt régóta gyanítják, hogy a kémiai események sorozatának fő szereplői, de ezeknek a vegyi anyagoknak a forrása nem volt ismert" - mondja Paul Shepson, a Purdue légköri kémia professzora. "Eredményeink azt mutatják, hogy ez a felszínhez közeli ózonréteg csökkenése az Északi-sarkvidéken egy természetes esemény."
Az eredmények segíthetnek a tudósoknak jobb modellek kidolgozásában a Föld légkörének összetételében bekövetkező hosszú távú változások szimulálására és előrejelzésére, mondja Shepson."Mivel a Föld felszínének háromnegyedét óceán borítja, feltártunk egy folyamatot, amelyet sokkal jobban meg kell értenünk a légkörben lévő ózon modellezési képességét illetően."
A jelenlegi modellek nem veszik figyelembe ezeket a kölcsönhatásokat, mert a tudósok még csak most kezdik felismerni és dokumentálni a hó és a tengeri só szerepét a légköri kémiában. 1986-ban a tudósok megfigyelték, hogy a sarki napkeltekor, amely márciusban vagy áprilisban következik be több hónapos teljes sötétség után, a Jeges-tenger feletti vékony levegőrétegben az ózon teljesen eltűnik. "Ez nagy meglepetés volt számunkra, és azt jelezte, hogy a légköri ózonról, valamint az ózon képződéséhez és leépüléséhez vezető tényezőkről rosszul ismerjük" - mondja Shepson.
Azóta a tudósok bizonyítékokat találtak arra vonatkozóan, hogy számos, a hóban szunnyadó vegyi anyag kölcsönhatásba léphet a napfénnyel, és kémiai "szennyező anyagokat" termel – például nitrogén-oxidot, nitrogén-dioxidot, formaldehidet és brómot –, amelyek befolyásolják az összetételt. a légkörről.
Tavaly Shepson és kollégája, Jan Bottenheim, a Environment Canada munkatársa egy kutatócsoportot vezetett a kanadai sarkvidéken, hogy megmérjék a bróm és klór szintjét a hótakarókban, és elemezzék, hogyan lép kölcsönhatásba a napfény ezekkel a vegyi anyagokkal a sarki napfelkelte során.
A Kanadai Erők Alert-i bázisának kutatóhelyén a csoport a hóban és a levegőben lévő bróm- és klórszintet mérte két hónapon keresztül, február elején. A bróm- és klórméréseket Chet Spicer (Battelle-Columbus) és Barbara Finlayson-Pitts, a Kaliforniai Egyetem (Irvine) vezetésével végezték.
A mérések azt mutatják, hogy március közepén, amikor a nap elkezdett felkelni az Északi-sarkvidék felett, ezek az elemek növekedtek a levegőben, míg a hóban csökkentek.
Mivel a molekuláris bróm rövid életű a légkörben, és nem szállítható messzire, Shepson és munkatársai elkezdték keresni a bróm forrásait a helyi környezetből. "A tengeri só az egyetlen brómforrás az Északi-sarkvidéken" - mondja.
A bróm és a klór szintén szerepet játszik az ózon lebontásában a felső légkörben az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon, de ezekben az esetekben a bróm és a klorid forrásai elsősorban emberi eredetű szennyező anyagokból származnak, mondja Shepson.
Bár a tanulmány azt jelzi, hogy az ózonréteg leépülése egy természetes folyamat az Északi-sarkvidéken, az eredmények azt sugallják, hogy a hó és a só keveréke a városi utakon szintén befolyásolhatja a levegő minőségét, mondja Shepson.
"Az Északi-sarkvidéken megfigyelt összetevők a téli hónapokban néha nagy koncentrációban vannak jelen a városi területek utcáin" - mondja Shepson, a klórkémia szakértője. "Nem szeretnék jóslatokba bocsátkozni, de sokféle kémiai kölcsönhatás fordulhat elő városi, utak sózott környezetben, amelyeket meg kell értenünk." Shepson purdue-i tanulmányait a National Science Foundation finanszírozza.
