Fagyálló a felhők számára

A sarki jégfelhőkben lévő vízcseppek az ózonlyuk növekedését okozzák

A sarki jégfelhőket gyöngyházfelhőknek is nevezik, mert káprázatos színekkel fedik az eget. Roald Amundsen a norvég sarki felfedező már ismertette ezt a lenyűgöző jelenséget. © közkincs
felolvasta

A sarki jégfelhőkben a jégkristályokat akár mínusz 90 fokos hőmérsékleten is folyadékköpeny veszi körül. Az innsbrucki vegyészek ezt mutatták most. Ez a felfedezés fontos magyarázatot ad az ózonlyuk kialakulásának mechanizmusaira - jelentetik a kutatók a Nature Chemistry folyóiratban.

Mindez rejtélyekkel kezdődött, mielőtt a Nobel-díjas Mario Molina, alkalmazottai a 2000-es évek elején. Thomas Lörting - ma az Innsbrucki Egyetem Fizikai Kémiai Intézetében - és Anatoli Bogdan a Massachusetts Technológiai Intézet (MIT) laboratóriumában dolgoztak.

A sarki felhők tulajdonságai a pályán

A mexikói 1995-ben Nobel-díjat kapott a vegyiparban az ózonréteg megsemmisítésének tanulmányozása érdekében. Már 1974-ben megjósolta a klór-fluorozott szénhidrogének (CFC-k) romboló hatását az ózonrétegre. Ez végül a CFC-kibocsátás súlyos korlátozásához és az ózonlyuk lassú csökkenéséhez vezetett.

Már ismert volt, hogy a klórozott-fluorozott szénhidrogének, különösen az északi féltekén termelődtek a sztratoszférába, és az egész földgömbön elterjedtek. Az is ismert volt, hogy az ózonréteg feletti káros vegyületeket a nap ultraibolya fénye osztja fel, és az ózonréteghez fluort és szénhidrogéneket tartalmazó káros klórvegyületeket képez.

Ezek általában inaktív tározóvegyületekként vannak jelen, de a sarki jégfelhőkön aktív vegyületekké alakulnak, ezért az ózonlyuk évente csak a pólusok fölé lép fel. A rejtvény, amelyet Molina feladott társainak, az volt a kérdés, hogy a sarki felhők mely tulajdonságai kiváltják ezt a pusztító folyamatot. kijelző

Mikrométer méretű vízcseppek a sarki sztratoszférában uralkodó hőmérsékleten (-80 - -90 Celsius fok). A cseppek belsejében jégkristályok alakulnak ki, amelyeket egy folyékony köpeny vesz körül. Innsbrucki Egyetem

Folyékony kabát

"A hagyományos elmélet azt feltételezte, hogy a sarki jégfelhőkben lévő kristályok teljesen fagytak" - mondja L rting. "Abban az időben már azt vizsgáltuk, hogy lehet-e folyadék is a felületükön." De csak a közelmúltban, csapata közreműködésével sikerült L rtingnek befejezni ezt a folyamatot. Szimulálja a laboratóriumot. E célból a tudósok lassan lehűtött vízcseppek, amelyek megfelelnek a jégfelhők kémiai összetételének.

Hőanalízissel és mikroszkóppal megfigyelhetjük, hogy a jégkristályok a cseppek belsejében, valamint mínusz 80 vagy mínusz 90 Celsius fokon, a sztratoszféra hőmérsékleten állnak a téli pólusok felett, egy folyékony bevonat megmarad ”- mondja a vegyész. Ennek oka a kémiai keverék: a vízcseppek salétromsavat és kénsavat tartalmaznak, amelyeket a jégkristályok képződése után adnak a folyadéknak, és fagyállóként működnek. Eddig azt feltételezték, hogy a savak felhalmozódnak a jégkristályok belsejében.

A jégfelhők képezik a környezetet a kémiai reakciókhoz

A jégkristályok folyékony rétege, amelyet L rtrting és munkatársai fedeztek fel, ideális környezetet biztosít a kémiai reakciókhoz, és megkönnyítheti a pusztító klórvegyületek gyors kialakulását a részben fagyasztott cseppekben magyarázza a sztratoszférikus felhőket. Amikor a nap újra felmegy a pólusokon át eső hideg sarki eső után, a jégfelhők elpárolognak, és velük aktív klórvegyületek képződnek, amelyek a környező ózont oxigénné alakítják, elpusztítva az ózonréteget a sztratoszférában amely megóv minket az UV fénytől.

Ez megmagyarázza azt is, hogy miért más felületek, például por, ruténium vagy só részecskék nem indítják el ugyanazt a folyamatot - magyarázza L rtrt. "Az ózonréteg leépülését a sarki jégfelhők sajátos körülményei elősegítik."

Hogyan pusztul el az ózonréteg?

A jövőben ő és csapata még közelebbről kívánja megvizsgálni a jéghideg cseppeket. "Például azt szeretnénk tudni, hogy mennyire vastag ez a folyadékréteg a jégkristályok körül, és hogy milyen gyorsan alakulhatnak ki kémiai reakciók" - mondja a vegyész. Ez további betekintést nyújthat a kémiai reakciók pontos menetéhez, és tovább magyarázhatja az ózonkárosodáshoz vezető folyamatokat.

(Innsbrucki Egyetem, 2010. február 1. - DLO)