Attēla kredīts: NASA
Izmantojot NASA lidmašīnas, kas peld virs Arktikas, mērījumus, Hārvarda universitātes zinātnieki ir veikuši pirmos novērojumus par molekulu, kuras pētnieki jau sen teorē, un tai ir galvenā loma stratosfēras ozona, hlora peroksīda iznīcināšanā.
Šo mērījumu analīze tika veikta, izmantojot atmosfēras ķīmijas datorsimulāciju, ko izstrādājuši zinātnieki NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Kalifornija.
Parastais nosaukums, ko atmosfēras zinātnieki izmanto molekulai, ir “hlora monoksīda dimērs”, jo to veido divas identiskas hlora monoksīda molekulas, kuru pamatā ir hlors, kas savienotas kopā. Dimērs ir izveidots un atklāts laboratorijā; domājams, ka atmosfērā tas pastāv tikai īpaši aukstā stratosfērā virs polārajiem reģioniem, kad hlora monoksīda līmenis ir salīdzinoši augsts.
“No novērojumiem, kas datēti ar 1987. gadu, mēs zinājām, ka lielie ozona zudumi ir saistīti ar augstu hlora monoksīda līmeni, taču mēs nekad agrāk faktiski neesam atklājuši hlora peroksīdu,” sacīja Hārvarda zinātnieks un galvenā darba autors Riks Stimflē.
Hlora peroksīda daudzumu atmosfērā kvantitatīvi noteica, izmantojot ultravioletā, rezonanses fluorescences noteikšanas instrumenta jaunu izkārtojumu, kas iepriekš tika izmantots, lai kvantitatīvi noteiktu hlora monoksīda līmeni Antarktikas un Arktikas stratosfērā.
Mēs vairākus gadus esam novērojuši hlora monoksīdu Arktikā un Antarktikā un no tā secinājuši, ka šai dimēras molekulai ir jābūt un tai jāeksistē lielos daudzumos, bet līdz šim mēs to nekad nebijām varējuši redzēt, ”sacīja Ross Salawitch, kooperatīvs -autors uz papīra un JPL pētnieks.
Hlora monoksīds un tā dimērs galvenokārt rodas no halogenētiem ogļūdeņražiem - molekulām, kuras cilvēki izveidojuši rūpnieciskai izmantošanai, piemēram, saldēšanai. Halo ogļūdeņražu izmantošanu ir aizliegusi Monreālas protokols, taču tie atmosfērā pastāv gadu desmitiem ilgi. "Lielākā daļa hlora stratosfērā joprojām nāk no cilvēku radītiem avotiem," piebilda Stimpfle.
Hlora peroksīds izraisa ozona iznīcināšanu, kad molekula absorbē saules gaismu un sadalās divos hlora atomos un skābekļa molekulā. Brīvā hlora atomi ir ļoti reaģējoši ar ozona molekulām, tādējādi tos sadalot un samazinot ozonu. Ozona sadalīšanas procesā atkal veidojas hlora peroksīds, atsākot ozona iznīcināšanas procesu.
“Tagad jūs esat atgriezies vietā, kur sākāt, attiecībā uz hlora peroksīda molekulu. Bet šajā procesā jūs esat pārvēruši divas ozona molekulas trīs skābekļa molekulās. Tā ir ozona zuduma definīcija, ”secināja Stimpfle.
"Tiešie hlora peroksīda mērījumi ļauj mums labāk noteikt ozona zuduma procesus, kas notiek ziemas polārajā stratosfērā," sacīja Maiks Kurylo, NASA Augstākās atmosfēras pētījumu programmas vadītājs, NASA štābs Vašingtonā.
“Integrējot mūsu zināšanas par ķīmiju polārajos reģionos, ko iegūstam no gaisa kuģu in situ mērījumiem, ar ozona un citu atmosfēras molekulu globālajiem attēliem, ko iegūstam no pētījumu satelītiem, NASA var uzlabot modeļus, kurus zinātnieki izmanto prognozēt ozona daudzumu turpmāko attīstību un to, kā tie reaģēs uz halogēnogļūdeņražu līmeņa pazemināšanos atmosfērā, ko rada Monreālas protokola ieviešana, ”piebilda Kurylo.
Šie rezultāti tika iegūti apvienotās ASV un Eiropas zinātnes misijas laikā, izmantojot Stratosfēras aerosola un gāzes III eksperimenta ozona zudumus un validācijas eksperimentu / Trešais Eiropas Stratosfēras eksperiments ar ozonu 2000. Misija tika veikta Kirunā, Zviedrijā, no 1999. gada novembra līdz 2000. gada martam.
Kampaņas laikā zinātnieki izmantoja stratosfēras meteoroloģijas un ķīmijas datoru modeļus, lai ER-2 lidmašīnas novirzītu uz atmosfēras reģioniem, kur bija paredzēts hlora peroksīds. ER-2 elastīgums ļāva ņemt paraugus šiem interesantiem atmosfēras reģioniem.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
