Läpimurto ilmakehän pienhiukkastutkimuksessa: molekyyliryppäiden kasvun aerosolihiukkasiksi voi nyt nähdä

Ilmakehän pienhiukkaset vaikuttavat ilmastoon hidastamalla ilmaston-muutosta. Akatemiaprofessori Markku Kulmalan johtama tutkimusryhmä Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen ilmakehätieteiden osastolta on vuosien työn jälkeen onnistunut kehittämään mittalaiteet, joilla voidaan suoraan havaita molekyylien liittyminen yhteen ja näiden molekyyli-rypäleiden kasvu aerosolihiukkasiksi. Kansainvälisen ryhmän tulokset julkaistiin arvovaltaisessa Science-lehdessä perjantaina 22.2.2013.

Ilmakehän nanohiukkasten muodostuminen pystytään nyt havaitsemaan suoraan molekyylitasolla. Osoittamalla, että pienet molekyylirypäleet tarvitsevat kasvaakseen sekä rikkihappoa, amiineja että hapettuneita orgaanisia yhdisteitä, akatemiaprofessori Markku Kulmalan tutkimustulos yhdistää rikin, typen ja hiilen kierrot ilmakehässä.

- Vuosien järjestelmällinen työ on nyt tuottanut tuloksen. Ennustamani teoreettiset tulokset ovat osoittautuneet yhtäpitäviksi todellisuuden kanssa, sanoo Kulmala.

Hän ennusti tutkimuksessa löydettyjen molekyylirypäleiden olemassaolon vuonna 2000 ja niiden kasvumekanismit vuonna 2004.

Molekyylirypäleiden kasvu voimistuu oleellisesti, kun ne saavuttavat 1.5-2 nanometrin koon. Nyt raportoidut mittaukset on tehty Helsingin yliopiston Hyytiälän metsäasemalla, SMEAR II (Station for Measuring Forest Ecosystem-Atmosphere Relations)-asemalla, joka on monipuolisin ilmakehään ja biosfääriin keskittynyt tutkimusasema maailmassa.

Viimeisen viiden vuoden aikana Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen tutkijat ovat kehittäneet Particle Size Magnifier (PSM)-nanohiukkaslaskurin, jonka yliopiston spin-off-yritys Airmodus on tuonut kaupallisesti saataville. Tämä on ensimmäinen mittalaite, joka pystyy havaitsemaan jopa vain 1 nanometrin (metrin miljardisosan) kokoisia hiukkasia ilmakehästä. Siihen liittyen tutkijat myös kehittivät massaspektrometreihin perustuvia menetelmiä, joilla voidaan mitata molekyylirypäleiden koostumus. Ilman tätä laitekehitystä tulosta ei olisi voitu saavuttaa.

Kulmala korostaa, että ilmastonmuutokseen liittyvien vuorovaikutusmekanismin selvittäminen edellyttää nanohiukkasten synnyn ja kasvun tarkkaa tuntemista. Globaalin merkityksen tarkentaminen vaatii kattavaa havaintoaineistoa ja laajaa kansainvälistä mittausverkostoa.

Direct Observations of Atmospheric Aerosol Nucleation, Science, 22.2.2013, Manuscript Number: science.1227385, M. Kulmala; J. Kontkanen; H. Junninen; K. Lehtipalo; H.E. Manninen; T. Nieminen; T. Petäjä; M. Sipilä; S. Schobesberger; P. Rantala; A. Franchin; T. Jokinen; E. Järvinen; M. Äijälä; J. Kangasluoma; J. Hakala; P.P. Aalto; P. Paasonen; T. Ruuskanen; R.L. Mauldin III; J. Duplissy; H. Vehkamäki; J. Bäck; T. Kurten; M. Ehn; V.-M. Kerminen; D.R. Worsnop, University of Helsinki, et al.

Lähde: HY

0 kommenttia:

Lähetä kommentti