Ilmakehän pienhiukkasia kasvattavat molekyylit ovat löytyneet

Tutkijat ovat tehneet ensimmäiset havainnot alhaisen höyrynpaineen omaavista niin sanotuista ELVOC-yhdisteistä ilmakehässä. Ne syntyvät havumetsän päästämien kaasujen reaktioissa ja voivat kasvattaa ilmakehän pienhiukkasia niin suuriksi, että hiukkaset voivat vaikuttaa ilmastoon. Akatemiaprofessori Markku Kulmala ennusti tämän aerosolihiukkasten kasvumekanismin tutkimustensa perusteella jo vuonna 1998, nyt toteutunut ennuste raportoidaan uusimmassa Nature-lehdessä.

"Ilmakehän pienhiukkasten tiedetään jäähdyttävän ilmakehää, ja uudet mittaustulokset selittävät nyt, kuinka havupuiden päästöt osallistuvat tähän prosessiin nopeammin ja tehokkaammin kuin aikaisemmin on luultu", sanoo Nature-lehden artikkelin pääkirjoittaja Mikael Ehn Helsingin yliopistosta.

Torstaina 27.2.2014 ilmestyvässä numerossaan tiedelehti Nature selostaa, kuinka havupuiden ilmaan päästämät, ja metsäistä tuoksua levittävät, yhdisteet tuottavat reaktioissa alailmakehän otsonin kanssa hapettuneita ja erittäin alhaisen höyrynpaineen omaavia yhdisteitä (lyhyesti ELVOC, Extremely Low-Volatility Organic Compounds). ELVOCeja ei ole aikaisemmin pystytty havaitsemaan ilmakehässä. Kyseiset yhdisteet ovat välttämättömiä, jotta ilmakehässä syntyneet pienhiukkaset voivat kasvaa niin suuriksi, että ne pystyvät vaikuttamaan maapallon säteilytasapainoon.

Tuloksista raportoi kansainvälinen tutkijaryhmä, josta suurin osa on Suomesta. Tärkeimmät mittaukset tehtiin puolentoista kuutiometrin lasikammiossa Jülichissä Saksassa yliopistonlehtori Mikael Ehnin johdolla.

"Kammioon syötettiin juuri niitä yhdisteitä, joita Suomenkin metsistä löytyy. Pystyimme näin kontrolloiduissa oloissa simuloimaan pohjoista havumetsävyöhykettä, johon kuuluu myös suuri osa Siperiasta ja Pohjois-Amerikasta", Ehn kertoo.

Havaintojen tekemisen mahdollisti Suomessa kehitetty massaspektrometri, jonka avulla ensimmäistä kertaa pystyttiin havaitsemaan näin hapettuneita ELVOCeja kaasumaisessa muodossa.

Ehn vertaa mittaustuloksia Higgsin bosonin löytymiseen, joka sekin oli ennustettu ennen kuin bosoni pystyttiin havaitsemaan. ELVOCit ennustettiin hiukkasten kasvua Hyytiälässä, Juupajoella, tarkastelevan tutkimuksen perusteella. Helsingin yliopiston ilmakehätieteiden osaston johtajan, akatemiaprofessori Markku Kulmalan johdolla tehdyssä tutkimuksessa todettiin vuonna 1998, että hiukkasten kasvun voi selittää ainoastaan erittäin alhaisen höyrynpaineen omaavilla höyryillä.

"Mutta tällaisia höyryjä ei oltu koskaan havaittu, eikä mitään tunnettua mekanismia niiden muodostumiseenkaan ollut olemassa", tarkentaa Ehn.

Nyt julkaistussa artikkelissaan tutkijat esittävät sekä ensimmäiset havainnot että ELVOCien mahdollisen syntyprosessin. He katsovat, että tulosten perusteella metsien, pienhiukkasten ja ilmaston väliset kytkennät ovat paremmin ymmärrettävissä. Tätä kautta myös ilmastomallit voivat ennustaa tulevaisuuden ilmaston tarkemmin kuin tähän asti.

Tutkimukseen osallistui Helsingin yliopiston lisäksi Suomesta Tampereen teknillinen yliopisto, Saksasta Forschungszentrum Jülich sekä Leibniz Institute for Tropospheric Research, Yhdysvalloista University of Washington ja Aerodyne Research Inc. ja Tanskasta Kööpenhaminan yliopisto.

Nature 27.2.2014, Ehn et al.: "A large source of low-volatility secondary organic aerosol", DOI: 10.1038/nature13032,

Lähde: HY

0 kommenttia:

Lähetä kommentti