Laboratorieuppsättning av free jet-experimentet på TROPOS i Leipzig, vilket gör det möjligt att undersöka den tidiga fasen av oxidationsreaktioner under atmosfäriska förhållanden utan att väggarna påverkar reaktionsbeteendet. Upphovsman:Torsten Berndt, TROPOS
Ett internationellt forskargrupp kunde experimentellt visa i laboratoriet en helt ny reaktionsväg för den största naturliga svavelkällan i atmosfären. Teamet från Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS), universitetet i Innsbruck och universitetet i Uleåborg rapporterar nu i Journal of Physical Chemistry Letters om den nya nedbrytningsmekanismen för dimetylsulfid (DMS), som frigörs främst av haven. De nya fynden visar att viktiga steg i jordens svavelcykel ännu inte har förståtts korrekt, som de ifrågasätter de tidigare antagna bildningsvägarna för svaveldioxid (SO 2 ), metansulfonsyra (MSA) och karbonylsulfid (OCS) baserat på DMS -nedbrytning, som starkt påverkar jordens klimat genom bildandet av naturliga partiklar och moln.
I laboratoriestudierna, ett fritt jetflödessystem användes på TROPOS i Leipzig, vilket gör det möjligt att undersöka oxidationsreaktioner under atmosfäriska förhållanden utan att störa väggeffekter. Produkterna från reaktionerna mättes med toppmoderna masspektrometrar med användning av olika joniseringsmetoder. Undersökningarna om nedbrytningsprocessen av dimetylsulfid (DMS; CH 3 SCH 3 ) visade att detta huvudsakligen fortskrider genom en tvåstegs radikal isomeriseringsprocess, i vilken HOOCH 2 SCHO bildas som en stabil mellanprodukt liksom hydroxylradikaler. Det har funnits teoretiska spekulationer om denna reaktionsväg i fyra år nu, men det tysk-österrikiskt-finska laget har först nu kunnat bevisa det. "Samspelet mellan optimala reaktionsförhållanden och mycket känsliga detektionsmetoder gör att vi kan titta nästan direkt in i ett reaktionssystem, "rapporterar Dr Torsten Berndt från TROPOS, som ansvarar för utredningarna. Den nya reaktionsvägen är betydligt snabbare än de traditionella bimolekylära radikalreaktionerna med kväveoxid (NO), hydroperoxi (HO 2 ) och peroxiradikaler (RO 2 ). "Ytterligare undersökningar om nedbrytningen av mellanliggande HOOCH 2 SCHO kommer förhoppningsvis att ge oss klarhet om bildningskanalerna, särskilt av svaveldioxid (SO 2 ) och karbonylsulfid (OCS), "Berndt fortsatte om de kommande utredningarna.
Dimetylsulfid (DMS) är en svavelhaltig organisk gas som förekommer nästan överallt:nedbrytningsprodukten av bakterier, till exempel, är en del av människans dåliga andedräkt. Å andra sidan, de stora mängder DMS som produceras och avgasas under sönderdelningsprocesser i havet är viktiga för klimatet:Uppskattningsvis 10 till 35 miljoner ton från havsvattnet släpps ut i atmosfären varje år. DMS är således den största naturliga svavelkällan för atmosfären. Som ett resultat av dess reaktion med hydroxylradikaler, svavelsyra (H 2 SÅ 4 ) bildas med utgångspunkt från SO 2 och metansulfonsyra (MSA), som spelar en stor roll i bildandet av naturliga partiklar (aerosoler) och moln över haven. Karbonylsulfid (OCS) är också viktigt, eftersom dess låga reaktivitet i atmosfären gör att den kan blandas in i stratosfären, där det bidrar till bildandet av svavelsyraerosoler och därmed till kylning av jordens atmosfär.
De nya fynden om nedbrytningsvägarna för DMS hjälper till att förbättra kunskapen om bildandet av naturliga aerosoler. Aerosolernas bidrag och de resulterande molnen är fortfarande den största osäkerheten i klimatmodeller. I motsats till växthusgaser som koldioxid, molnbildningsprocesser är mycket mer komplexa och svåra att modellera.
