I ett papper publicerat idag i tidningen Vetenskap , CLOUD -samarbetet vid CERN visar att aerosolpartiklar av jodsyra kan bildas extremt snabbt i det marina gränsskiktet - den del av atmosfären som är i direkt kontakt med havet. Aerosolpartiklar i atmosfären påverkar klimatet, både direkt och indirekt, men hur nya aerosolpartiklar bildar och påverkar moln och klimat förblir relativt dåligt förstått. Detta gäller särskilt partiklar som bildas över det stora havet.

"Jodsyrapartiklar har observerats tidigare i vissa kustregioner, men vi visste inte förrän nu hur viktiga de kan vara globalt, "säger CLOUD -talesperson Jasper Kirkby." Även om de flesta atmosfäriska partiklar bildas av svavelsyra, vår studie visar att jodsyra kan vara den främsta drivkraften i orörda marina regioner. "

CLOUD är ett unikt experiment. Det är världens första laboratorieexperiment för att uppnå den tekniska prestanda som krävs för att mäta bildning och tillväxt av aerosolpartiklar från en blandning av ångor under exakt kontrollerade atmosfäriska förhållanden. Dessutom, experimentet kan studera hur joner som produceras av högenergipartiklar som kallas kosmiska strålar påverkar bildandet av aerosolpartiklar, med hjälp av antingen det konstanta flödet av naturliga kosmiska strålar som regnar ner på CLOUD -kammaren eller - för att simulera högre höjder - en stråle av partiklar från CERN Protonsynkrotron.

I sin nya studie, CLOUD-teamet har undersökt hur aerosolpartiklar bildas från ångor som härrör från molekylärt jod under marina gränsskiktförhållanden. De fann att partikelbildningen och tillväxten drivs av jodsyra (HIO ₃ ), och att jodsyra (HIO2) spelar en nyckelroll i de första stegen i bildandet av neutrala partiklar - de utan elektrisk laddning.

Dessutom, forskarna fann att jodsyrapartiklarna bildas extremt snabbt-ännu snabbare än svavelsyra-ammoniakpartiklar vid liknande syrakoncentrationer. De fann också att joner från kosmiska strålar som härrör från vår galax påskyndar partikelbildningshastigheten till det maximala möjliga, som begränsas endast av hur ofta molekyler kolliderar.

"Bildandet av jodsyrapartiklar kommer sannolikt att vara särskilt viktigt i orörda marina regioner där svavelsyra- och ammoniakkoncentrationer är extremt låga, "säger Kirkby." Faktiskt, frekvent bildning av nya partiklar över packisen i högarktis har nyligen rapporterats, drivs av jodsyra med litet bidrag från svavelsyra. "

Resultaten har viktiga konsekvenser. Havsytan, havsis och exponerad tång är stora källor till atmosfäriskt jod, och de globala jodutsläppen på höga breddgrader har ökat trefaldigt under de senaste sju decennierna och kommer sannolikt att fortsätta att öka i framtiden när havsisen blir tunnare.

"I polarområden, aerosoler och moln har en värmande effekt eftersom de absorberar infraröd strålning som annars går förlorad i rymden och sedan strålar tillbaka den till ytan. Ökad jodsyraerosol och molnfröbildning kan därför ge en tidigare okänd positiv feedback som påskyndar förlusten av havsis i Arktis, "förklarar Kirkby.