Un'immagine rielaborata dei dati archiviati di Mariner 10 raccolti nel 1974. Si tratta di un'immagine in falsi colori creata utilizzando filtri arancione e ultravioletti rispettivamente per i canali rosso e blu. Le nuvole si trovano a circa 60 chilometri di altitudine e l'immagine illustra la presenza di uno sconosciuto assorbitore di raggi ultravioletti nell'atmosfera, un mistero irrisolto di Venere da tempo. Credito:NASA/JPL-Caltech
Gli scienziati che utilizzano sofisticate tecniche di chimica computazionale hanno identificato un nuovo percorso per il modo in cui le particelle di zolfo possono formarsi nell'atmosfera di Venere. Questi risultati possono aiutare a comprendere l'identità a lungo ricercata del misterioso assorbitore di raggi ultravioletti su Venere.
"Sappiamo che l'atmosfera di Venere ha abbondante SO2 e particelle di acido solforico. Ci aspettiamo quella distruzione ultravioletta di SO2 produce particelle di zolfo. Sono costruiti da S atomico (zolfo) a S2 , quindi S4 e infine S8 . Ma come viene avviato questo processo, ovvero come funziona S2 forma?", ha affermato James Lyons, scienziato senior del Planetary Science Institute, autore di Nature Communications paper "Vie fotochimiche e termochimiche verso S2 e formazione di polisolfuro nell'atmosfera di Venere."
Una possibilità è formare S2 da due atomi di zolfo, cioè reazione di S e S. Molecole di S2 e S2 possono quindi combinarsi per formare S4 , e così via. Le particelle di zolfo possono formarsi per condensazione di S8 o per condensazione di S2 , S4 e altri allotropi - diverse forme fisiche in cui un elemento può esistere - che poi si riorganizzano per formare S8 condensato .
"Le particelle di zolfo, e lo zolfo giallo che incontriamo più comunemente, sono costituite principalmente da S8 , che ha una struttura ad anello. La struttura ad anello fa S8 più stabile contro la distruzione da luce UV rispetto agli altri allotropi. Per formare S8 , possiamo iniziare con due atomi di S e fare S2 oppure possiamo produrre S2 attraverso un altro percorso, che è quello che abbiamo fatto sul giornale", ha affermato Lyons.
Le molecole di zolfo si presentano in molte forme chiamate allotropi, da S2 fino a S8 . Il pedice indica il numero di atomi di S nell'allotropo. Proponiamo qui un nuovo percorso verso S2 formazione. Con S2 disponibile nell'atmosfera, S4 e S8 sono prodotti. S8 è la forma comune di zolfo giallo che può essere visto vicino alle prese d'aria vulcaniche o che arriva in una bottiglia. Gli allotropi di zolfo S3 e S4 è stato proposto di essere il misterioso assorbitore di raggi UV nell'atmosfera di Venere. Sebbene non vi sia ancora consenso sull'identità dell'assorbitore, è molto probabile che sia coinvolta la chimica dello zolfo. Credito:figura adattata da Jackson et al., Chem. Sci., 2016, pubblicato dalla Royal Society of Chemistry.
"Abbiamo trovato un nuovo percorso per S2 formazione, la reazione del monossido di zolfo (SO) e del monossido di disolfuro (S2). O), che è molto più veloce della combinazione di due atomi di S per creare S2 ", ha detto Lyons.
"Per la prima volta, utilizziamo tecniche di chimica computazionale per determinare quali reazioni sono più importanti, piuttosto che aspettare che vengano eseguite misurazioni di laboratorio o utilizzare stime altamente imprecise della velocità delle reazioni non studiate. Questo è un approccio nuovo e assolutamente necessario per aver studiato l'atmosfera di Venere", ha detto Lyons. "Le persone sono riluttanti ad andare in laboratorio per misurare le costanti di velocità per le molecole composte da S, cloro (Cl) e ossigeno (O) - questi sono composti difficili e talvolta pericolosi con cui lavorare. I metodi computazionali sono i migliori - e davvero solo—alternativa.
Sono stati utilizzati metodi di calcolo per calcolare le costanti di velocità e per determinare i prodotti di reazione attesi. Si tratta di modelli computazionali all'avanguardia (quelli che chiamiamo modelli ab initio). Questi calcoli ab initio sono stati eseguiti dagli autori spagnoli e dall'Università della Pennsylvania.
"Questa ricerca illustra un altro percorso verso S2 e formazione di particelle di zolfo. La chimica dello zolfo è dominante nell'atmosfera di Venere e molto probabilmente gioca un ruolo chiave nella formazione dell'enigmatico assorbitore di raggi UV. Più in generale, questo lavoro apre le porte all'utilizzo di tecniche molecolari ab initio per districare la complessa chimica di Venere", ha affermato Lyons. + Esplora ulteriormente
