Gli scienziati hanno ora osservato in laboratorio un tipo particolarmente rapido di produzione di coppie:gli idrocarburi raddoppiano quando due radicali perossilici reagiscono tra loro. Ciò significa che si formano prodotti stabili con lo scheletro carbonioso di entrambi i radicali perossilici, che molto probabilmente avrà una struttura perossidica. La prova di questo percorso di reazione è ora possibile con l'aiuto della più moderna tecnologia di misurazione. I ricercatori dell'Istituto Leibniz per la ricerca troposferica (TROPOS) e delle Università di Innsbruck e Helsinki presentano i loro risultati nell'attuale numero della rivista Angewandte Chemie . Le nuove scoperte giocheranno un ruolo importante nel migliorare la nostra comprensione dei percorsi di decomposizione degli idrocarburi nell'atmosfera. I prodotti di reazione rapidamente formati sono generalmente molto non volatili e sono precursori dell'aerosol organico secondario, che è importante per il clima della terra.

Gli idrocarburi sono considerati elementi costitutivi della vita, combinando gli elementi carbonio e idrogeno per dare origine a milioni di diversi composti chimici. Oltre al metano, questi composti organici includono anche un gran numero di altri gas che svolgono un ruolo importante nell'atmosfera. Le emissioni globali di questi idrocarburi non metanici dalla vegetazione e dalle attività umane sono stimate in circa 1,3 miliardi di tonnellate all'anno. È quindi importante conoscere i loro processi di degradazione e i prodotti che producono.

La decomposizione atmosferica è iniziata da agenti ossidanti come l'ozono o i radicali OH (il "detergente atmosferico"), risultando quasi esclusivamente in radicali perossilici come intermedi altamente reattivi che possono continuare a reagire rapidamente con l'ossido nitrico (NO) o altri radicali perossilici. Finora, si è ipotizzato che la formazione di prodotti di accrescimento dalla reazione di due radicali perossilici sia insignificante, riconducibile a ritrovamenti degli anni '60 e '70. I nuovi esperimenti, abbinati alle necessarie misurazioni cinetiche, portano ora alla conclusione che la formazione dei prodotti di reazione non volatili è significativa in tutte le condizioni atmosferiche. "È affascinante poter seguire la formazione dei radicali perossilici e dei loro prodotti di reazione in linea nello spettrometro di massa. Questo ci dà una visione diretta dei processi elementari durante una reazione chimica, " ha riferito il dottor Torsten Berndt di TROPOS.

Al TROPOS di Lipsia, il team è riuscito a dimostrare questo processo in esperimenti di laboratorio utilizzando uno speciale apparato di flusso che consente esperimenti senza interferenze di reazioni in fase gassosa a pressione atmosferica. Qui per la prima volta sono state utilizzate nuove tecniche di spettrometria di massa sviluppate a Innsbruck e Lipsia. Nell'analisi spettrometrica di massa, il composto in esame viene ionizzato e quindi identificato dal rapporto massa/carica. I metodi di ionizzazione delicata utilizzati consentono il rilevamento sensibile dei radicali perossilici e dei loro prodotti di reazione con un limite di rilevamento fino a 1 ppqV. Con questa tecnica, è ora possibile determinare in modo affidabile una molecola specifica in una miscela di un quadrilione (1015) di molecole.

L'identificazione di questo nuovo percorso di reazione nell'atmosfera è di grande importanza per la ricerca sul clima, in quanto è un altro pezzo del puzzle nella ricerca di fonti non ancora completamente comprese nella formazione dell'aerosol organico secondario e nella successiva formazione di nubi. Finora, le nuvole sono ancora la grande incognita del sistema climatico. Anche l'ultimo rapporto dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) vede le nuvole come il maggior fattore di incertezza negli scenari climatici del futuro. Le nuove scoperte potrebbero portare a stime più precise del contributo climatico fornito dalla vegetazione e quindi dalle varie forme di uso del suolo.