Il ricercatore della NASA Tom Hanisco ha deciso di costruire uno strumento in grado di misurare una sostanza chimica di breve durata che purifica l'atmosfera dal metano, un potente gas serra, ma ha scoperto invece che la sua scoperta ha eclissato i migliori strumenti commerciali per misurare i livelli ambientali di ozono.

La sua scoperta fortuita ha portato al deposito di una domanda di brevetto per uno strumento che chiama il Rapid Ozone Experiment, o ROZE, e un posto a bordo di un aereo di ricerca della NASA, che quest'estate condurrà una campagna sul campo relativa agli incendi.

"Ricerca e sviluppo non vanno mai sprecati, " disse Hanisco, uno scienziato del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Quando abbiamo iniziato questo sforzo di sviluppo, l'ozono era la cosa più lontana dalle nostre menti."

Ozono buono e cattivo

Mentre l'ozono stratosferico protegge la vita dalle dannose radiazioni ultraviolette, quando è nella troposfera aggrava le malattie respiratorie che uccidono centinaia di migliaia di persone ogni anno. L'ozono troposferico è creato da reazioni chimiche tra ossidi di azoto e composti organici volatili. Ciò accade quando gli inquinanti emessi dalle automobili, centrali elettriche, caldaie industriali e altre fonti reagiscono chimicamente in presenza di luce solare.

Di conseguenza, la US Environmental Protection Agency regola i livelli di ozono superficiale e penalizza le città che superano i livelli accettati.

ROZE Fondamentale per comprendere la qualità dell'aria urbana

ROSA, che Hanisco ritiene che gli scienziati potrebbero utilizzare per determinare la quantità di ozono depositata a livello del suolo, è una versione di uno strumento prototipo da lui inizialmente sviluppato per misurare l'idrossile, o OH.

Sebbene di breve durata e altamente reattivo, OH è il detergente della natura:purifica l'atmosfera dal metano, un gas serra devastantemente potente che è più efficace dell'anidride carbonica nell'assorbire il calore.

Per misurare meglio l'idrossile, Hanisco ha incorporato una tecnica di misurazione collaudata chiamata spettroscopia di correlazione del filtro del gas. L'idea di Hanisco era di riempire una cavità con l'idrossile prodotto dal suo strumento prototipo. Una volta riempito, l'idrossile bloccherebbe tutta la luce alle lunghezze d'onda assorbite dall'idrossile. Quando spense la cavità per impedire all'idrossile di riempirla, lo strumento misurerebbe quindi tutta la luce influenzata dall'ossidrile. La differenza tra le due misurazioni sarebbe proporzionale all'abbondanza di ossidrile in una colonna.

Nella prova, però, il team ha incontrato difficoltà durante il tentativo di produrre idrossile. Una perdita d'aria ha prodotto ozono, che è formato da tre atomi di ossigeno. "L'ozono ha interferito, ma abbiamo fatto alcuni numeri veloci per vedere effettivamente quanto ozono potevamo vedere. Come si è scoperto, lo strumento era supersensibile a questa molecola, "Hanisco ha detto.

Con qualche ritocco, Hanisco e il suo collega, Reem Hanun, sono stati in grado di migliorare la sensibilità dello strumento all'ozono. Secondo Hanisco, ROZE è 100 volte più preciso del miglior strumento ottico prodotto commercialmente, Hanisco ha detto, aggiungendo che il suo strumento è facile da costruire e relativamente poco costoso.

Brevetto depositato; Campagna di aerei all'orizzonte

Hanisco ha depositato una domanda di brevetto e ora prevede di far volare lo strumento su una campagna di velivoli chiamata FIREX-AQ, abbreviazione di Fire Influence on Regional to Global Environments Experiment-Air Quality. La campagna, da effettuarsi a bordo di un velivolo DC-8 nei mesi di luglio-agosto, misurerà tracce di gas ed emissioni di aerosol causate da incendi negli Stati Uniti occidentali e incendi agricoli negli Stati Uniti sudorientali. Sebbene il test delle misurazioni dell'ozono non sia un obiettivo di FIREX-AQ, l'opportunità di volo offre ad Hanisco e al suo team la possibilità di operare ROZE in condizioni di volo.

Già ROZE ha suscitato interesse tra i ricercatori di agenzie governative e università. Grazie alla sua elevata sensibilità e velocità di campionamento rapida, credono che potrebbe riempire una nicchia vitale nella comprensione del bilancio dell'ozono. Gli attuali strumenti per l'ozono sono efficaci nel misurare i livelli complessivi di fondo, ma non sono abili nel rivelare quanto si deposita sulla superficie terrestre.

Avere una migliore comprensione del bilancio dell'ozono è importante per i comuni e gli stati, in particolare se un'area cade in non-conseguimento e viene penalizzata. "L'EPA dispone di modelli in grado di prevedere la quantità di ozono che si formerà, "Hannun ha detto. "Ma questi modelli non sanno davvero quanto velocemente viene depositato. Se non conosciamo il tasso, non possiamo modellare con precisione come l'ozono si sposta da un'area all'altra, o per quanto tempo rimarrà una volta formato."

Per quanto riguarda la creazione di uno strumento sensibile all'idrossile, Hanisco non si è arreso. Ha presentato un brevetto per quel concetto, pure, e prevede di sviluppare ulteriormente la tecnologia. "Anche se non vinci, alla fine vinci tu. Questo era certamente il caso qui, "Hanisco ha detto.