Per la prima volta, ricercatori dell'Università del Michigan hanno rilevato atomi di bromo nell'atmosfera, e così facendo, hanno confermato il percorso di reazione attraverso il quale il mercurio viene rimosso dall'atmosfera ed entra nell'ecosistema nella primavera artica.

Il mercurio è un inquinante particolarmente tossico in gran parte emesso attraverso attività umane come le centrali elettriche a carbone. Poiché è longevo, nel senso che non reagisce con molti composti nell'atmosfera, si accumula in regioni remote come l'Artico, secondo il chimico dell'U-M Kerri Pratt.

Il mercurio può rappresentare un serio pericolo per la salute pubblica. Quando entra nell'ecosistema, si accumula nei pesci. Più in alto nella catena alimentare si trova il pesce, più mercurio si accumula.

I ricercatori sospettano da tempo che il bromo reagisca con l'ozono, un gas serra, e mercurio, ma nessuno aveva misurato gli atomi di bromo nell'atmosfera. L'autore senior Pratt e il suo team, che include il primo autore Siyuan Wang, ora borsista post-dottorato del programma di studi avanzato presso il Centro nazionale per la ricerca atmosferica, hanno pubblicato i loro risultati nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

"I nostri risultati hanno implicazioni in tutto il mondo, " ha detto Pratt, il Seyhan N. Ege Assistant Professor di Chimica. "Anche se questa chimica è più diffusa nell'Artico, le reazioni con il mercurio si verificano nell'alta troposfera dei tropici e in altri luoghi marini. La reazione degli atomi di bromo con l'ozono e il mercurio era stata ipotizzata per decenni, ma nessuno era stato in grado di misurare effettivamente questa specie chimica per confermare che questa fosse la chimica che sta accadendo".

La chimica unica si verifica quando la luce del sole colpisce la neve salata nell'Artico. Le reazioni chimiche nella neve superficiale producono il cosiddetto bromo molecolare:due atomi di bromo agganciati insieme. Quando la luce del sole colpisce questa molecola, si rompe per formare atomi di bromo.

Il bromo è così reattivo e a livelli così bassi che è molto difficile misurarlo nell'atmosfera, secondo Wang, che ha guidato il lavoro come borsista post-dottorato nel laboratorio Pratt. Insieme allo studente di dottorato del laboratorio Pratt Stephen McNamara, hanno trascorso molto tempo in laboratorio a sintetizzare atomi di bromo a livelli estremamente bassi per dimostrare le loro misurazioni nell'Artico.

I ricercatori hanno installato strumenti di campionamento sulla tundra artica. L'aria viene aspirata attraverso un ingresso accuratamente progettato in un dispositivo chiamato spettrometro di massa a ionizzazione chimica. Lo spettrometro misura le masse dei prodotti nel campione, che dice ai ricercatori cosa c'era nell'aria.

Gli atomi di bromo sono anche difficili da misurare perché ci sono pochi posti in cui esistono sulla terra, secondo Wang. Questi luoghi includono sopra i manti nevosi artici e antartici e sopra i tropici nell'alta troposfera, situata a circa 8 miglia sopra la Terra.

"Con questa nuova capacità di misurare gli atomi di bromo, possiamo migliorare la nostra capacità di prevedere la chimica del mercurio su scala globale, "Ha detto Wang.

"È stato davvero emozionante poter misurare questi atomi dato che questa è la chimica che era stata ipotizzata, ma incapace di essere misurato, per diversi decenni, " ha detto Pratt.