Il cambiamento climatico globale è spesso in prima linea nelle discussioni e controversie nazionali e internazionali, tuttavia molti dettagli dei fattori specifici che contribuiscono sono scarsamente compresi. Molte domande rimangono senza risposta su quanto sia davvero ampio l'effetto degli esseri umani sul cambiamento climatico della Terra.

Nuove intuizioni su un prolifico inquinante

Ora, La scienziata del PNNL, la dott.ssa Xiao-Ying Yu e il suo team hanno scoperto importanti informazioni sulla formazione di aerosol organici secondari (SOA), che stanno rapidamente diventando un inquinante primario di preoccupazione in termini di cambiamento climatico.

Le SOA sono molecole disperse nell'aria prodotte da molecole organiche progenitrici, spesso noti come composti organici volatili (COV), da una serie di reazioni fotochimiche. I COV entrano nell'atmosfera come gas emessi dalla biosfera e sono attualmente rilasciati in quantità massicce dalle attività umane, come bruciare combustibili fossili come la benzina, carbone, e gas naturale. I COV possono anche provenire da pesticidi e prodotti per la casa come vernici, adesivi, e deodoranti per ambienti. Quando assorbito in acqua trasportata dall'aria, I VOC sono innescati per le reazioni che formano SOA.

A seconda dello scenario, Le SOA possono avere un effetto rinfrescante o riscaldante sul clima. Questo perché possono assorbire e riflettere la luce. L'assorbimento della luce provoca il raffreddamento, mentre la riflessione provoca il riscaldamento. Così, Le SOA possono avere un effetto dinamico e imprevedibile sulla progressione del cambiamento climatico.

Le SOA non contribuiscono solo ai cambiamenti atmosferici, ma sono anche importanti attori della salute umana e possono avere effetti negativi sulla nostra funzione respiratoria e circolatoria.

Cosa hanno trovato

Utilizzando un dispositivo speciale, il sistema per l'analisi all'interfaccia per il vuoto liquido (SALVI), inventato da Yu, il team ha scoperto diversi fattori e meccanismi alla base della formazione di SOA, compreso lo strato di acqua liquida che spesso ricopre la superficie delle particelle sospese nell'aria e assorbe i COV. La ricerca del team è stata condotta presso l'EMSL, il Laboratorio di Scienze Molecolari Ambientali, una struttura per gli utenti del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) situata al PNNL. La ricerca di Yu si basa su tecniche di imaging chimico sviluppate nel suo gruppo al PNNL, oltre a un corpus di lavori che comprende dai 10 ai 15 anni di studio su superfici e interfacce. I risultati del team mostrano che l'interfaccia tra lo strato d'acqua e l'aria circostante è importante nella formazione della SOA perché facilita le reazioni che creano SOA dai VOC. Il documento del team è pubblicato in Scienze e tecnologie ambientali .

Comunque, perché la luce gioca un ruolo così centrale nello sviluppo di SOA, potrebbe sembrare che il rischio di esposizione alla SOA diminuisca o scompaia di notte. Non così in fretta. Il lavoro del compagno di squadra, pubblicato in npj Scienze del clima e dell'atmosfera , mostra che può verificarsi chimica sia diurna che notturna, il che significa che le SOA si stanno ancora formando dopo il tramonto del sole. Sebbene le ragioni esatte di ciò non siano ancora chiare, Yu e la sua squadra sono su una pista promettente. Mentre diverse specie chimiche cruciali per lo sviluppo della SOA sono prodotte dalla fotochimica, cluster di ioni che coinvolgono sostanze organiche (molecole a base di carbonio) e acqua immagazzinata nello strato liquido attorno ad altre sostanze organiche sono state solo ipotizzate prima. Yu e il suo team hanno scoperto che questi ioni cluster possono essere ugualmente importanti per la formazione di SOA, consentendo la formazione continua anche dopo il tramonto.

Informando meglio i modelli e le previsioni dei processi globali, le informazioni rivelate da Yu e dai suoi colleghi sulle SOA possono aiutarci a comprendere meglio la miriade di modi in cui gli esseri umani stanno influenzando il clima della Terra.