Gli scienziati sono riusciti a capire perché le foreste di conifere producono così tante particelle fini nell'atmosfera. Le particelle di aerosol sono particolarmente abbondanti quando α-pinene, la molecola responsabile della struttura caratteristica dei pini reagisce con l'ozono atmosferico.

Le particelle di aerosol atmosferico influenzano il clima terrestre formando nuvole, ma allo stesso tempo inquinano anche l'aria, aumentando così la mortalità.

Le particelle di aerosol nell'atmosfera hanno origine in molte fonti. La notevole quantità di particelle di aerosol nell'atmosfera è causata dall'ossidazione delle molecole di idrocarburi prodotte da alberi e altre piante. Uno dei più importanti idrocarburi che formano le particelle è l'α-pinene, questo è, la molecola che provoca l'odore caratteristico dei pini.

"Gli aerosol vengono prodotti in modo particolarmente efficiente quando l'α-pinene reagisce con l'ozono, che a sua volta odora di elettricità, '", spiega Theo Kurtén, docente universitario presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Helsinki.

I dettagli chimici di questa formazione di particelle sono stati studiati per decenni, ma solo recentemente gruppi di ricerca dell'Università di Tampere, l'Università di Helsinki, e l'Università di Washington (a Seattle, USA) hanno stabilito i progetti per la conversione dell'α-pinene in prodotti che portano all'aerosol. Sono riusciti a risolvere il problema utilizzando una combinazione di modelli basati sulla meccanica quantistica e esperimenti mirati di spettrometria di massa.

"La questione chiave, non considerato in studi precedenti, è l'enorme eccesso di energia rilasciato nella reazione iniziale dell'ozono con la molecola di α-pinene. La nostra ricerca rivela come questa energia possa rompere alcuni legami chimici all'interno della molecola di α-pinene, che altrimenti rallenterebbe fino all'irrilevanza la formazione di prodotti aerosol. In contrasto, il meccanismo di reazione da noi scoperto permette a questi prodotti di formarsi in meno di un secondo, "dice Siddharth Iyer, ricercatore post-dottorato nel Laboratorio di Fisica Aerosol presso l'Università di Tampere.

"Questa è una scoperta estremamente importante per gli scienziati dell'aerosol poiché siamo finalmente in grado di colmare il divario tra teoria e osservazione riguardo alla formazione di aerosol dagli idrocarburi emessi dagli alberi, " aggiunge Matti Rissanen, assistente professore in Scienza degli Aerosol Sperimentali presso l'Università di Tampere.

Lo studio aiuta a demistificare parte della complessità delle reazioni atmosferiche nel contesto dell'aerosol. Fornisce inoltre un quadro metodologico per lo studio di altre reazioni simili in cui l'energia in eccesso può portare a canali di reazione finora inesplorati.

La ricerca è stata pubblicata in Comunicazioni sulla natura .