Σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Science, η συνεργασία CLOUD στο CERN δείχνει ότι σωματίδια αερολύματος από ιωδικό οξύ μπορούν να σχηματιστούν εξαιρετικά γρήγορα στο θαλάσσιο όριο – το τμήμα της ατμόσφαιρας που βρίσκεται σε άμεση επαφή με τον ωκεανό. Τα σωματίδια αερολύματος στην ατμόσφαιρα επηρεάζουν το κλίμα, τόσο άμεσα όσο και έμμεσα, αλλά πώς τα νέα σωματίδια αερολύματος σχηματίζουν και επηρεάζουν τα σύννεφα και το κλίμα παραμένουν σχετικά ελάχιστα κατανοητά. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για σωματίδια που σχηματίζονται πάνω από τον απέραντο ωκεανό.
«Τα σωματίδια του ιωδικού οξέος έχουν παρατηρηθεί προηγουμένως σε ορισμένες παράκτιες περιοχές, αλλά δεν γνωρίζαμε μέχρι τώρα πόσο σημαντικά μπορεί να είναι παγκοσμίως», λέει ο εκπρόσωπος του CLOUD Jasper Kirkby. «Αν και τα περισσότερα ατμοσφαιρικά σωματίδια σχηματίζονται από θειικό οξύ, η μελέτη μας δείχνει ότι το ιωδικό οξύ μπορεί να είναι ο κύριος παράγοντας σε παρθένες θαλάσσιες περιοχές».
Το CLOUD είναι ένα μοναδικό πείραμα. Είναι το πρώτο εργαστηριακό πείραμα στον κόσμο για την επίτευξη της τεχνικής απόδοσης που απαιτείται για τη μέτρηση του σχηματισμού και της ανάπτυξης σωματιδίων αερολύματος από ένα μείγμα ατμών υπό επακριβώς ελεγχόμενες ατμοσφαιρικές συνθήκες. Επιπλέον, το πείραμα είναι σε θέση να μελετήσει πώς τα ιόντα που παράγονται από σωματίδια υψηλής ενέργειας που ονομάζονται κοσμικές ακτίνες επηρεάζουν το σχηματισμό σωματιδίων αερολύματος, χρησιμοποιώντας είτε τη σταθερή ροή φυσικών κοσμικών ακτίνων που πέφτει στον θάλαμο CLOUD ή – για να προσομοιώσει μεγαλύτερα υψόμετρα – μια ακτίνα σωματιδίων από το CERN Proton Synchrotron.
Στη νέα της μελέτη, η ομάδα CLOUD διερεύνησε πώς σχηματίζονται σωματίδια αερολύματος από ατμούς που προέρχονται από μοριακό ιώδιο υπό συνθήκες θαλάσσιου ορίου-στρώματος. Διαπίστωσαν ότι ο σχηματισμός και η ανάπτυξη των σωματιδίων καθοδηγείται από ιωδικό οξύ (HIO3), και αυτό το ιώδες οξύ (HIO2) παίζει βασικό ρόλο στα αρχικά βήματα του σχηματισμού ουδέτερων σωματιδίων – εκείνων χωρίς ηλεκτρικό φορτίο
Επιπλέον, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα σωματίδια ιωδικού οξέος σχηματίζονται εξαιρετικά γρήγορα – ακόμη πιο γρήγορα από ό, τι τα σωματίδια θειικού οξέος-αμμωνίας σε παρόμοιες συγκεντρώσεις οξέος. Διαπίστωσαν επίσης ότι τα ιόντα από κοσμικές ακτίνες που προέρχονται από τον γαλαξία μας επιταχύνουν το ρυθμό σχηματισμού σωματιδίων στο μέγιστο δυνατό, το οποίο περιορίζεται μόνο από τη συχνότητα σύγκρουσης των μορίων.
«Ο σχηματισμός σωματιδίων ιωδικού οξέος είναι πιθανό να είναι ιδιαίτερα σημαντικός σε παρθένες θαλάσσιες περιοχές όπου οι συγκεντρώσεις θειικού οξέος και αμμωνίας είναι εξαιρετικά χαμηλές», λέει ο Kirkby. «Πράγματι, πρόσφατα έχει αναφερθεί συχνός σχηματισμός νέων σωματιδίων πάνω από το πακέτο πάγου στην Υψηλή Αρκτική, που οδηγείται από ιωδικό οξύ με μικρή συμβολή από το θειικό οξύ».
Τα αποτελέσματα έχουν σημαντικές επιπτώσεις. Η επιφάνεια του ωκεανού, ο θαλάσσιος πάγος και τα εκτεθειμένα φύκια είναι σημαντικές πηγές ατμοσφαιρικού ιωδίου και οι παγκόσμιες εκπομπές ιωδίου σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη έχουν αυξηθεί τρεις φορές τις τελευταίες επτά δεκαετίες και είναι πιθανό να συνεχίσουν να αυξάνονται στο μέλλον καθώς ο θαλάσσιος πάγος γίνεται λεπτότερος.
«Σε πολικές περιοχές, τα αερολύματα και τα σύννεφα έχουν αποτέλεσμα θέρμανσης επειδή απορροφούν υπέρυθρη ακτινοβολία που αλλιώς χάνεται στο διάστημα και στη συνέχεια ακτινοβολεί πίσω στην επιφάνεια. Ο αυξημένος σχηματισμός αεροζόλ ιωδικού οξέος και ο σχηματισμός νέφους-σπόρων θα μπορούσαν επομένως να παράσχουν μια προηγουμένως μη λογική θετική ανατροφοδότηση που επιταχύνει την απώλεια θαλάσσιου πάγου στην Αρκτική », εξηγεί ο Kirkby.
Συνεργασία CLOUD:
Aerodyne Research Inc., Τεχνολογικό Ινστιτούτο Καλιφόρνιας, Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, CERN, The Cyprus Institute, Φινλανδικό Μετεωρολογικό Ινστιτούτο, Goethe Univ. Φρανκφούρτη, Ινστιτούτο Φυσικής του Ελσίνκι, Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης, Ινστιτούτο Φυσικής Lebedev, Ινστιτούτο Τροπικής Σφαίρας Leibniz, Ινστιτούτο Χημείας Max Planck – Mainz, Ινστιτούτο Paul Scherrer, Πανεπιστήμιο. Beira Interior, Πανεπιστήμιο Κολοράντο Μπόλντερ, Πανεπιστήμιο Ανατολική Φινλανδία, Πανεπιστήμιο Ελσίνκι, Πανεπιστήμιο. Ίνσμπρουκ, Πανεπιστήμιο. Λιντς, Πανεπιστήμιο Λισαβόνα, Πανεπιστήμιο Στοκχόλμη, Πανεπιστήμιο Tartu, Πανεπιστήμιο Βιέννη