การไขปริศนาที่คลุมเครืองานวิจัยใหม่สรุปวิวัฒนาการทางเคมีและผลกระทบทางภูมิอากาศของละอองลอย

หมอกควันอันงดงามของเทือกเขา Smoky Mountains ของรัฐเทนเนสซีปรากฏขึ้นเมื่อสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่ปล่อยออกมาจากต้นไม้ทำปฏิกิริยากับก๊าซอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศ และทุกครั้งที่มีฝนตกลงมาในมหาสมุทร หยดน้ำเกลือที่มองเห็นด้วยตาเปล่าจะกระเซ็นขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ หมอกควันจากภูเขาและละอองน้ำในมหาสมุทรล้วนเป็นละอองของธรรมชาติ ความชื่นชอบในการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลของผู้คนกำลังสร้างแหล่งที่มาของการก่อตัวของละอองลอย

มุมมองหมอก เมื่ออนุภาคที่ลอยอยู่ในอากาศกระจายแสงที่มองเห็นได้ พวกมันจะสร้างหมอกควันและเน้นให้ดวงอาทิตย์ขึ้นและตก

ดาราภาพยนตร์ ฟิล์มอินทรีย์เคลือบอนุภาคละอองลอยประมาณครึ่งหนึ่งในตัวอย่างนี้ ซึ่งเก็บรวบรวมในเฮลซิงกิในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2541 ตัวกรองที่ดักจับอนุภาคเหล่านี้จะปรากฏเป็นตาข่ายทรงกระบอก อนุภาคแต่ละตัว (สิ่งที่ใส่เข้าไป) วัดได้ประมาณ 1 ไมโครเมตร

เทอร์วาฮัตตู, ET AL.

ละอองของเหลวและอนุภาคของแข็งที่มีขนาดเล็กพอที่จะลอยอยู่ในอากาศสามารถกระจายแสงในลักษณะที่ก่อให้เกิดทิวทัศน์ภูเขาที่พร่ามัว พระอาทิตย์ขึ้นและพระอาทิตย์ตกที่สวยงาม และหมอกควันในเมือง อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นพบว่าละอองลอยเหล่านี้มีบทบาทสำคัญระดับโลกในด้านเคมีของสภาพอากาศและบรรยากาศ นักวิจัยได้ตรวจสอบละอองลอยตามธรรมชาติที่ผลิตขึ้นในห้องปฏิบัติการเพื่อพยายามค้นหาว่าอนุภาคเหล่านี้ก่อตัวขึ้นอย่างไร มีผลกระทบต่อบรรยากาศอย่างไร และจำเป็นต้องดำเนินการบางอย่างเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้หรือไม่

เมฆ ควัน เขม่า หมอกควัน ละอองทะเล จาม ผงแขวนลอย และละอองกรดกำมะถันจากภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ ละอองลอยมีอยู่ทุกที่

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

แม้ว่าจะมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ แต่เม็ดละอองหรือละอองที่มีขนาดบางก็จะกระจายแสงกลับเข้าไปในอวกาศ สิ่งนี้สร้างเอฟเฟกต์ความเย็นที่ต่อต้านภาวะโลกร้อน นั่นเป็นเหตุผลที่นักภูมิอากาศวิทยากระตือรือร้นที่จะวัดปรากฏการณ์นี้

ละอองลอยมีบทบาทสำคัญในเคมีในชั้นบรรยากาศเช่นกัน ละอองของละอองของเหลวมักทำหน้าที่เป็นบีกเกอร์ขนาดเล็กที่ลอยตัวซึ่งสารที่ละลายจะทำปฏิกิริยากัน นอกจากนี้ อนุภาคของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในบรรยากาศสามารถทำปฏิกิริยากับก๊าซที่อยู่รอบๆ หรือทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่สารอื่นๆ สามารถผสมผสานและทำปฏิกิริยาได้สะดวก

ขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์จาก University of North Carolina (UNC) ที่ Chapel Hill แนะนำว่าเหตุใดสภาวะในบางพื้นที่จึงมีความเข้มข้นของละอองลอยสูงกว่าที่พบในที่อื่น

เมืองหนึ่งที่สูบฉีดมลพิษจำนวนมากคือเมืองฮุสตัน นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าในวันที่บรรยากาศมีสารเคมีอินทรีย์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์เข้มข้นเป็นพิเศษ อากาศเหนือโรงกลั่นน้ำมันจะหนาทึบเป็นพิเศษด้วยหมอกควัน Myoseon Jang นักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมของ UNC กล่าว เมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งทำปฏิกิริยากับไอน้ำในอากาศเพื่อสร้างกรดซัลฟิวริกมีไม่มากในฮูสตัน ละอองลอยจึงไม่แพร่หลายมากนัก

เพื่อศึกษาปรากฏการณ์นี้ Jang และเพื่อนร่วมงานได้ทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยพ่นอนุภาคขนาดเล็กมากเข้าไปในห้องที่เคลือบเทฟล่อน ซึ่งบางห้องมีปริมาณอากาศเทียบเท่ากับห้องขนาดกลาง อนุภาคเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเมล็ดรอบ ๆ ซึ่งละอองลอยสามารถเติบโตได้ จากนั้น นักวิจัยได้แนะนำสารเคมีต่างๆ ที่เกิดขึ้นเมื่อไอของไฮโดรคาร์บอนทำปฏิกิริยากับก๊าซอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศ

ในการทดลองที่อนุภาคถูกเคลือบด้วยกรดซัลฟิวริกในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งมีความเข้มข้นเท่ากันกับที่พบในเขม่าดีเซล ส่วนผสมดังกล่าวจะผลิตละอองได้มากถึง 10 เท่าของที่ผลิตขึ้นในห้องที่มีอนุภาคที่ไม่เคลือบผิว เห็นได้ชัดว่ากรดซัลฟิวริกทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและกระตุ้นปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดหมอก Jang กล่าว เธอและทีมรายงานการค้นพบของพวกเขาในวารสารScience ฉบับ วันที่ 25 ต.ค.

Edward O. Edney นักเคมีบรรยากาศจากสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมใน Research Triangle Park กล่าวว่า “การค้นพบนี้เปิดพื้นที่การวิจัยใหม่” ทีมของ NC Jang เป็นคนแรกที่เสนอว่าละอองลอยเป็นผลมาจากปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยกรด Edney ตั้งข้อสังเกต . “ถ้ามันสามารถเกิดขึ้นได้ในห้องทดลอง มันก็อาจจะเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ” เขากล่าว

Credit : เว็บยูฟ่าสล็อต