Megvan a természetes klímahűtő részecske

Áttörést hozhat az üvegházhatás kutatása terén az a tanulmány, amelyben brit és amerikai kutatók a légszennyező vegyületeket elégetni képes természetes vegyületről számoltak be. Hat évtized kellett ahhoz, hogy a Criegee-féle kettős szabadgyököket a gyakorlatban is azonosítsák.

Végre sikerült bizonyítaniuk a Criegee-féle kettős szabadgyökök létezését a brit Manchesteri Egyetem, a Bristoli Egyetem és a kaliforniai Sandia Nemzeti Laboratórium kutatóinak. Ezek a láthatatlan kémiai származékok oxidáció révén hatékonyan semlegesítik az olyan légszennyező vegyületeket, mint a gépjárművek által kibocsátott nitrogén-dioxid és a kén-dioxid. Magyarán, a kettős szabadgyökök képesek megtisztítani a levegőt, és ezzel lényegében lekapcsolni a globális fölmelegedést - írják a kutatók a Science folyóiratban megjelentetett tanulmányukban.

Jóllehet e különleges kettős szabadgyökök létezését már az 1950-es években feltételezte a tudomány, csak most sikerült egyértelműen kimutatni őket. Ehhez a Sandia labor szakemberei olyan berendezést terveztek, amelyhez a kaliforniai Lawrence Berkeley intézet Advanced Light Source-nak nevezett harmadik generációs részecskegyorsítója (szinkrotronja) szolgált fényforrásként. A Sandia az amerikai Energiaügyi Minisztérium két országos kutatólaboratóriumának egyike.

Craig Taatjes (balra) és David Osborn a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (USA) részecskegyorsítója mellett

E rendkívül pontosan beállítható fény segítségével a kutatók láthatóvá tették az azonos atomokból eltérő szerkezettel felépülő, tehát különböző kémiai és fizikai tulajdonságokat mutató vegyületek, az izomerek keletkezését és bomlását. A Criegee-féle kettős szabadgyökök a feltételezettnél sokkal gyorsabban reagálnak a környezeti hatásokra, vagyis az oxidációs folyamatban nagyobb ütemben jelennek meg szulfát- és nitrátvegyületek. Ezek az aeroszolok kondenzációs magként segítik a felhőképződést: a légköri pára képes megtapadni a részecskéken. A felhők hűtik a Föld felületét, ezáltal pedig ellensúlyozzák a globális fölmelegedést.

Nincs szükség napfényre a légkörtisztító hatáshoz

A kettős szabadgyökök létezésére Rudolf Criegee német szerveskémikus 1953-ban jött rá elméleti következtetéssel, ám jelentőségük dacára az elmúlt hat évtizedben nem sikerült laboratóriumi körülmények között tanulmányozni őket. A kettős szabadgyökök az oxigénhez hasonlóan két párosítatlan elektront tartalmaznak, ezáltal fokozottan reakcióképesek, noha élettartamuk rövid.

"Felfedezésünknek az ad jelentőséget, hogy első ízben sikerült megmérni a kettős szabadgyökök tulajdonságait. A légköri oxidációs folyamatok gyorsaságának ismerete ugyanis átalakíthatja a levegőszennyezésről és a klímaváltozásról alkotott tudásunkat" - mondta Carl Percival, a tanulmány egyik szerzője, a Manchester Egyetem légkörkémikus docense. "Ráadásul kiderült, a folyamat napszaktól függetlenül zajlik, hiszen a reakció beindulásához nincs szüksége napfényre."

Az elmúlt évszázad során a Föld felszíni hőmérséklete mintegy 0,8 Celsius-fokkal emelkedett, az érték kétharmadát az utóbbi harminc évben mutatták ki. A nemzetközi klímakonferenciákon többször elhangzott, hogy amennyiben az emberiség nem fogja vissza drasztikusan a légszennyezést, a bolygó jövőbeni fölmelegedése meg fogja haladni a 2 Celsius-fokot, ami beláthatatlan következményekkel járhat.

"A Criegee-féle kettős szabadgyökök egyik létfontosságú alapeleme a növények által természetes úton kibocsátott vegyületekből származik. Így tehát bizonyíthatjuk, hogy a különféle ökoszisztémák döntő szerepet játszhatnak a fölmelegedés megállításában" - tette hozzá Dudley Shallcross, a tanulmány másik szerzője, a Bristoli Egyetem légkörkémikus professzora.