W skrócie
- Drzewa emitują do atmosfery izopren, który w kontakcie z ozonem bierze udział w tworzeniu wtórnych aerozoli organicznych, czyli drobnych cząstek składających się na miejską mgłę.
- Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside po raz pierwszy zaobserwowali niezwykle nietrwałe pośrednie produkty Criegee'go, powstające podczas reakcji izoprenu z ozonem.
- Zastosowanie zaawansowanej metody spektroskopii zaniku wnęki optycznej pozwoliło na precyzyjny pomiar przebiegu reakcji chemicznej trwającej ułamki sekundy, co pomoże poprawić prognozy jakości powietrza.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Od lat naukowcy wiedzą, że ozon reaguje z gazami uwalnianymi przez rośliny. Nie mogli jednak dokładnie zobaczyć, co dzieje się w pierwszej chwili tej reakcji. Teraz udało się uchwycić krótkotrwałe cząsteczki powstające, gdy ozon reaguje z izoprenem. Badanie pokazuje, jak naturalne emisje uczestniczą w powstawaniu miejskiej mgły i zanieczyszczeń.
Ozon uruchamia reakcję z emisjami drzew
Izopren, o którym większość z nas pewnie nigdy nie słyszała, to jeden z najczęściej uwalnianych do atmosfery związków pochodzenia roślinnego. Sam w sobie nie jest dużym zagrożeniem, ale reaguje z ozonem. Wtedy zaczyna się seria reakcji prowadzących do powstawania wtórnych aerozoli organicznych. To drobne cząstki tworzące znaczną część miejskiej mgły, rozpraszające światło, które mogą docierać głęboko do płuc.Mgła ta jest o tyle istotna, że jest istotnym elementem smogu.
Nie oznacza to, że lasy są głównym winowajcą smogu i to wyraźnie podkreślmy. Badanie naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside pokazuje znaczenie ozonu przy powierzchni Ziemi. To on napędza reakcję z izoprenem, dlatego ograniczanie emisji jego prekursorów może poprawić jakość powietrza.
Reakcja, która trwa krócej niż mrugnięcie okiem
Problemem było obserwowanie pierwszego etapu reakcji. Zachodzi w ciągu setnych części sekundy. Pojawiają się wtedy tak zwane pośrednie produkty Criegee'go - wyjątkowo nietrwałe cząsteczki, które niemal natychmiast znikają. Przewidziano je już 80 lat temu, ale klasyczne metody nie pozwalały ich wykryć podczas reakcji ozonu z izoprenem.
Zespół badaczy zastosował bardzo czułą metodę zwaną spektroskopią zaniku wnęki optycznej. Światło wielokrotnie odbija się między lustrami, co pozwala wykrywać śladowe ilości cząsteczek. Badacze obserwowali je tam, gdzie powstawały, i mierzyli tempo ich tworzenia oraz zanikania.
Lepsze prognozy jakości powietrza
Wyniki opublikowane w Nature Communications pozwalają dokładniej opisać początek reakcji i sprawdzić modele chemii atmosfery na podstawie bezpośrednich pomiarów. To może poprawić prognozowanie zanieczyszczeń i pomóc zrozumieć powstawanie drobnych cząstek.
Eksperyment przeprowadzono w laboratorium, więc nie jest jeszcze pełnym obrazem atmosfery. Naukowcy chcą teraz wykorzystać tę samą technikę do badania pinenów, czyli kolejnej grupy związków emitowanych przez drzewa. Sprawdzą, jak one reagują z ozonem i wpływają na chemię powietrza.
Źródło: Uniwersytet Kalifornijski w Riverside
Publikacja: Lei Yang et al, Direct measurement of Criegee intermediates in isoprene ozonolysis, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-73307-6
