Helsingin yliopisto

Jodihappo täydentää ilmakehän hiukkasmuodostuksen palapeliä

Jaa

Kansainvälinen tutkimusryhmä onnistui kuvaamaan jodihöyryjen hiukkasmuodostuksen ensimmäistä kertaa molekyylitasolla. Tieto auttaa ymmärtämään miten pilvet muodostuvat ja mikä vaikuttaa paikalliseen ilmanlaatuun.

Ilmakehän pienhiukkasten muodostuminen on äärimmäisen tärkeä ilmiö, joka kytkeytyy sekä suoraan että epäsuorasti jokapäiväiseen hyvinvointiimme. Hiukkasten muodostuminen vaikuttaa sekä paikalliseen ilmanlaatuun, että pilvien muodostumiseen ja sitä kautta ilmastoon.

Huolimatta ilmiön tärkeydestä tai vuosikymmeniä jatkuneesta tutkimuksesta, molekyylitason yksityiskohdat ovat edelleen huonosti tunnettuja. 

Tutkijat ovat vihdoin pystyneet kuvaaman kvanttikemiallisten mallinnusten avulla ensimmäiset molekulaariset askeleet jodihöyryjen hiukkastenmuodostuksessa ja tulokset julkaistiin äskettäin arvostetussa Nature Chemistry -tiedelehdessä. Laskelmissa yhdistettiin Réunionin saarilla tehtyjen kenttäkokeiden tuloksia sekä Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa (CERN) Sveitsissä CLOUD kammiosta tehtyjä laboratoriokokeita, jotka simuloivat tarkasti ilmakehän olosuhteita.

Kvanttikemian mallinnus suomalaisvoimin

Tutkimuksen ydinryhmä koostui tutkijoista Helsingin, Tampereen ja Coloradon yliopistoista mutta suomalaistutkijoiden työpanos oli erityisen tärkeä kvanttikemiallisen mallinnuksen tekemisessä.

– Kemiallisten reaktioiden mekanismeja ja nopeuksia ennustettiin kvanttimekaniikan perusteista lähtien, kertoo professori Theo Kurten Helsingin yliopistosta. 

Kurtenin mukaan jodiin liittyvät kemialliset reaktiot ovat tässä suhteessa poikkeuksellisen haastavia, sillä jodiatomin suuren koon ansiosta sen sisimpien elektronien käsittelyssä täytyy kvanttimekaniikan lisäksi huomioida myös suhteellisuusteoria.

Ilmakehän jodipitoisuus on noussut

Ilmakehän sekundääriset hiukkaset syntyvät lähinnä rikin, hiilen ja jodin hapettuneista yhdisteistä. Nämä ilmakehän yhdisteet muodostuvat kaasumaisten molekyylien hapettumisesta ja sen jälkeisestä takertumisesta toisiinsa.

Rikkiyhdisteiden merkitys hiukkasten muodostumisessa on pienentynyt viimeisten vuosikymmenien ajan, kun polttoaineita ja palamisprosessia on saatu puhdistettua, mutta samaan aikaan ilmakehän jodipitoisuus on tasaisesti noussut. 

Tämä uusi tutkimustulos kuvaa jodiemissioiden muuntumista kaasumaisista lähtöaineista hiukkasmaisiksi-lopputuotteiksi ja on erittäin tärkeä osanen, joka täydentää käsitystämme muuntuvasta ilmakehästä.

Lähde: Finkenzelleret.al., The gas-phase formation mechanism of iodic acid as an atmospheric aerosol source. Nature Chemistry 2022 https://www.nature.com/articles/s41557-022-01067-z

Lisätietoja: Professori Theo Kurten, theo.kurten@helsinki.fi, 0504486519

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen yhteisö, joka tuottaa tieteen voimalla kestävää tulevaisuutta koko maailman parhaaksi. Se sijoittuu kansainvälisissä yliopistovertailuissa maailman sadan parhaan yliopiston joukkoon. Monitieteinen yliopisto toimii neljällä kampuksella Helsingissä sekä Lahden, Mikkelin ja Seinäjoen yliopistokeskuksissa. Lisäksi sillä on kuusi tutkimusasemaa eri puolilla Suomea ja yksi Keniassa. Yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme