Afbeelding tegoed: NASA
Met behulp van metingen van een NASA-vliegtuig dat over het noordpoolgebied vliegt, hebben wetenschappers van de Harvard University de eerste waarnemingen gedaan van een molecuul waarvan onderzoekers al lang theoretiseren dat het een sleutelrol speelt bij het vernietigen van stratosferisch ozon, chloorperoxide.
Analyse van deze metingen werd uitgevoerd met behulp van een computersimulatie van atmosferische chemie, ontwikkeld door wetenschappers van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Californië.
De algemene naam die atmosferische wetenschappers voor het molecuul gebruiken, is "chloormonoxidedimeer", aangezien het bestaat uit twee identieke chloorgebaseerde moleculen van chloormonoxide, aan elkaar gebonden. Het dimeer is gemaakt en gedetecteerd in het laboratorium; in de atmosfeer wordt gedacht dat het alleen bestaat in de bijzonder koude stratosfeer boven poolgebieden wanneer het chloormonoxideniveau relatief hoog is.
"We wisten uit observaties uit 1987 dat het hoge ozonverlies verband hield met een hoog gehalte aan chloormonoxide, maar we hadden het chloorperoxide nog nooit eerder gedetecteerd", zei Harvard-wetenschapper en hoofdauteur van het artikel, Rick Stimpfle.
De atmosferische overvloed aan chloorperoxide werd gekwantificeerd met behulp van een nieuwe opstelling van een ultraviolet, resonantie-fluorescentiedetectie-instrument dat eerder was gebruikt om de niveaus van chloormonoxide in de Antarctische en Arctische stratosfeer te kwantificeren.
We hebben jarenlang chloormonoxide in het Noordpoolgebied en Antarctica waargenomen en daaruit is afgeleid dat dit dimere molecuul moet bestaan en dat het in grote hoeveelheden moet bestaan, maar tot nu toe hadden we het nooit kunnen zien, ”zei Ross Salawitch, een co -auteur op het papier en een onderzoeker bij JPL.
Chloormonoxide en het dimeer zijn voornamelijk afkomstig van halogeenkoolwaterstoffen, moleculen die door mensen zijn gemaakt voor industrieel gebruik zoals koeling. Het gebruik van halogeenkoolwaterstoffen is verboden door het Montreal Protocol, maar ze blijven al tientallen jaren in de atmosfeer. "Het meeste chloor in de stratosfeer blijft afkomstig van door mensen veroorzaakte bronnen", voegde Stimpfle eraan toe.
Chloorperoxide veroorzaakt ozonvernietiging wanneer het molecuul zonlicht absorbeert en opsplitst in twee chlooratomen en een zuurstofmolecuul. Vrije chlooratomen zijn zeer reactief met ozonmoleculen, breken ze op en verminderen ozon. Tijdens het afbraakproces van ozon vormt zich weer chloorperoxide, waardoor het proces van ozonvernietiging opnieuw wordt opgestart.
“Je bent nu weer terug bij het begin van het chloorperoxidemolecuul. Maar daarbij heb je twee ozonmoleculen omgezet in drie zuurstofmoleculen. Dit is de definitie van ozonverlies ”, concludeerde Stimpfle.
"Directe metingen van chloorperoxide stellen ons in staat ozonverliesprocessen die plaatsvinden in de polaire winterstratosfeer beter te kwantificeren", zegt Mike Kurylo, NASA Upper Atmosphere Research Program Manager, NASA Headquarters, Washington.
“Door onze kennis over chemie over de poolgebieden, die we krijgen van vliegtuiggebaseerde in situ metingen, te integreren met de globale beelden van ozon en andere atmosferische moleculen, die we krijgen van onderzoekssatellieten, kan NASA de modellen verbeteren die wetenschappers gebruiken om voorspellen de toekomstige evolutie van ozonhoeveelheden en hoe ze zullen reageren op de dalende atmosferische niveaus van halogeenkoolwaterstoffen, als gevolg van de implementatie van het Montreal Protocol, ”voegde Kurylo toe.
Deze resultaten zijn verkregen tijdens een gezamenlijke Amerikaans-Europese wetenschappelijke missie, het Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III Ozone Loss and Validation Experiment / Third European Stratospheric Experiment on Ozone 2000. De missie werd uitgevoerd in Kiruna, Zweden, van november 1999 tot maart 2000.
Tijdens de campagne gebruikten wetenschappers computermodellen voor stratosferische meteorologie en chemie om het ER-2-vliegtuig naar de delen van de atmosfeer te leiden waar naar verwachting chloorperoxide aanwezig zou zijn. Door de flexibiliteit van de ER-2 konden deze interessante delen van de atmosfeer worden bemonsterd.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
