في أعالي السماء، يكون الماء الموجود في السحب قادرًا على العمل كوسيلة لإجبار الملوثات المحمولة جواً، مثل ثاني أكسيد الكبريت، على أن تصبح مكونات مائية نشطة (مثل المطر الحمضي).
في أعالي السماء، يكون الماء الموجود في السحب قادرًا على العمل كوسيلة لإجبار الملوثات المحمولة جواً، مثل ثاني أكسيد الكبريت، على أن تصبح مكونات مائية نشطة (مثل المطر الحمضي). ويدعي باحثون من جامعة أوريغون أنه ينبغي أخذ هذا السلوك في الاعتبار وإدراجه في السيناريوهات المستندة إلى عمليات المحاكاة المناخية الجاري تنفيذها حاليًا.
إن دور ثاني أكسيد الكبريت - وهو ملوث ينشأ من الغازات البركانية والعديد من العمليات المحترقة - في تكوين المطر الحمضي معروف، ولكن الآلية الدقيقة التي يتفاعل بها ثاني أكسيد الكبريت على سطح الجزيئات المائية في الغلاف الجوي لتكوين المطر الحمضي ما زالت بعيدة. من أن يفهم.
ودرس كيميائيون من جامعة أوريغون سلوك ثاني أكسيد الكبريت منذ لحظة وصوله وامتزازه في الماء عند درجات حرارة منخفضة، وهو وضع يحاكي الظروف السائدة في الغلاف الجوي. وباستخدام أشعة الليزر قصيرة النبض من الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء، تمكن الباحثون من تتبع التفاعلات بين ثاني أكسيد الكبريت والماء بعد وصوله إلى سطح الماء.
وتظهر النتائج، التي نشرت في المجلة العلمية Journal of the American Chemical Society، أنه بمجرد اقتراب جزيئات ثاني أكسيد الكبريت من سطح الماء، يتم التقاطها بواسطة جزيئات الماء الموجودة على السطح، وهو السلوك الذي يزداد في درجات الحرارة الباردة.
على الرغم من أن هذا "التمدد" يوفر طريقًا محتملاً لدخول ثاني أكسيد الكبريت إلى المحلول المائي، إلا أن الطبيعة الضعيفة لتفاعلات الارتباط السطحي لا تضمن أن سلوك جزيئات الماء سيساعد بالفعل.
يوضح أحد الباحثين: "لقد وجدنا أن عملية ربط ثاني أكسيد الكبريت بسطح الماء هي حالة قابلة للعكس تمامًا ولا تسمح دائمًا بالدخول المتوقع". "على سبيل المثال، بالنسبة للمياه ذات الحموضة العالية، يقترب ثاني أكسيد الكبريت ويرتبط أمام سطح الماء، لكنه لا يدخل بشكل أعمق في الماء."
إن درجة امتصاص الغازات، مثل ثاني أكسيد الكبريت، لها آثار مهمة في فهم سلوك الملوثات المحمولة جوا ومساهمتها في ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ. فثاني أكسيد الكبريت الذي يذوب في الماء يصبح مائيا ويعكس الضوء القادم من الأرض، بينما ثاني أكسيد الكربون الذي يتراكم في الغلاف الجوي يلتقط الحرارة ويتركها على الأرض. إن فهم العلاقات المتبادلة بين جزيئات الماء الموجودة على سطحها، مثل تلك الموجودة في السحب والضباب، والملوثات التي ترتفع من المصادر البشرية إلى سطح الأرض قد يساعد العلماء على التنبؤ بشكل أفضل بإمكانيات التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي وتأثيرها. عواقبها على مناخ العالم.
يوضح الباحث الرئيسي: "في الماضي، كنا نعتقد أن معظم الكيمياء في الغلاف الجوي تحدث عندما تصطدم جزيئات الغاز وتتفاعل". "إن بحثنا هو من أوائل الأبحاث التي تقدم رؤى جزيئية حول ما يحدث عندما يصطدم غاز مهم في الغلاف الجوي، مثل ثاني أكسيد الكبريت، بسطح الماء، ودور الماء نفسه في تشجيع زيادة النشاط."
