โดย ทอม เมทคาล์ฟ ตีพิมพ์เมื่อ 2 วัน ก่อนสารเคมีหลาย เซ็กซี่บาคาร่า ล้านตันสามารถก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศในแต่ละปีThis image is a digital enhancement of a NASA image of Earth’s atmosphere.
นักวิจัยค้นพบสารเคมีที่มีปฏิกิริยาสูงที่พวกเขาคิดมานานว่าไม่เสถียรเกินไปที่จะคงอยู่ภายใต้สภาพบรรยากาศ (เครดิตภาพ: โรแบร์โต มาชาโด โนอา/เก็ตตี้ อิมเมจ)หลายล้านตันของชั้นของสารเคมีที่มีปฏิกิริยามากที่เรียกว่าไฮโดรไตรออกไซด์สามารถอ้อยอิ่งในชั้นบรรยากาศเป็นเวลาหลายชั่วโมง, การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่า — ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์และสภาพภูมิอากาศโลก.
สารเคมีมีปฏิสัมพันธ์กับสารประกอบอื่น ๆ อย่างรวดเร็วมากและการปรากฏตัวของพวกเขาหมายความว่า
นักเคมีจะต้องคิดใหม่ว่ากระบวนการในชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นได้อย่างไรมี ความคิด กัน มานาน แล้ว ว่า ไฮโดร ไทรออกไซด์ — สาร ประกอบ เคมี ที่ มี อะตอม ของ ไฮโดรเจน และ อะตอม ออกซิเจน สาม อะตอม — ไม่ แน่นอน จน นาน เกิน ไป ใน สภาพ ชั้น บรรยากาศ.แต่การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าไฮโดรไทรออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ปกติของปฏิกิริยาทางเคมีทั่วไปจํานวนมาก, และพวกเขาสามารถมีเสถียรภาพพอที่จะทําปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศ.”เราแสดงให้เห็นว่าชีวิตของหนึ่งในนั้นคืออย่างน้อย 20 นาที” Henrik Grum Kjærgaard นักเคมีจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนกล่าวกับ Live Science “ดังนั้นมันจึงนานพอสําหรับพวกเขาที่จะทําสิ่งต่างๆในบรรยากาศ”
ที่เกี่ยวข้อง: 10 สัญญาณว่าสภาพภูมิอากาศของโลกอยู่นอกราง
Kjærgaard เป็นหนึ่งในผู้เขียนการศึกษาใหม่เกี่ยวกับการก่อตัวของไฮโดรไทรออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่ตีพิมพ์ออนไลน์ 26 พฤษภาคมใน วารสาร วิทยาศาสตร์ (เปิดในแท็บใหม่).การค้นพบไม่ได้หมายความว่ามีสิ่งใหม่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศ แต่ดูเหมือนว่าไฮโดรไทรออกไซด์ได้เกิดขึ้นที่นั่นเสมอ แต่การศึกษาใหม่เป็นครั้งแรกที่การดํารงอยู่ของสารเคมีที่มีปฏิกิริยาสูงเป็นพิเศษเหล่านี้ในชั้นบรรยากาศได้รับการตรวจสอบ ”ตอนนี้เราสามารถแสดงให้เห็นผ่านการสังเกตโดยตรงว่าสารประกอบเหล่านี้ก่อตัวขึ้นจริงในชั้นบรรยากาศว่าพวกเขามีเสถียรภาพอย่างน่าประหลาดใจและเกิดขึ้นจากสารเคมีเกือบทั้งหมด” นักศึกษาปริญญาเอกมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน Jing Chen ผู้เขียนคนที่สองของการศึกษา กล่าวในแถลงการณ์ (เปิดในแท็บใหม่). “การเก็งกําไรทั้งหมดจะต้องถูกวางไว้เพื่อพักผ่อน.”
การตั้งค่าการไหลของเจ็ทฟรีที่ TROPOS อนุญาตให้ศึกษาปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใต้สภาพ
บรรยากาศเผยให้เห็นการปรากฏตัวของไฮโดรไตรออกไซด์ที่มีปฏิกิริยาสูง (เครดิตภาพ: ทิโล อาร์นโฮลด์, โทรโพส)อนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพไฮโดรไทรออกไซด์เป็นไฮโดรเจนโพลีออกไซด์ชนิดหนึ่ง น้ําเป็นไฮโดรเจนโพลีออกไซด์ที่ง่ายที่สุดและพบมากที่สุดโดยมีอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอมหรือ H2O
ไฮโดรเจนโพลีออกไซด์อีกตัวหนึ่งคือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งมีอะตอมออกซิเจนสองอะตอมคือ H2O2 และมักใช้เป็นสารฟอกขาวหรือยาฆ่าเชื้อ อะตอมออกซิเจนพิเศษยังทําให้เปอร์ออกไซด์จํานวนมากไวไฟมากและบางครั้งก็ใช้เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงจรวด ที่เกี่ยวข้อง: ทําไมโลกมีชั้นบรรยากาศ?ไฮโดรไทรออกไซด์เป็นขั้นตอนต่อไปเนื่องจากมีอะตอมออกซิเจนสามอะตอมติดกันซึ่งทําให้พวกเขามีปฏิกิริยามากกว่าเปอร์ออกไซด์ พวกเขาเขียนทางเคมีเป็น ROOOH, ที่ R เป็นกลุ่มที่ถูกผูกมัดใด ๆ, เช่นกลุ่มคาร์บอน.
แต่ในขณะที่เป็นที่ทราบกันดีว่าเปอร์ออกไซด์สามารถก่อตัวจากปฏิกิริยาทางเคมีในชั้นบรรยากาศได้ แต่ก็ไม่เคยรู้มาก่อนว่าไฮโดรไทรออกไซด์สามารถก่อตัวขึ้นที่นั่นได้แม้ว่าจะเป็นระยะเวลาอันสั้นก่อนที่พวกมันจะสลายตัวเป็นสารเคมีที่มีปฏิกิริยาน้อยกว่าในการศึกษาใหม่นักวิจัยประเมินว่าไฮโดรไทรออกไซด์ประมาณ 11 ล้านตัน (10 ล้านเมตริกตัน) ก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศในแต่ละปีเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาที่พบมากที่สุดอย่างหนึ่ง: การเกิดออกซิเดชันของไอโซพรีนซึ่งเป็นสารที่ผลิตโดยพืชและสัตว์จํานวนมากและเป็นองค์ประกอบหลักของยางธรรมชาติ
นักวิจัยประมาณ 1% ของไอโซพรีนที่ปล่อยออกมาสู่ชั้นบรรยากาศในรูปแบบไฮโดรไทรออกไซด์และผลิตจากปฏิกิริยาเหล่านี้ในความเข้มข้นต่ํามาก – ประมาณ 10 ล้านโมเลกุลไฮโดรไทรออกไซด์ในลูกบาศก์เซนติเมตรของชั้นบรรยากาศซึ่งเป็นเพียงร่องรอยจาง ๆ”เรามีความสุขมากที่เราสามารถแสดงให้เห็นว่า [ไฮโดรไทรออกไซด์] อยู่ที่นั่นและพวกเขามีชีวิตอยู่นานพอที่จะเป็น – น่าจะ — สําคัญในชั้นบรรยากาศ”
การทดลองบรรยากาศBerndt นําการทดลองในห้องปฏิบัติการวิจัยที่ TROPOS เพื่อค้นพบว่าไฮโดรไตรออกไซด์นั้นผลิตจากปฏิกิริยาเคมีในชั้นบรรยากาศหรือไม่ในขณะที่ทีมมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนได้ศึกษาแง่มุมทางทฤษฎีว่าไฮโดรไทรออกไซด์ก่อตัวขึ้นอย่างไรBerndt และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้ spectrometry มวลที่ละเอียดอ่อนมากเพื่อตรวจจับไฮโดรไทรออกไซด์ที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งเป็นเทคนิคที่สามารถกําหนดน้ําหนักโมเลกุลของสารเคมีเพื่อค้นหาว่าอะตอมใดที่พวกเขาประกอบด้วย ปฏิกิริยาที่จะทําให้ไฮโดรไทรออกไซด์เกิดขึ้นใน ระบบการไหลของเจ็ทฟรี TROPOS (เปิดในแท็บใหม่)ซึ่งสร้าง เซ็กซี่บาคาร่า
