Výroba chlorfluoruhlovodíků, které poškozují ozonovou vrstvu, byla v maximální možné míře zakázána. Otvory v ozonové vrstvě však mohou v kombinaci s ledovými částicemi trhat i jiné látky, jaké se nacházejí například v mracích. Vědci z Ruhr-Universität Bochum, University of Duisburg-Essen a Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg objevili možný mechanismus pro toto. Popisují to v časopise Physical Review Letters dne 13. listopadu 2018.
Práce byla součástí dlouhodobé spolupráce mezi týmy z Bochumi, Duisburg-Essen a Erlangen-Norimberk pod vedením profesorky Kariny Morgenstern, Dr. Cord Bertram, profesor Uwe Bovensiepen a profesor Michel Bockstedte, který v současnosti pokračuje v rámci klastru excelence Ruhr Explores Solvation, neboli zkráceně Resolv.
Organické molekuly se ukládají na částicích ledu
Chemické procesy mohou významně ovlivnit počasí, klima a složení atmosféry. Kosmické záření nebo UV světlo poskytují energii pro štěpení chemických sloučenin. V případě sloučenin bromu, chloru nebo fluoru vznikají radikály, tedy zvláště reaktivní molekuly. Ty napadají molekuly ozonu a mohou vyvolat řetězové reakce v ozonové vrstvě. Dřívější laboratorní studie ukázala, že ledové částice se stříbrným jádrem mohou podporovat takové reakce. Tým zkoumal mechanismus za tímto efektem v aktuální studii.
V laboratoři vědci vyrobili drobné ledové částice a analyzovali, jak s nimi interagují určité sloučeniny obsahující chlór nebo brom. Částice ledu kondenzovaly na měď. Částice minerálního prachu v přírodě mimo jiné tvoří kondenzační jádra pro částice ledu.
Pomocí mikroskopických a spektroskopických metod pozorovali, že molekuly se přednostně připojovaly k defektům ve struktuře ledu. Okolní molekuly vody struktury ledu se pak přeorientovaly a molekuly hydrogenovaly. To zase usnadnilo ionizaci molekul v experimentu.
UV záření vytváří radikály
Vědci ozářili ledové krystaly s připojenými molekulami pomocí UV světla, které excitovalo elektrony v ledových částicích v blízkosti molekul. Tyto excitované elektrony ionizovaly molekuly chloru a brombenzenu. Díky ionizaci se molekuly rozpadly na organické zbytky a vysoce reaktivní radikály chloru a bromu.
„Mechanismus by mohl vysvětlit, co se stane, když UV světlo dopadne na led kontaminovaný minerály,“říká Cord Bertram. "Naše výsledky by tak mohly pomoci porozumět základním procesům stojícím za jevy, jako jsou ozónové díry."
