Bildnachweis: NASA
Mithilfe von Messungen eines NASA-Flugzeugs, das über die Arktis fliegt, haben Wissenschaftler der Harvard University die ersten Beobachtungen eines Moleküls gemacht, von dem Forscher lange theoretisiert haben, dass es eine Schlüsselrolle bei der Zerstörung von stratosphärischem Ozon, Chlorperoxid, spielt.
Die Analyse dieser Messungen wurde unter Verwendung einer Computersimulation der atmosphärischen Chemie durchgeführt, die von Wissenschaftlern des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, Pasadena, Kalifornien, entwickelt wurde.
Der gebräuchliche Name, den Atmosphärenwissenschaftler für das Molekül verwenden, lautet „Chlormonoxid-Dimer“, da es aus zwei identischen Chlor-Monoxid-Molekülen auf Chlorbasis besteht, die miteinander verbunden sind. Das Dimer wurde im Labor erstellt und nachgewiesen. In der Atmosphäre wird angenommen, dass es nur in der besonders kalten Stratosphäre über den Polarregionen existiert, wenn die Chlormonoxidwerte relativ hoch sind.
"Aus Beobachtungen aus dem Jahr 1987 wussten wir, dass der hohe Ozonverlust mit einem hohen Gehalt an Chlormonoxid verbunden war, aber wir hatten das Chlorperoxid noch nie zuvor nachgewiesen", sagte der Harvard-Wissenschaftler und Hauptautor des Papiers, Rick Stimpfle.
Die atmosphärische Häufigkeit von Chlorperoxid wurde unter Verwendung einer neuartigen Anordnung eines ultravioletten Resonanzfluoreszenz-Detektionsinstruments quantifiziert, das zuvor zur Quantifizierung von Chlormonoxidspiegeln in der antarktischen und arktischen Stratosphäre verwendet worden war.
Wir haben jahrelang Chlormonoxid in der Arktis und Antarktis beobachtet und daraus geschlossen, dass dieses Dimermolekül existieren muss und es in großen Mengen existieren muss, aber bis jetzt konnten wir es nie sehen “, sagte Ross Salawitch, ein Co. -Autor des Papiers und Forscher am JPL.
Chlormonoxid und sein Dimer stammen hauptsächlich aus Halogenkohlenwasserstoffen, Molekülen, die vom Menschen für industrielle Zwecke wie die Kühlung erzeugt werden. Die Verwendung von Halogenkohlenwasserstoffen ist im Montrealer Protokoll verboten, sie bleiben jedoch über Jahrzehnte in der Atmosphäre bestehen. „Der größte Teil des Chlors in der Stratosphäre stammt weiterhin aus vom Menschen verursachten Quellen“, fügte Stimpfle hinzu.
Chlorperoxid löst die Ozonzerstörung aus, wenn das Molekül Sonnenlicht absorbiert und in zwei Chloratome und ein Sauerstoffmolekül zerfällt. Freie Chloratome reagieren stark mit Ozonmolekülen, brechen sie auf und reduzieren Ozon. Während des Abbaus von Ozon bildet sich wieder Chlorperoxid, das den Prozess der Ozonzerstörung neu startet.
„Sie sind jetzt wieder da, wo Sie in Bezug auf das Chlorperoxidmolekül begonnen haben. Dabei haben Sie zwei Ozonmoleküle in drei Sauerstoffmoleküle umgewandelt. Dies ist die Definition des Ozonverlusts “, schloss Stimpfle.
"Direkte Messungen von Chlorperoxid ermöglichen es uns, Ozonverlustprozesse in der polaren Winterstratosphäre besser zu quantifizieren", sagte Mike Kurylo, Manager des NASA-Forschungsprogramms für die obere Atmosphäre am NASA-Hauptsitz in Washington.
„Durch die Integration unseres Wissens über Chemie über die Polarregionen, das wir durch In-situ-Messungen in Flugzeugen erhalten, mit den globalen Bildern von Ozon und anderen atmosphärischen Molekülen, die wir von Forschungssatelliten erhalten, kann die NASA die Modelle verbessern, mit denen Wissenschaftler arbeiten prognostizieren die zukünftige Entwicklung der Ozonmengen und wie sie auf die sinkenden atmosphärischen Halogenkohlenstoffwerte reagieren werden, die sich aus der Umsetzung des Montrealer Protokolls ergeben “, fügte Kurylo hinzu.
Diese Ergebnisse wurden während einer gemeinsamen US-europäischen Wissenschaftsmission, dem Stratosphärenaerosol- und Gasexperiment III, Ozonverlust- und Validierungsexperiment / Drittes Europäisches Stratosphärenexperiment mit Ozon 2000, gewonnen. Die Mission wurde von November 1999 bis März 2000 in Kiruna, Schweden, durchgeführt.
Während der Kampagne verwendeten die Wissenschaftler Computermodelle für die stratosphärische Meteorologie und Chemie, um das ER-2-Flugzeug in die Regionen der Atmosphäre zu lenken, in denen Chlorperoxid erwartet wurde. Die Flexibilität des ER-2 ermöglichte die Probenahme dieser interessanten Bereiche der Atmosphäre.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
