Invisíveis no ar ao nosso redor estão minúsculas moléculas que impulsionam o coquetel químico de nossa atmosfera. Como plantas, animais, vulcões, incêndios florestais e atividades humanas lançam partículas na atmosfera, algumas dessas moléculas atuam como equipes de limpeza que removem a poluição.

As principais moléculas responsáveis ​​por quebrar todas essas emissões são chamadas de oxidantes. As moléculas que contêm oxigênio, principalmente detergentes à base de ozônio e hidrogênio, reagem com poluentes e gases de efeito estufa reativos, como o metano.

Um estudo da Universidade de Washington publicado em 18 de maio na revista Natureza constata que durante grandes oscilações climáticas, oxidantes mudam em uma direção diferente do que os pesquisadores esperavam, o que significa que eles precisam repensar o que controla esses produtos químicos em nosso ar.

"Os oxidantes são muito reativos, e eles reagem com poluentes e gases de efeito estufa e limpam a atmosfera, "disse a autora correspondente Becky Alexander, um professor associado de ciências atmosféricas da UW. "Queríamos ver como a capacidade da atmosfera de se limpar pode mudar com o clima."

Primeiro autor Lei Geng, um ex-pesquisador de pós-doutorado da UW agora na Universidade Grenoble Alpes, analisou fatias de um núcleo de gelo da Groenlândia no laboratório de química de isótopos da UW. Os 100, O núcleo de 000 anos começa em um período relativamente quente, cobre uma idade do gelo completa e termina nos dias atuais, com várias oscilações de temperatura mais curtas ao longo do caminho. Os pesquisadores usaram um novo método para obter uma leitura inédita sobre as mudanças nos oxidantes atmosféricos - substâncias químicas voláteis que não são preservadas diretamente nos núcleos de gelo.

Os pesquisadores forneceram água derretida para bactérias que beberam o líquido e, em seguida, excretaram um gás que pode ser medido por máquinas que rastreiam a composição isotópica do gás. Olhando para o peso dos átomos de oxigênio da água de derretimento, a equipe viu quantos vieram dos dois oxidantes principais:o ozônio, que varia na atmosfera ao longo do tempo, versus as moléculas de detergente, que se espera que permaneçam razoavelmente constantes.

"Descobrimos que o sinal da mudança era completamente o oposto do que esperávamos, "Alexander disse." E isso indica que o que pensávamos ser os principais fatores para a abundância de oxidantes não eram realmente os controles principais, e tivemos que criar alguns outros mecanismos. "

Cientistas atmosféricos acreditavam que os níveis de ozônio aumentam com o aumento da temperatura. O ozônio é produzido com vapor de água e emissões das plantas, bactérias do solo e outras coisas vivas. Tudo isso sobe à medida que a temperatura aumenta. Portanto, os autores esperavam encontrar mais ozônio nos climas mais quentes.

Em vez de, a proporção de ozônio realmente aumentou em climas mais frios. Quando as mudanças de temperatura eram pequenas, o ozônio aumentou com a temperatura, mas para grandes oscilações de temperatura essa relação mudou, com mais ozônio nos períodos frios.

Uma hipótese proposta pelos autores é uma mudança na circulação entre a troposfera, o ar acima de nossas cabeças, e a estratosfera, a camada de maior altitude perto de onde a maioria dos aviões voa. O ar circula entre esses dois, subindo nos trópicos e caindo nos pólos. A estratosfera contém mais ozônio que é amplamente formado nessas elevações nos trópicos, então, se a circulação acelera, então, mais ozônio da estratosfera seria carregado para a superfície.

"Há evidências - fortes evidências - de que a circulação de Brewer-Dobson se tornou mais forte durante o último máximo glacial, "disse o co-autor Qiang Fu, um professor de ciências atmosféricas da UW. "Isso significa que havia menos ozônio estratosférico nos trópicos, mas mais nas latitudes elevadas, e, em seguida, mais ozônio descendo da estratosfera para a troposfera. "

Essa é uma explicação para o porquê de o ozônio subir na superfície durante climas frios. Essa mudança na circulação também faria com que mais radiação ultravioleta atingisse os trópicos, e UV e vapor de água são os principais motores para a formação do outro grupo principal de oxidantes, os detergentes. Os trópicos da era do gelo podem então se tornar uma rica fonte de detergentes, que decompõe a poluição e gases de efeito estufa como o metano.

"Tradicionalmente, os registros de metano do núcleo de gelo foram interpretados apenas como uma mudança na fonte, "Alexander disse." Mas os modelos da superfície da terra não foram capazes de simular a escala completa da mudança de metano vista nos núcleos de gelo. Isso sugere que talvez a vida útil do metano tenha mudado, e a única maneira de fazer isso é mudar a quantidade de detergente na atmosfera. "

Uma segunda explicação possível para a intrigante tendência do ozônio, pesquisadores disseram, é um grupo menos conhecido de oxidantes:halogênios. Essas moléculas são pouco estudadas, e não se sabe totalmente como eles influenciam o clima, mas os pesquisadores suspeitam que eles podem reagir para afetar os níveis de outros oxidantes.

"A maior fonte de halogênios é o sal marinho, e sabemos a partir de núcleos de gelo que o sal marinho é muito mais alto em climas mais frios, "Alexander disse." O gelo marinho também muda com o clima, claro."

Os autores suspeitam que ambos os mecanismos - a circulação de alto nível e as reações químicas com halogênios - podem afetar os oxidantes durante grandes oscilações na temperatura da Terra.

"As mudanças que medimos nos níveis de ozônio parecem ser bastante grandes se você considerar apenas um mecanismo de cada vez, sugerindo que eles podem estar agindo simultaneamente, e não necessariamente independentemente um do outro, "Alexander disse.