Thomas Sobyra, um estudante de pós-graduação do Grupo Nathanson que trabalha com CAICE, explica como o pentóxido de dinitrogênio entra na câmara de vácuo onde reage com um spray de água com um terço da largura de um cabelo humano. Crédito:Tatum Lyles Flick
Escondidas na névoa salina das ondas quebrando na praia estão as pistas para o futuro do nosso planeta.
Químicos da Universidade de Wisconsin-Madison estão se voltando para onde o oceano encontra o céu para estudar como nosso passado, climas presentes e futuros são afetados por um aerossol complexo feito de água do mar, ar e pedaços de matéria orgânica dos organismos que chamam o oceano de lar.
Os pesquisadores são membros do Centro de Impactos de Aerossóis na Química do Meio Ambiente, ou CAICE, uma colaboração financiada pela National Science Foundation dedicada a desvendar o impacto dessas partículas de aerossol na qualidade do ar e no clima.
Porque os oceanos cobrem 70 por cento do planeta, é uma tarefa difícil.
"Há muita água - muito oceano - e muito vento, "diz Joseph R. Gord, um associado de pesquisa de pós-doutorado na UW – Madison, quem trabalha com CAICE.
O CAICE recebeu recentemente US $ 20 milhões do NSF para financiar seus segundos cinco anos, com $ 3 milhões previstos para UW – Madison. Baseado na Universidade da Califórnia, San Diego, CAICE é uma colaboração entre 12 universidades e institutos de todo o país.
"Para entender o clima atual, precisamos saber o que aconteceu antes de estarmos aqui, "diz Timothy Bertram, diretor associado do CAICE e professor de química da UW – Madison. "Queremos saber quais partículas de aerossol, central para a formação de nuvens e o sistema climático, parecia nos tempos pré-industriais. "
Sean Staudt, um estudante de graduação que trabalha com CAICE, ajusta o fluxo de pentóxido de dinitrogênio para um espectrômetro de massa usado para estudar as reações do gás atmosférico em interfaces atmosféricas. Crédito:Tatum Lyles Flick
Para investigar as condições anteriores, Os cientistas do CAICE construíram um modelo de interface do oceano para recriar a composição química do spray marinho no laboratório. Isso permite aos pesquisadores alterar as condições e simular diferentes períodos de tempo geológico ou fatores ambientais. Mudando as temperaturas do oceano, um aumento na acidez do oceano, a poluição e a proliferação de algas prejudiciais alteram a composição dessa zona de aerossol e podem afetar os padrões climáticos e a saúde humana.
"Queremos entender como funciona o processo natural, "Bertram diz." Também queremos entender como os humanos impactam os oceanos e o papel que isso pode ter sobre essas pequenas partículas. "
A nova doação da NSF concentrará o projeto em três partes principais:produção de partículas; reações químicas na interface água-ar; e como as partículas afetam a formação de nuvens.
Os pesquisadores do UW – Madison se concentram nas reações químicas entre as partículas de aerossol e os gases atmosféricos. Uma classe de gases, conhecidos como compostos reativos de nitrogênio, pode afetar significativamente a concentração de oxidantes na atmosfera. Esses oxidantes, como o ozônio, são essenciais para a precisão dos modelos químicos e climáticos.
"Ao compreender o comportamento dessas moléculas, equipamos e capacitamos pessoas que estudam outros processos climáticos em profundidade para fazer melhores previsões e modelos da atmosfera, "diz Gord.
Joseph R. Gord, um associado de pesquisa de pós-doutorado na UW – Madison que trabalha com CAICE, examina o pentóxido de dinitrogênio congelado, um gás atmosférico. Ele o usará para explorar as reações químicas que ocorrem na interface oceano-ar. Crédito:Tatum Lyles Flick
As concentrações de compostos reativos de nitrogênio na atmosfera também afetam a quantidade de material particulado, que, junto com o ozônio, pode afetar a saúde humana. O ozônio e as partículas são monitorados pela Agência de Proteção Ambiental.
"Um enorme número de moléculas contribui para o quadro geral do clima, ", diz Gord." Nós estudamos alguns dos jogadores menos conhecidos publicamente para entender seu comportamento, de modo que as pessoas que olham para o quadro geral tenham pontos de partida precisos para o trabalho que fazem. "
Os colaboradores do CAICE baseiam-se em uma coleção de dados em rápido crescimento e no interesse e experiência compartilhados em química e ciências climáticas.
"Nosso centro não se baseia apenas em químicos de todos os matizes, mas também biólogos e oceanógrafos, e nos conectamos diretamente com a comunidade de modelagem climática, "diz Gil Nathanson, um professor de química na UW – Madison e pesquisador sênior no CAICE. "É um empreendimento gigantesco que leva a descobertas fundamentais e tangíveis."
