A mudança climática global está frequentemente na vanguarda das discussões e controvérsias nacionais e internacionais, no entanto, muitos detalhes dos fatores específicos que contribuem são mal compreendidos. Muitas perguntas permanecem sem resposta sobre o quão amplo é o efeito dos humanos na mudança climática da Terra.

Novos insights sobre um poluente prolífico

Agora, A cientista do PNNL, Dra. Xiao-Ying Yu, e sua equipe descobriram informações importantes sobre a formação de aerossóis orgânicos secundários (SOAs), que estão rapidamente se tornando um poluente principal de preocupação em termos de mudanças climáticas.

SOAs são moléculas transportadas pelo ar produzidas a partir de moléculas orgânicas originais, frequentemente conhecido como compostos orgânicos voláteis (VOCs), por uma série de reações fotoquímicas. Os VOCs entram na atmosfera como gases emitidos da biosfera e são atualmente liberados em grandes quantidades pelas atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis como gasolina, carvão, e gás natural. VOCs também podem vir de pesticidas e produtos domésticos, como tintas, adesivos, e purificadores de ar. Quando absorvido pela água no ar, VOCs são preparados para reações que formam SOAs.

Dependendo do cenário, SOAs podem ter um efeito de resfriamento ou aquecimento no clima. Isso ocorre porque eles podem absorver e refletir a luz. A absorção de luz causa resfriamento, enquanto a reflexão resulta em aquecimento. Assim, SOAs podem ter um efeito dinâmico e imprevisível na progressão das mudanças climáticas.

Os SOAs não contribuem apenas para as mudanças atmosféricas - eles também são atores importantes na saúde humana e podem ter efeitos adversos em nossa função respiratória e circulatória.

O que eles encontraram

Usando um dispositivo especial - Sistema para Análise na Interface de Vácuo Líquido (SALVI) - inventado por Yu, a equipe descobriu vários fatores e mecanismos subjacentes por trás da formação de SOA, incluindo a camada de água líquida que muitas vezes cobre a superfície das partículas transportadas pelo ar e absorve VOCs. A pesquisa da equipe foi conduzida no EMSL, o Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais, uma instalação de usuário do Departamento de Energia dos EUA (DOE) localizada no PNNL. A pesquisa de Yu baseia-se em técnicas de imagem química desenvolvidas em seu grupo no PNNL, bem como um corpo de trabalho que compreende cerca de 10 a 15 anos de estudo em superfícies e interfaces. Os resultados da equipe mostram que a interface entre a camada de água e o ar ao seu redor é importante na formação de SOA porque facilita as reações que criam SOAs a partir de VOCs. O artigo da equipe é publicado em Ciência e Tecnologia Ambiental .

Mesmo assim, porque a luz desempenha um papel central no desenvolvimento de SOA, pode parecer que o risco de exposição a SOA diminuiria ou desapareceria à noite. Não tão rápido. O trabalho de companheiro da equipe, publicado em npj Clima e Ciências Atmosféricas , mostra que tanto química diurna quanto noturna podem ocorrer, o que significa que os SOAs ainda estão se formando após o pôr do sol. Embora as razões exatas para isso ainda não sejam claras, Yu e sua equipe estão em um caminho promissor. Embora várias espécies químicas cruciais para o desenvolvimento de SOA sejam produzidas por fotoquímica, aglomerados de íons envolvendo substâncias orgânicas (moléculas baseadas em carbono) e água armazenada na camada líquida em torno de outras substâncias orgânicas foram especulados apenas antes. Yu e sua equipe descobriram que esses íons de cluster podem ser igualmente importantes para a formação de SOAs, permitindo a formação contínua mesmo após o pôr do sol.

Ao informar melhor os modelos e previsões de processos globais, as informações reveladas por Yu e seus colegas sobre SOAs podem nos ajudar a entender melhor as inúmeras maneiras pelas quais os humanos estão afetando o clima da Terra.