A produção de clorofluorocarbonos, que danificam a camada de ozônio, foi banido tanto quanto possível. Contudo, outras substâncias também podem abrir buracos na camada de ozônio em combinação com partículas de gelo, como aqueles encontrados nas nuvens. Pesquisadores da Ruhr-Universität Bochum, a Universidade de Duisburg-Essen e a Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg descobriram um possível mecanismo para isso. Eles descrevem isso no jornal Cartas de revisão física em 13 de novembro de 2018.

O trabalho foi parte de uma cooperação de longa data entre as equipes de Bochum, Duisburg-Essen, e Erlangen-Nuremberg liderado pela Professora Karina Morgenstern, Dr. Cord Bertram, Professor Uwe Bovensiepen e Professor Michel Bockstedte, que atualmente está sendo continuado no âmbito do cluster de excelência Ruhr Explores Solvation, ou Resolv para breve.

Moléculas orgânicas são depositadas em partículas de gelo

Os processos químicos podem influenciar significativamente o clima, o clima e a composição da atmosfera. Os raios cósmicos ou a luz ultravioleta fornecem a energia para dividir os compostos químicos. No caso do bromo, compostos de cloro ou flúor, radicais, isto é, moléculas particularmente reativas, são formados. Estes atacam as moléculas de ozônio e podem desencadear reações em cadeia na camada de ozônio. Um estudo de laboratório anterior mostrou que as partículas de gelo com um núcleo de prata podem promover tais reações. A equipe investigou o mecanismo por trás desse efeito no estudo atual.

No laboratório, os cientistas produziram minúsculas partículas de gelo e analisaram como certos compostos contendo cloro ou bromo interagiam com eles. Eles condensaram as partículas de gelo em cobre. Na natureza, partículas de poeira mineral, entre outras coisas, formar núcleos de condensação para as partículas de gelo.

Usando métodos microscópicos e espectroscópicos, eles observaram que as moléculas se ligavam preferencialmente a defeitos na estrutura do gelo. As moléculas de água circundantes da estrutura de gelo então se reorientaram e hidrogenaram as moléculas. Esse, por sua vez, tornou mais fácil ionizar as moléculas no experimento.

A radiação UV gera radicais

Os pesquisadores irradiaram os cristais de gelo com as moléculas anexadas usando luz ultravioleta, que excitou elétrons nas partículas de gelo na vizinhança das moléculas. Esses elétrons excitados ionizaram as moléculas de cloro e bromobenzeno. Por ionização, as moléculas se desintegraram em resíduos orgânicos e radicais de cloro e bromo altamente reativos.

"O mecanismo poderia explicar o que acontece quando a luz ultravioleta atinge o gelo contaminado com minerais, "diz Cord Bertram." Nossos resultados podem, portanto, ajudar a compreender os processos fundamentais por trás de fenômenos como buracos na camada de ozônio. "