Il ruolo dell’acido iodico nella formazione degli aerosol e nel riscaldamento degli oceani

In un articolo pubblicato sulla rivista Science, la collaborazione CLOUD al CERN dimostra come le particelle di aerosol costituite da acido iodico possono formarsi con estrema rapidità nello strato limite marino, la porzione dell’atmosfera che è a diretto contatto con l’oceano.

Le particelle di aerosol nell’atmosfera influenzano il clima, sia direttamente che indirettamente, ma il modo in cui le nuove particelle di aerosol si formano e influenzano le nuvole e il clima rimaneva relativamente poco compreso. Ciò è particolarmente vero per le particelle che si formano nel vasto oceano.

“Le particelle di acido iodico sono state osservate in precedenza in alcune regioni costiere, ma fino ad ora non sapevamo quanto fossero importanti a livello globale”, afferma il portavoce di CLOUD Jasper Kirkby. “Sebbene la maggior parte delle particelle atmosferiche si formino dall’acido solforico, il nostro studio mostra che l’acido iodico può essere il motore principale nelle regioni marine incontaminate”.

I raggi cosmici influenzano la formazione di particelle di aerosol

CLOUD è un esperimento unico nel suo genere. È il primo esperimento di laboratorio al mondo a ottenere le prestazioni tecniche necessarie per misurare la formazione e la crescita di particelle di aerosol da una miscela di vapori, in condizioni atmosferiche controllate con precisione. Inoltre, l’esperimento è in grado di studiare come gli ioni prodotti da particelle ad alta energia, chiamate raggi cosmici, influenzano la formazione di particelle di aerosol. Per questo procedimento è stato utilizzato il flusso costante di raggi cosmici naturali che piove sulla camera NUVOLA o – per simulare altitudini più elevate – un raggio di particelle dal CERN Proton Synchrotron.

Nel suo nuovo studio, il gruppo di CLOUD ha valutato il modo in cui le particelle di aerosol si formano dai vapori provenienti dallo iodio molecolare, in condizioni di strato marino di confine. Hanno scoperto che la formazione e la crescita delle particelle sono guidate dall’acido iodico (HIO3) e che l’acido iodio (HIO2) svolge un ruolo chiave nelle fasi iniziali della formazione di particelle neutre, quelle senza carica elettrica.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che le particelle di acido iodico si formano con estrema rapidità, anche più rapidamente delle particelle di acido solforico-ammoniaca a concentrazioni di acido simili.

Hanno anche scoperto che gli ioni dei raggi cosmici provenienti dalla nostra galassia accelerano il tasso di formazione delle particelle al massimo possibile, il che è limitato solo dalla frequenza con cui le molecole si scontrano.

Un feedback positivo che accelera la perdita di ghiaccio marino

“È probabile che la formazione di particelle di acido iodico sia particolarmente importante nelle regioni marine incontaminate dove le concentrazioni di acido solforico e ammoniaca sono estremamente basse”, afferma Kirkby. “In effetti, è stata recentemente segnalata la frequente formazione di nuove particelle sulla banchisa nell’Alto Artico, guidata dall’acido iodico, con scarso contributo dell’acido solforico”.

I risultati hanno importanti ramificazioni. La superficie dell’oceano, il ghiaccio marino e le alghe esposte sono le principali fonti di iodio atmosferico e le emissioni globali di iodio alle alte latitudini sono aumentate di tre volte negli ultimi sette decenni e probabilmente continueranno ad aumentare in futuro, man mano che il ghiaccio marino si assottiglia.

“Nelle regioni polari, gli aerosol e le nuvole hanno un effetto riscaldante perché assorbono la radiazione infrarossa, altrimenti persa nello spazio, e poi la irradiano di nuovo verso la superficie. L’aumento dell’aerosol di acido iodico e la formazione di semi di nuvole potrebbero quindi fornire un feedback positivo precedentemente sconosciuto che accelera la perdita di ghiaccio marino nell’Artico”, spiega Kirkby.

 

 

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