اكتشف باحثون من معهد لايبنيز لأبحاث الغلاف الجوي (TROPOS) في لايبزيغ مسارات تفاعل جديدة في تحلل الأيزوبرين في الغلاف الجوي، والتي قد تكون ذات أهمية لتكوين الهباء الجوي العضوي في جميع أنحاء العالم. تقدم النتائج، المنشورة في Nature Communications، فهمًا أعمق لكيمياء الغلاف الجوي.
الأيزوبرين، وهو مركب تنبعث منه الغابات المتساقطة، هو أحد أهم المركبات غير الميثانية، حيث يبلغ حجمه 600 مليون طن من الكربون سنويًا. يتم تحلله في الطور الغازي بشكل شبه حصري بواسطة جذور الهيدروكسيل، مما يشكل جذور البيروكسي. هذه العمليات، خاصة في المناطق الاستوائية، حاسمة، لكن مسارات التفاعل لم تكن واضحة تمامًا حتى الآن.
في تجارب تحت ظروف الغلاف الجوي، استخدم فريق TROPOS قياس الطيف الكتلي عالي الحساسية للكشف عن جذور البيروكسي والمنتجات المستقرة. أكدت التحقيقات النتائج الحالية، لكنها حددت لأول مرة منتجات C4 و C5 جديدة وجذور بيروكسي مؤكسدة للغاية (C5H9O8 و C5H9O9) تتشكل في ثوانٍ عبر الأكسدة الذاتية. على الرغم من عائد مولي منخفض بنسبة 0.3٪، فإن الكمية الهائلة من الأيزوبرين قد تجعل هذه الجذور ذات صلة عالمية.
تقدر محاكاة النماذج إنتاجًا سنويًا يبلغ حوالي أربعة ملايين طن من هذه الجذور، وهو ما يقارن بالمنتجات المماثلة من ?-بينين، والتي كانت تعتبر حتى الآن المصدر الرئيسي للمنتجات الغازية المؤكسدة للغاية. تتفاعل هذه الجذور بشكل أساسي مع أحادي أكسيد النيتروجين لتكوين نيترات عضوية أو مع جذور الهيدروبيروكسي، مع كون التفاعل الأخير لا يزال غير واضح.
تشير النتائج إلى أن منتجات الأيزوبرين المؤكسدة للغاية قد تؤثر على تكوين الهباء الجوي ونموه، مع تأثيرات على المناخ والإشعاع. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتوضيح أهمية هذه العمليات لكيمياء الغلاف الجوي ونماذج المناخ العالمية.
