воскресенье, 12 января 2014 г.

Как хвойные смолы защищают поверхность Земли от перегрева

Источник: ЕСОпортал
Хвойные деревья изо всех сил стараются создать как можно больше облаков. (Фото Ryan Benyi Photography.)
Хвойные деревья изо всех сил стараются создать как можно больше облаков. (Фото Ryan Benyi Photography.)

Даже если мы уже давно перешли на синтетические ёлки, Новый год у нас всё равно ассоциируется с запахом хвои. Запах этот создают особые летучие углеводороды-терпены, выделяемые хвойными деревьями. Исследователи из Гёттингенского университета (Германия) обнаружили у этих приятно пахнущих веществ удивительное свойство: оказывается, «хвойные» терпены препятствуют развитию парникового эффекта.
О воздействии терпенов на атмосферу знают давно: даже в следовых количествах они весьма заметно влияют на химические реакции в тропосфере, связанные с озоном. Известно и то, что окисление терпенов приводит к формированию так называемых вторичных органических аэрозолей, которые, в свою очередь, играют важную роль в образовании облаков и круговороте воды. Однако вся эта информация имела общий характер, детали же терпеново-атмосферной химии оставались долгое время неизвестны.

Именно такие детали и описывают в журнале Angewandte Chemie Томас Цойх (Thomas Zeuch) и его коллеги. Вторичные органические аэрозоли содержат среди прочего серную кислоту, которая образуется с участием диоксида серы и терпенов. (Хотя название «серная кислота» звучит угрожающе, в климатических процессах она — в составе вышеупомянутых аэрозолей — может играть положительную роль.) Но как серная кислота оказывается в тропосфере? Один путь — превращение в диоксид серы с помощью гидроксильных радикалов. Другой — похожее превращение, но с помощью интермедиатов Криге, которые представляют собой карбонилоксиды с двумя свободнорадикальными центрами в молекуле.

Образуются интермедиаты Криге при реакции озона с терпенами, в частности с бета-пиненом, терпеном смолы хвойных деревьев. Сами интермедиаты Криге отличаются столь огромной реакционной способностью, что их долго не удавалось обнаружить в эксперименте. Но со временем их всё же «поймали» при непосредственном наблюдении; что же до рассматриваемой работы, то тут исследователям помогла инфракрасная спектроскопия химической реакции.

То есть хвойный терпен действительно участвует в создании интермедиата Криге, а этот интермедиат уже с огромной скоростью и высокой эффективностью (выход реакции — до 80%) превращает диоксид серы в предшественника серной кислоты. Аэрозольные частицы, которые образуются с участием сульфатов, помогают формировать облака, а облака, как все помнят, отражают солнечное излучение и защищают земную поверхность от перегрева.

В общем, мы ещё раз убеждаемся, что у природы есть что противопоставить нежелательным изменениям климата. Впрочем, при участии человека эти изменения могут быть настолько велики, что, как говорится, никаких терпенов не хватит.
Источник Компьюлента