Euroopan hiukkastutkimuskeskus Cernissä on saatu aiempaa tarkempia tutkimustuloksia yhdisteistä, jotka osallistuvat hiukkasten syntyyn alailmakehässä. Kaikkein pienimpiä, ennen havaitsemattomia hiukkasia mittaavista laitteista vastasivat Helsingin yliopiston tutkijat akatemiaprofessori Markku Kulmalan johdolla.
Työ tehtiin osana CLOUD–hanketta, jonka tuloksia julkaistiin Nature-lehdessä 6.10.
CLOUDissa yhdeksän maan fyysikot ja ilmakehän tutkijat ratkovat yhteisvoimin kahta ilmakehätieteiden polttavaa kysymystä: Miten uusia pienhiukkasia muodostuu ilmakehässä, ja miten nämä aerosolihiukkaset vaikuttavat ilmastoon?
CLOUD-tutkimuksissa on kiinnitetty erityistä huomiota orgaaniseen yhdisteeseen nimeltä dimetyyliamiini, joka on väritön, hengitysteitä ärsyttävä, ammoniakkia muistuttava, huoneenlämmössä kaasumainen yhdiste.
Amiineja vapautuu ilmakehään sekä karjankasvatuksesta, biomassan poltosta ja muusta ihmistoiminnasta että meristä ja maaperästä. Ilmaan pääsevien amiinien määrän arvellaan olevan kasvussa, sillä niistä suunnitellaan apukeinoa poistettaessa hiilidioksidia kivihiilivoimaloiden savukaasuista.
Yksi tuhannesta miljardista riittää
CLOUDin tulosten mukaan amiinipäästöt vaikuttavat hiukkasmuodostukseen ja sitä kautta mahdollisesti myös pilvipisaroiden syntyyn ja edelleen koko ilmastoon. Dimetyyliamiini edesauttaa rikkihappohiukkasten muodostumista jo äärimmäisen pieninä pitoisuuksina – yksi molekyyli tuhannesta miljardista ilman molekyylistä riittää.
Auringon aktiivisuuden vaihteluilla sen sijaan ei tutkimuksen mukaan ole merkittävää vaikutusta rikkihappo-dimetyyliamiinihiukkasten syntyyn.
Mittalaitekehitystyön lisäksi Helsingin yliopistolla on ollut hankkeessa iso rooli laskennallisen, kvanttimekaniikkaan pohjautuvan mallin rakentajana. Mallilla kuvataan rikkihapon ja emästen hiukkasmuodostusta.
CLOUDissa saatiinkin ensi kertaa samalla sekä mitattua että luotettavasti mallinnettua hiukkasten muodostumista molekyylitasolta lähtien. Niissä tapauksissa, joissa mittausten tekeminen ei onnistu, näillä malleilla voidaan jatkossa arvioida pienimpien hiukkasten rakenteita sekä lämpö- ja muiden olosuhteiden vaikutusta hiukkasmuodostuksen nopeuteen.