science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nieuwe analyse laat zien hoe zwavelwolken zich kunnen vormen in de atmosfeer van Venus

Een opnieuw verwerkte afbeelding van gearchiveerde Mariner 10-gegevens verzameld in 1974. Dit is een afbeelding met valse kleuren die is gemaakt met behulp van oranje en ultraviolette filters voor respectievelijk de rode en blauwe kanalen. De wolken bevinden zich op ongeveer 60 kilometer hoogte en de afbeelding illustreert de aanwezigheid van een onbekende ultraviolet-absorbeerder in de atmosfeer, een lang onopgelost mysterie van Venus. Krediet:NASA/JPL-Caltech

Wetenschappers die geavanceerde computationele scheikundige technieken gebruiken, hebben een nieuwe weg gevonden voor de vorming van zwaveldeeltjes in de atmosfeer van Venus. Deze resultaten kunnen helpen om de lang gezochte identiteit van de mysterieuze ultraviolet-absorbeerder op Venus te begrijpen.

"We weten dat de atmosfeer van Venus een overvloed aan SO2 . heeft en zwavelzuurdeeltjes. We verwachten dat ultraviolette vernietiging van SO2 produceert zwaveldeeltjes. Ze zijn opgebouwd uit atomaire S (zwavel) tot S2 , dan S4 en tot slot S8 . Maar hoe wordt dit proces in gang gezet, dat wil zeggen, hoe werkt S2 vorm?" zei Planetary Science Institute Senior Scientist James Lyons, een auteur van de Nature Communications paper "Fotochemische en thermochemische routes naar S2 en vorming van polyzwavel in de atmosfeer van Venus."

Een mogelijkheid is om S2 . te vormen van twee zwavelatomen, dat wil zeggen reactie van S en S. Moleculen van S2 en S2 kan vervolgens worden gecombineerd om S4 . te vormen , enzovoort. Zwaveldeeltjes kunnen worden gevormd door condensatie van S8 of door condensatie van S2 , S4 en andere allotropen - verschillende fysieke vormen waarin een element kan bestaan ​​- die vervolgens herschikken om gecondenseerde S8 te vormen .

"Zwaveldeeltjes, en de gele zwavel die we vaker tegenkomen, bestaan ​​voornamelijk uit S8 , die een ringstructuur heeft. De ringstructuur maakt S8 stabieler tegen vernietiging door UV-licht dan de andere allotropen. S8 . vormen , we kunnen ofwel beginnen met twee S-atomen en S2 . maken , of we kunnen S2 . produceren via een andere weg, wat we in de krant hebben gedaan", zei Lyons.

Zwavelmoleculen zijn er in vele vormen, allotropen genaamd, van S2 tot S8 . Het subscript geeft het aantal S-atomen in de allotroop aan. We stellen hier een nieuwe weg voor naar S2 vorming. Met S2 beschikbaar in de atmosfeer, S4 en S8 zijn geproduceerd. S8 is de veel voorkomende vorm van gele zwavel die te zien is in de buurt van vulkanische openingen of die in een fles wordt geleverd. De zwavelallotropen S3 en S4 zijn voorgesteld als de mysterieuze UV-absorbeerder in de atmosfeer van Venus. Hoewel er nog geen consensus is over de identiteit van de absorber, is het zeer waarschijnlijk dat er zwavelchemie in het spel is. Credit:figuur aangepast van Jackson et al., Chem. Sci., 2016, gepubliceerd door de Royal Society of Chemistry.

"We hebben een nieuwe route gevonden voor S2 vorming, de reactie van zwavelmonoxide (SO) en zwavelmonoxide (S2 O), wat veel sneller is dan het combineren van twee S-atomen om S2 . te maken ," zei Lyons.

"Voor de eerste keer gebruiken we computationele chemietechnieken om te bepalen welke reacties het belangrijkst zijn, in plaats van te wachten tot laboratoriummetingen zijn gedaan of zeer onnauwkeurige schattingen te gebruiken van de snelheid van niet-bestudeerde reacties. Dit is een nieuwe en zeer noodzakelijke benadering voor het bestuderen van de atmosfeer van Venus," zei Lyons. "Mensen zijn terughoudend om naar het laboratorium te gaan om snelheidsconstanten te meten voor moleculen die bestaan ​​uit S, chloor (Cl) en zuurstof (O) - dit zijn moeilijke en soms gevaarlijke verbindingen om mee te werken. Berekeningsmethoden zijn de beste - en echt alleen—alternatief.

Er werden rekenmethoden gebruikt om de snelheidsconstanten te berekenen en de verwachte reactieproducten te bepalen. Dit zijn state-of-the-art computationele modellen (wat we ab initio modellen noemen). Deze ab initio berekeningen zijn gedaan door de auteurs uit Spanje en van de Universiteit van Pennsylvania.

"Dit onderzoek illustreert een andere weg naar S2 en vorming van zwaveldeeltjes. Zwavelchemie is dominant in de atmosfeer van Venus en speelt zeer waarschijnlijk een sleutelrol bij de vorming van de raadselachtige UV-absorbeerder. Meer in het algemeen opent dit werk de deuren naar het gebruik van moleculaire ab initio-technieken om de complexe chemie van Venus te ontrafelen, "zei Lyons. + Verken verder

Er zijn (nog) geen tekenen van leven op Venus




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Bottom-up-proces speelt een centrale rol bij het bepalen van interactienetwerken tussen mieren
  2. Wat is een bijtmiddel in de microbiologie?
  3. Organisme: definitie, types, kenmerken en voorbeelden
  4. Hoe een 3D-model van het ademhalingssysteem te maken
  5. Hoe stuifmeel werkt
  6. Hoe biomimicry werkt
  7. Boomklimmende gekko's die smallere zitstokken gebruiken, hebben langere ledematen dan verwacht
  8. Designer-molecuul wijst op behandeling voor ziekten veroorzaakt door DNA-herhalingen
  9. Waarom hebben we grote hersenen?

Wetenschap