Een internationaal onderzoeksteam kon in het laboratorium experimenteel een volledig nieuw reactiepad laten zien voor de grootste natuurlijke zwavelbron in de atmosfeer. Het team van het Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS), de Universiteit van Innsbruck en de Universiteit van Oulu rapporteren nu in de Journal of Physical Chemistry Letters over het nieuwe afbraakmechanisme voor dimethylsulfide (DMS), die voornamelijk door de oceanen wordt vrijgegeven. De nieuwe bevindingen tonen aan dat belangrijke stappen in de zwavelcyclus van de aarde nog niet goed zijn begrepen, omdat ze de eerder aangenomen vormingsroutes voor zwaveldioxide (SO .) ter discussie stellen ₂ ), methaansulfonzuur (MSA) en carbonylsulfide (OCS) op basis van DMS-afbraak, die het klimaat op aarde sterk beïnvloeden door de vorming van natuurlijke deeltjes en wolken.

In de laboratoriumonderzoeken bij TROPOS in Leipzig werd een free-jet flow-systeem gebruikt, waarmee oxidatiereacties onder atmosferische omstandigheden kunnen worden onderzocht zonder storende wandeffecten. De producten van de reacties werden gemeten met state-of-the-art massaspectrometers met behulp van verschillende ionisatiemethoden. De onderzoeken naar het afbraakproces van dimethylsulfide (DMS; CH ₃ SCH ₃ ) toonde aan dat dit voornamelijk verloopt via een tweestaps radicaal isomerisatieproces, waarin HOOCH ₂ SCHO wordt gevormd als een stabiel tussenproduct en als hydroxylradicalen. Er wordt al vier jaar theoretisch gespeculeerd over dit reactiepad, maar het Duits-Oostenrijks-Finse team heeft het nu pas kunnen bewijzen. "De interactie van optimale reactieomstandigheden en zeer gevoelige detectiemethoden stelt ons in staat om bijna direct in een reactiesysteem te kijken, " meldt Dr. Torsten Berndt van TROPOS, wie verantwoordelijk is voor de onderzoeken. De nieuwe reactieroute is aanzienlijk sneller dan de traditionele bimoleculaire radicaalreacties met stikstofmonoxide (NO), hydroperoxy (HO ₂ ) en peroxyradicalen (RO ₂ ). "Verder onderzoek naar de afbraak van het tussenproduct HOOCH ₂ SCHO geeft ons hopelijk duidelijkheid over de formatiekanalen, vooral van zwaveldioxide (SO ₂ ) en carbonylsulfide (OCS), Berndt ging verder over de komende onderzoeken.

Dimethylsulfide (DMS) is een zwavelhoudend organisch gas dat bijna overal voorkomt:het afbraakproduct van bacteriën, bijvoorbeeld, maakt deel uit van de slechte adem van de mens. Anderzijds, de grote hoeveelheden DMS die worden geproduceerd en uitgegassen tijdens afbraakprocessen in de oceaan zijn belangrijk voor het klimaat:naar schatting komt er jaarlijks 10 tot 35 miljoen ton uit het zeewater vrij in de atmosfeer. DMS is dus de grootste natuurlijke bron van zwavel voor de atmosfeer. Als gevolg van de reactie met hydroxylradicalen, zwavelzuur (H ₂ DUS ₄ ) wordt gevormd vanaf SO ₂ en methaansulfonzuur (MSA), die een grote rol spelen bij de vorming van natuurlijke deeltjes (aerosolen) en wolken boven de oceanen. Carbonylsulfide (OCS) is ook belangrijk, omdat het door zijn lage reactiviteit in de atmosfeer kan worden gemengd in de stratosfeer, waar het bijdraagt ​​aan de vorming van zwavelzuuraërosolen en dus aan de afkoeling van de aardatmosfeer.

De nieuwe bevindingen over de afbraakroutes van DMS helpen de kennis over de vorming van natuurlijke aerosolen te verbeteren. De bijdrage van aërosolen en de resulterende wolken is nog steeds de grootste onzekerheid in klimaatmodellen. In tegenstelling tot broeikasgassen zoals koolstofdioxide, wolkenvormingsprocessen zijn veel complexer en moeilijker te modelleren.