In een artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: Wetenschap , de CLOUD-samenwerking bij CERN laat zien dat aërosoldeeltjes gemaakt van jodiumzuur zich extreem snel kunnen vormen in de mariene grenslaag - het deel van de atmosfeer dat in direct contact staat met de oceaan. Aerosoldeeltjes in de atmosfeer beïnvloeden het klimaat, zowel direct als indirect, maar hoe nieuwe aerosoldeeltjes zich vormen en wolken en klimaat beïnvloeden, blijft relatief slecht begrepen. Dit geldt met name voor deeltjes die zich boven de uitgestrekte oceaan vormen.

"Jodiumzuurdeeltjes zijn eerder waargenomen in bepaalde kustgebieden, maar we wisten tot nu toe niet hoe belangrijk ze wereldwijd kunnen zijn, ", zegt CLOUD-woordvoerder Jasper Kirkby. "Hoewel de meeste atmosferische deeltjes ontstaan ​​uit zwavelzuur, onze studie toont aan dat jodiumzuur de belangrijkste drijfveer kan zijn in ongerepte mariene regio's."

CLOUD is een uniek experiment. Het is 's werelds eerste laboratoriumexperiment dat de technische prestaties heeft bereikt die nodig zijn om de vorming en groei van aerosoldeeltjes uit een mengsel van dampen onder nauwkeurig gecontroleerde atmosferische omstandigheden te meten. In aanvulling, het experiment kan bestuderen hoe ionen geproduceerd door hoogenergetische deeltjes, kosmische straling genaamd, de vorming van aerosoldeeltjes beïnvloeden, met behulp van ofwel de gestage stroom van natuurlijke kosmische straling die op de CLOUD-kamer regent of - om grotere hoogten te simuleren - een bundel deeltjes van de CERN Proton Synchrotron.

In zijn nieuwe studie, het CLOUD-team heeft onderzocht hoe aerosoldeeltjes worden gevormd uit dampen die afkomstig zijn van moleculair jodium onder omstandigheden in de zeegrenslaag. Ze ontdekten dat de vorming en groei van deeltjes wordt aangedreven door jodiumzuur (HIO ₃ ), en dat joodzuur (HIO2) een sleutelrol speelt in de eerste stappen van de vorming van neutrale deeltjes - die zonder elektrische lading.

In aanvulling, de onderzoekers ontdekten dat de jodiumzuurdeeltjes extreem snel worden gevormd - zelfs sneller dan zwavelzuur-ammoniakdeeltjes bij vergelijkbare zuurconcentraties. Ze ontdekten ook dat ionen van kosmische straling afkomstig van onze melkweg de deeltjesvormingssnelheid tot het maximaal mogelijke versnellen, die alleen wordt beperkt door hoe vaak moleculen botsen.

"De vorming van jodiumzuurdeeltjes is waarschijnlijk bijzonder belangrijk in ongerepte mariene regio's waar de zwavelzuur- en ammoniakconcentraties extreem laag zijn, "zegt Kirkby. "Inderdaad, frequente vorming van nieuwe deeltjes boven het pakijs in het Hoge Noordpoolgebied is onlangs gemeld, gedreven door jodiumzuur met weinig bijdrage van zwavelzuur."

De resultaten hebben belangrijke gevolgen. Het oceaanoppervlak, zee-ijs en blootgesteld zeewier zijn belangrijke bronnen van atmosferisch jodium, en de wereldwijde uitstoot van jodium op hoge breedtegraden is de afgelopen zeven decennia verdrievoudigd en zal in de toekomst waarschijnlijk blijven toenemen naarmate het zee-ijs dunner wordt.

"In poolgebieden, aërosolen en wolken hebben een verwarmend effect omdat ze infrarode straling absorberen die anders in de ruimte verloren zou gaan en deze vervolgens terug naar het oppervlak uitstralen. Verhoogde vorming van jodiumzuuraerosol en wolkzaadvorming zou daarom een ​​voorheen niet-verantwoorde positieve feedback kunnen opleveren die het verlies van zee-ijs in het noordpoolgebied versnelt, ", legt Kirkby uit.