Атмосферный хлор неизвестного происхождения связали с песком из Сахары

Климатологи открыли новый механизм образования атомов хлора в атмосфере: песчинки из Сахары соединяются с морскими брызгами над северной Атлантикой и образуют смешанные песчано-морские аэрозоли. Содержащийся в них хлорид-ион фотокаталитически окисляется до атомарного хлора, который активно связывает метан и тропосферный озон. Открытие позволит снизить неопределенность оценки выбросов короткоживущих парниковых газов и времени их нахождения в атмосфере. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Метан является вторым по значимости парниковым газом после углекислого: уровень его эмиссии значительно ниже, но потенциал воздействия на глобальное потепление выше в 28-34 раза. Озон в стратосфере выполняет определяющую для биосферы функцию защиты от ультрафиолетового излучения, но в самом нижнем слое атмосферы — тропосфере — является парниковым газом и опасным токсикантом. При этом оценить вклад CH₄ и O₃ в будущие изменения климата непросто, потому что они относятся к короткоживущим климатическим агентам, то есть могут находиться в атмосфере не дольше пары лет.

С помощью прямых наблюдений и математической модели химии атмосферы CAM-Chem коллектив ученых из шести стран под руководством Мартена ван Хемптена (Maarten van Herpen) установил, что железосодержащая минеральная пыль из Сахары достигает севера Атлантики посредством атмосферного переноса и соединяется с морскими брызгами в приземном слое воздуха. Так образуются сложные аэрозоли MDSA (mineral dust-sea spray aerosol). Под действием ультрафиолета хлорид-ион в этих аэрозолях подвергается фотокаталитическому окислению до атомарного хлора, который взаимодействует с метаном и озоном. При этом на каждый атом железа оказываются связанными 45 молекул CH₄, а общий вклад таких аэрозолей в разрушение O₃ над Северной Атлантикой может достигать шести процентов.

Это уже не первое свидетельство недооцененной роли галогенов в регуляции климата. Так, недавно ученые обнаружили, что короткоживущие соединения галогенов, поступающие в атмосферу из мирового океана, оказались эффективными охладителями: на текущий момент они способны снижать косвенно охлаждать каждый квадратный метр поверхности Земли на 0,13 ± 0,03 ватт за счет разрушения озона.