גבוה בשמים, מים בעננים מסוגלים לשמש כאמצעי שידול המאלץ מזהמים הנישאים באוויר, כגון גופרית דו-חמצנית, להפוך למרכיבים מימיים פעילים (כגשם חומצי).
גבוה בשמים, מים בעננים מסוגלים לשמש כאמצעי שידול המאלץ מזהמים הנישאים באוויר, כגון גופרית דו-חמצנית, להפוך למרכיבים מימיים פעילים (כגשם חומצי). חוקרים מאוניברסיטת אורגון טוענים כי יש להתחשב בהתנהגות זו ולהכליל אותה בתרחישים המבוססים על הדמיות אקלימיות המתבצעות כיום.
תפקידה של גופרית דו-חמצנית – מזהם שמקורו בגזים געשיים ובתהליכי שריפה רבים – בהתהוות גשם חומצי ידוע, אולם המנגנון המדוייק שבאמצעותו גופרית דו-חמצנית מגיבה בפני השטח של חלקיקי-חומר מימיים באטמוספירה ליצירת גשם חומצי רחוק מהבנה.
כימאים מאוניברסיטת אורגון בחנו את ההתנהגות של גופרית דו-חמצנית מרגע שהיא מגיעה ונספחת לתוך מים בטמפרטורות נמוכות, מצב המדמה את התנאים השוררים ברום האטמוספירה. תוך שימוש באלומות לייזר קצרות-פעימה של אור נראה ואור תת-אדום, החוקרים הצליחו לעקוב אחר יחסי הגומלין שבין גופרית דו-חמצנית לבין מים לאחר שהיא מגיעה למשטח המים.
התוצאות, שפורסמו בכתב-העת המדעי Journal of the American Chemical Society, מראות כי ברגע שמולקולות הגופרית הדו-חמצנית מתקרבות לפני שטח המים, הן נלכדות ע”י מולקולות המים הנמצאות ע”ג פני-השטח, התנהגות המתגברת בטמפרטורות קרות.
למרות ש”הושטת יד” זו מספקת מסלול אפשרי לכניסתה של גופרית דו-חמצנית לתמיסה המימית, טבעם החלוש של יחסי-הגומלין משטח-קישור לא מבטיח שהתנהגותן של מולקולות המים אכן תעזור.
“מצאנו כי תהליך הקישור של גופרית דו-חמצנית לפני-שטח המים הוא מצב הפיך מאוד ולא תמיד הוא מאפשר את פתח הכניסה שניתן לצפות לו,” מסביר אחד מהחוקרים. “לדוגמא, עבור מים בעלי חומציות גבוהה, הגופרית הדו-חמצנית מתקרבת ונקשרת לפני שטח המים, אולם אין היא נכנסת עמוק יותר לתוככי המים.”
למידת הספיגה של גזים, כגון גופרית דו-חמצנית, יש השלכות חשובות בהבנת התנהגותם של מזהמים הנישאים באוויר ותרומתם של אלו להתחממות העולמית ולשינויים באקלים. גופרית דו-חמצנית, המתמוססת בתוך מים, הופכת למימית ומחזירה אור המגיע מהקרקע, בעוד שפחמן דו-חמצני המצטבר באטמוספירה לוכד את החום ומשאירו בכדור הארץ. הבנת יחסי הגומלין בין מולקולות מים הנמצאות בפני השטח שלהם, כעין אלו המצויות בעננים ובערפל, לבין מזהמים המתרוממים מעלה ממקורות אנושיים בפני הקרקע עשויה לסייע למדענים בחיזוי טוב יותר של פוטנציאל התגובות הכימיות המתרחשות באטמוספירה והשלכותיהן על אקלים העולם.
“בעבר סברנו כי רוב הכימיה באטמוספירה מתרחשת כאשר מולקולות גז מתנגשות ומגיבות,” מסבירה החוקרת הראשית. “המחקר שלנו הוא אחד מהראשונים לספק תובנות מולקולאריות בנוגע למתרחש כאשר גז אטמוספירי חשוב, כגון גופרית דו-חמצנית, מתנגש בפני השטח של מים, והתפקיד של המים עצמם בעידוד הגדלת הפעילות הזו.”
