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冰岛火山云中的漂白剂

发布时间:2019-09-14 00:45:02

去年冰岛亚菲亚德拉冰盖(Eyjafjallajkull )火山喷发导致欧洲航空运输瘫痪。一年后它的火山灰柱揭示了一个惊人的科学发现:德国美因茨马普化学所的研究人员发现火山灰柱中不仅含有常见的火山气体二氧化硫,还含氯自由基。氯自由基非常活泼,因此在极少量的情况下就能极大地影响当地大气化学。这些将刊登在《地球物理研究通讯》上的发现给火山灰柱中氯自由基化学提供了确凿的证据

,还给出了氯自由基浓度的计算方法。

科学家早已认识到火山喷发会释放含氯气体,他们因此怀疑极活泼的氯自由基的存在。2010年春天,在德国汉莎航空公司的3次专门航班中,研究人员使用CARIBIC大气测量容器采集了亚菲亚德拉冰盖火山云的空气样品带回他们在美因茨的实验室进行分析。他们所要寻找的化合物之一为碳氢化合物。

5月16日从德国法兰克福到不列颠群岛的CARIBIC飞行路线。点表示空气样品采集点。彩色区域表示应用气象模型计算出的火山灰云范围,其中红/黄色表示微粒含量高而紫色表示微粒含量低

“每座火山都有它自己的特点,”首作者Angela Baker说。“我们发现亚菲亚德拉冰盖火山灰云中碳氢化合物的含量比火山灰云外的低70%。与氯自由基反应是碳氢化合物损失的唯一合理解释。进一步的研究证实了这一点。”科学家计算出每立方厘米空气中含66000个氯原子。虽然与其它气体的浓度相比这并不算高,但氯自由基通常是不存在的,如此活泼的原子并不需要很多就能对大气化学产生明显的影响。

即使在最遥远地区最干净的低层大气中都含丙烷和丁烷等碳氢化合物。通常它们会因为与氢氧自由基反应而消失,但它们与氯自由基的反应速度要快上很多倍。这样,氯反应就在空气碳氢化合物的混合物中留下了它们特殊的“印记”。反过来,可以利用这个印记来计算氯自由基的量。第一次对火山灰云氯自由基浓度进行计算的马普科学家认为其它火山(如正在喷发的格里姆火山)的灰柱中氯自由基浓度接近。他们还希望他们的方法能被应用于将来的研究以了解火山氯自由基化学。(babymouselover编译/环境生态)

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