Tín dụng hình ảnh: NASA
Sử dụng các phép đo từ một chiếc máy bay của NASA bay qua Bắc Cực, các nhà khoa học của Đại học Harvard đã đưa ra những quan sát đầu tiên về một phân tử mà các nhà nghiên cứu từ lâu đã đưa ra giả thuyết đóng vai trò chính trong việc phá hủy tầng ozone tầng bình lưu, clo peroxide.
Phân tích các phép đo này được thực hiện bằng cách sử dụng một mô phỏng máy tính về hóa học khí quyển được phát triển bởi các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA (JPL), Pasadena, Calif.
Tên phổ biến mà các nhà khoa học khí quyển sử dụng cho phân tử này là clo clo monoxide dimer do nó được tạo thành từ hai phân tử clo monoxide dựa trên clo giống hệt nhau, liên kết với nhau. Các dimer đã được tạo ra và phát hiện trong phòng thí nghiệm; trong khí quyển, nó được cho là chỉ tồn tại trong tầng bình lưu đặc biệt lạnh ở các vùng cực khi nồng độ clo monoxide tương đối cao.
Nhà khoa học Harvard và tác giả chính của bài báo, Rick Stimpfle, cho biết, từ những quan sát có từ năm 1987, sự mất ôzôn cao có liên quan đến nồng độ clo monoxide cao, nhưng chúng tôi chưa bao giờ thực sự phát hiện ra clo peroxide trước đó.
Sự phong phú trong khí quyển của clo peroxide đã được định lượng bằng cách sử dụng một công cụ phát hiện huỳnh quang cộng hưởng cực tím mới, trước đây đã được sử dụng để định lượng mức độ clo monoxide trong tầng bình lưu ở Nam Cực và Bắc Cực.
Ross đã quan sát thấy clo monoxide ở Bắc Cực và Nam Cực trong nhiều năm và từ đó suy ra rằng phân tử mờ hơn này phải tồn tại và nó phải tồn tại với số lượng lớn, nhưng cho đến nay chúng tôi chưa bao giờ có thể nhìn thấy nó, ông Ross Salawitch, một đồng - tác giả của bài báo và một nhà nghiên cứu tại JPL.
Clo monoxide và dimer của nó có nguồn gốc chủ yếu từ halocarbons, các phân tử được tạo ra bởi con người cho các mục đích công nghiệp như làm lạnh. Việc sử dụng halocarbons đã bị Nghị định thư Montreal cấm, nhưng chúng vẫn tồn tại trong bầu khí quyển trong nhiều thập kỷ. Hầu hết lượng clo trong tầng bình lưu tiếp tục đến từ các nguồn do con người gây ra, ông Stimpfle nói thêm.
Clo peroxide kích hoạt sự phá hủy ozone khi phân tử hấp thụ ánh sáng mặt trời và phá vỡ thành hai nguyên tử clo và phân tử oxy. Các nguyên tử clo tự do có khả năng phản ứng cao với các phân tử ozone, do đó phá vỡ chúng và làm giảm ozone. Trong quá trình phá vỡ ozone, clo peroxide hình thành trở lại, khởi động lại quá trình phá hủy ozone.
Bây giờ bạn quay trở lại nơi bạn bắt đầu liên quan đến phân tử clo peroxide. Nhưng trong quá trình bạn đã chuyển đổi hai phân tử ozone thành ba phân tử oxy. Đây là định nghĩa về mất ozone, tổ chức Stimpfle kết luận.
Các phép đo trực tiếp của clo peroxide cho phép chúng ta định lượng tốt hơn các quá trình mất ôzôn xảy ra trong tầng bình lưu mùa đông địa cực, ông Mike Kurylo, giám đốc chương trình nghiên cứu khí quyển trên của NASA, Trụ sở NASA, Washington cho biết.
Bằng cách tích hợp kiến thức của chúng tôi về hóa học qua các vùng cực, mà chúng ta có được từ các phép đo tại chỗ trên máy bay, với các bức ảnh toàn cầu về ozone và các phân tử khí quyển khác, mà chúng ta có được từ các vệ tinh nghiên cứu, NASA có thể cải thiện các mô hình mà các nhà khoa học sử dụng dự báo sự phát triển trong tương lai của lượng ozone và cách chúng sẽ phản ứng với mức giảm của halocarbons trong khí quyển, kết quả từ việc thực hiện Nghị định thư Montreal, ông Kurylo nói thêm.
Những kết quả này đã đạt được trong một nhiệm vụ khoa học chung của Hoa Kỳ-Châu Âu, Thí nghiệm xác định và xác định ôzôn khí quyển và thí nghiệm khí quyển thứ ba trên Ozone 2000. Nhiệm vụ được thực hiện ở Kiruna, Thụy Điển, từ tháng 11 năm 1999 đến tháng 3 năm 2000.
Trong chiến dịch, các nhà khoa học đã sử dụng các mô hình máy tính cho khí tượng và hóa học tầng bình lưu để điều khiển máy bay ER-2 đến các khu vực của khí quyển nơi dự kiến sẽ có mặt clo peroxide. Tính linh hoạt của ER-2 cho phép lấy mẫu các vùng khí quyển thú vị này.
Nguồn gốc: NASA News Release
