Как хвойные смолы защищают поверхность Земли от перегрева
Исследователи из Гёттингенского университета (Германия) обнаружили у этих приятно пахнущих веществ удивительное свойство: оказывается, «хвойные» терпены препятствуют развитию парникового эффекта.
О воздействии терпенов на атмосферу знают давно: даже в следовых количествах они весьма заметно влияют на химические реакции в тропосфере, связанные с озоном. Известно и то, что окисление терпенов приводит к формированию так называемых вторичных органических аэрозолей, которые, в свою очередь, играют важную роль в образовании облаков и круговороте воды. Однако вся эта информация имела общий характер, детали же терпеново-атмосферной химии оставались долгое время неизвестны.
Именно такие детали и описывают в журнале Angewandte Chemie Томас Цойх (Thomas Zeuch) и его коллеги. Вторичные органические аэрозоли содержат среди прочего серную кислоту, которая образуется с участием диоксида серы и терпенов. (Хотя название «серная кислота» звучит угрожающе, в климатических процессах она — в составе вышеупомянутых аэрозолей — может играть положительную роль.) Но как серная кислота оказывается в тропосфере? Один путь — превращение в диоксид серы с помощью гидроксильных радикалов. Другой — похожее превращение, но с помощью интермедиатов Криге, которые представляют собой карбонилоксиды с двумя свободнорадикальными центрами в молекуле.
Образуются интермедиаты Криге при реакции озона с терпенами, в частности с бета-пиненом, терпеном смолы хвойных деревьев. Сами интермедиаты Криге отличаются столь огромной реакционной способностью, что их долго не удавалось обнаружить в эксперименте. Но со временем их всё же «поймали» при непосредственном наблюдении; что же до рассматриваемой работы, то тут исследователям помогла инфракрасная спектроскопия химической реакции.
То есть хвойный терпен действительно участвует в создании интермедиата Криге, а этот интермедиат уже с огромной скоростью и высокой эффективностью (выход реакции — до 80%) превращает диоксид серы в предшественника серной кислоты. Аэрозольные частицы, которые образуются с участием сульфатов, помогают формировать облака, а облака, как все помнят, отражают солнечное излучение и защищают земную поверхность от перегрева.
В общем, мы ещё раз убеждаемся, что у природы есть что противопоставить нежелательным изменениям климата. Впрочем, при участии человека эти изменения могут быть настолько велики, что, как говорится, никаких терпенов не хватит.