Un nuevo estudio codirigido por investigadores de la Universidad de Iowa explica cómo se distribuye el amoníaco en la atmósfera superior de la Tierra.

Los autores del estudio utilizaron modelos informáticos para determinar que el amoníaco finalmente se libera como gas a la atmósfera superior. El modelo explica un misterio:datos recopilados por satélites que muestran columnas de amoníaco en la atmósfera superior, especialmente en partes de Asia durante la temporada de monzones de verano.

La investigación es importante porque responde a escala molecular cómo el amoníaco es absorbido por las gotas de agua líquida y luego es empujado al aire durante la convección. cuando el aire se eleva desde la superficie de la Tierra, y se congela en la atmósfera superior.

"Descubrimos que podemos simular y predecir dónde debería estar el amoníaco, y nuestras predicciones se alinean con las mediciones satelitales, "dice Jun Wang, profesor de ingeniería química bioquímica en la Facultad de Ingeniería de la UI y cuyo equipo dirigió el estudio. "La novedad de la investigación es combinar lo que sabemos a nivel molecular y ponerlo en un modelo de simulación a escala global".

Amoníaco (fórmula química NH ₃ ) se ha medido cerca de la superficie de la Tierra, pero medir su concentración en la atmósfera superior, a más de seis millas de altura, ha sido un desafío. En 2016, Las mediciones satelitales detectaron columnas de amoníaco en la atmósfera superior sobre las regiones subtropicales del sudeste asiático.

Eso sorprendió a los investigadores porque se cree ampliamente que todo el amoníaco debería ser absorbido por el agua de las nubes o los aerosoles ácidos en la atmósfera inferior. hasta tres o cuatro millas sobre la superficie.

"Entonces la pregunta es, "¿Cómo se eleva el amoníaco a tal altura (nueve millas) sobre la superficie de la Tierra cuando reacciona tan bien con otras especies?", Dice Wang. "¿Cómo permanece como gas en la atmósfera superior?"

Usando modelado por computadora, el equipo de UI, con la ayuda de investigadores de la Universidad de Nebraska-Lincoln, encontró que las moléculas de amoníaco ocupan una capa delgada entre las partículas de hielo y el aire exterior, y se liberan cuando las partículas de hielo chocan en la atmósfera superior.

"Demostramos que el NH3 disuelto en gotas de nubes líquidas se libera a la atmósfera superior al congelarse y que hay una colisión posterior de partículas de hielo durante la convección profunda, explicando así las concentraciones inesperadamente altas de NH3 en muchas partes del mundo, "escriben los autores.

El papel, publicado en línea el 30 de mayo en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , se titula, "Perspectiva molecular para el modelado global del NH3 atmosférico superior a partir de nubes heladas".