Una imagen reprocesada de los datos archivados de Mariner 10 recopilados en 1974. Esta es una imagen en color falso creada con filtros naranja y ultravioleta para los canales rojo y azul, respectivamente. Las nubes están a unos 60 kilómetros de altitud, y la imagen ilustra la presencia de un absorbente ultravioleta desconocido en la atmósfera, un misterio de Venus sin resolver durante mucho tiempo. Crédito:NASA/JPL-Caltech
Los científicos que utilizan sofisticadas técnicas de química computacional han identificado una nueva vía de cómo se pueden formar partículas de azufre en la atmósfera de Venus. Estos resultados pueden ayudar a comprender la identidad buscada durante mucho tiempo del misterioso absorbente ultravioleta en Venus.
"Sabemos que la atmósfera de Venus tiene abundante SO2 y partículas de ácido sulfúrico. Esperamos que la destrucción ultravioleta de SO2 produce partículas de azufre. Se construyen a partir de S atómico (azufre) a S2 , luego S4 y finalmente S8 . Pero ¿cómo se inicia este proceso, es decir, cómo S2 forma?" dijo el científico sénior del Instituto de Ciencias Planetarias James Lyons, autor de Nature Communications artículo "Vías fotoquímicas y termoquímicas al S2 y formación de polisulfuro en la atmósfera de Venus".
Una posibilidad es formar S2 de dos átomos de azufre, es decir, reacción de S y S. Moléculas de S2 y S2 luego se pueden combinar para formar S4 , y así. Las partículas de azufre pueden formarse por condensación de S8 o por condensación de S2 , S4 y otros alótropos, diferentes formas físicas en las que puede existir un elemento, que luego se reorganizan para formar S8 condensado .
"Las partículas de azufre y el azufre amarillo que encontramos con más frecuencia están compuestos principalmente de S8 , que tiene una estructura de anillo. La estructura del anillo hace que S8 más estable frente a la destrucción por la luz ultravioleta que los otros alótropos. Para formar S8 , podemos comenzar con dos átomos S y hacer S2 , o podemos producir S2 por otro camino, que es lo que hemos hecho en el documento", dijo Lyons.
Las moléculas de azufre vienen en muchas formas llamadas alótropos, de S2 hasta S8 . El subíndice indica el número de átomos de S en el alótropo. Proponemos aquí un nuevo camino hacia S2 formación. Con S2 disponible en la atmósfera, S4 y S8 son producidos. S8 es la forma común de azufre amarillo que se puede ver cerca de los respiraderos volcánicos o que viene en una botella. Los alótropos de azufre S3 y S4 han sido propuestos para ser el misterioso absorbedor de UV en la atmósfera de Venus. Aunque todavía no hay consenso sobre la identidad del absorbedor, es muy probable que esté involucrada la química del azufre. Crédito:Figura adaptada de Jackson et al., Chem. Sci., 2016, publicado por la Royal Society of Chemistry.
"Encontramos un nuevo camino para S2 formación, la reacción de monóxido de azufre (SO) y monóxido de disulfuro (S2 O), que es mucho más rápido que combinar dos átomos de S para formar S2 ", dijo Lyons.
"Por primera vez, estamos utilizando técnicas de química computacional para determinar qué reacciones son las más importantes, en lugar de esperar a que se realicen mediciones de laboratorio o utilizar estimaciones muy imprecisas de la tasa de reacciones no estudiadas. Este es un enfoque nuevo y muy necesario. para estudiar la atmósfera de Venus", dijo Lyons. "La gente es reacia a ir al laboratorio para medir las constantes de velocidad de las moléculas formadas por S, cloro (Cl) y oxígeno (O); estos son compuestos difíciles y, a veces, peligrosos con los que trabajar. Los métodos computacionales son los mejores, y realmente única—alternativa.
Se utilizaron métodos computacionales para calcular las constantes de velocidad y determinar los productos de reacción esperados. Estos son modelos computacionales de última generación (lo que llamamos modelos ab initio). Estos cálculos ab initio fueron realizados por los autores de España y de la Universidad de Pensilvania.
"Esta investigación ilustra otro camino hacia S2 y formación de partículas de azufre. La química del azufre es dominante en la atmósfera de Venus y es muy probable que desempeñe un papel clave en la formación del enigmático absorbente UV. En términos más generales, este trabajo abre las puertas al uso de técnicas moleculares ab initio para desentrañar la compleja química de Venus", dijo Lyons. + Explore más
