La producción de clorofluorocarbonos, que dañan la capa de ozono, ha sido prohibido en la medida de lo posible. Sin embargo, otras sustancias también pueden hacer agujeros en la capa de ozono en combinación con partículas de hielo, como los que se encuentran en las nubes. Investigadores de la Ruhr-Universität Bochum, la Universidad de Duisburg-Essen y la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg han descubierto un posible mecanismo para esto. Lo describen en la revista Cartas de revisión física el 13 de noviembre de 2018.

El trabajo fue parte de una cooperación de larga data entre los equipos de Bochum, Duisburg-Essen, y Erlangen-Nuremberg dirigido por la profesora Karina Morgenstern, Dr. Cord Bertram, Profesor Uwe Bovensiepen y Profesor Michel Bockstedte, que actualmente se continúa en el marco del clúster de excelencia Ruhr Explores Solvation, o Resolv para abreviar.

Las moléculas orgánicas se depositan en partículas de hielo.

Los procesos químicos pueden influir significativamente en el clima, el clima y la composición de la atmósfera. Los rayos cósmicos o la luz ultravioleta proporcionan la energía para dividir los compuestos químicos. En el caso del bromo, compuestos de cloro o flúor, radicales, es decir, moléculas particularmente reactivas, están formados. Estos atacan las moléculas de ozono y pueden desencadenar reacciones en cadena en la capa de ozono. Un estudio de laboratorio anterior había demostrado que las partículas de hielo con un núcleo de plata pueden promover tales reacciones. El equipo investigó el mecanismo detrás de este efecto en el estudio actual.

En el laboratorio, los científicos produjeron diminutas partículas de hielo y analizaron cómo ciertos compuestos que contienen cloro o bromo interactuaban con ellas. Condensaron las partículas de hielo en cobre. En naturaleza, partículas de polvo mineral, entre otras cosas, formar núcleos de condensación para las partículas de hielo.

Utilizando métodos microscópicos y espectroscópicos, observaron que las moléculas se unían preferentemente a defectos en la estructura del hielo. Las moléculas de agua circundantes de la estructura del hielo se reorientaron e hidrogenaron las moléculas. Esta, Sucesivamente, facilitó la ionización de las moléculas en el experimento.

La radiación ultravioleta genera radicales

Los investigadores irradiaron los cristales de hielo con las moléculas adheridas utilizando luz ultravioleta, que excitó los electrones en las partículas de hielo en la vecindad de las moléculas. Estos electrones excitados ionizaron las moléculas de cloro y bromobenceno. Por ionización, las moléculas se desintegraron en residuos orgánicos y radicales de cloro y bromo altamente reactivos.

"El mecanismo podría explicar lo que sucede cuando la luz ultravioleta golpea el hielo contaminado con minerales, ", dice Cord Bertram." Nuestros resultados podrían ayudar a comprender los procesos fundamentales detrás de fenómenos como los agujeros de ozono ".