Главные молекулы, ответственные за разрушение всей этой эмиссии, называют окислителями. Содержащие кислород молекулы, главным образом озон и основанные на водороде моющие средства, реагируют с загрязнителями и реактивными парниковыми газами, такими как метан.Исследование Вашингтонского университета, опубликованное 18 мая в журнале Nature, находит, что во время большого колебания климата, изменение окислителей в различном направлении, чем исследователи ожидало, что означает, что они должны заново продумать то, что управляет этими химикатами в нашем воздухе.«Окислители очень реактивные, и они реагируют с загрязнителями и парниковыми газами и очищают атмосферу», сказала соответствующий автор Бекки Александр, подводный адъюнкт-профессор атмосферных наук. «Мы хотели видеть, как способность атмосферы убрать себя могла бы измениться с климатом».
Первый автор Лэй Гэн, бывший подводный постдокторский исследователь теперь в Гренобле Университет Альп, проанализировал части от ледяного ядра Гренландии в лаборатории химии изотопа UW. 100,000-летнее ядро начинается в относительно теплый период, покрывает полный ледниковый период и концы в настоящем моменте, с несколькими более коротким температурным колебанием по пути. Исследователи использовали новый метод, чтобы получить самое первое, прочитанное на изменениях в атмосферных окислителях – изменчивые химикаты, которые непосредственно не сохранены в ледяных ядрах.Исследователи накормили талой водой бактерии, которые выпили жидкость и затем выделили газ, который может быть измерен машинами, которые отслеживают изотопический состав газа.
Рассмотрение веса атомов кислорода от талой воды позволило команде видеть, сколько прибыло из двух главных окислителей: озон, который варьируется по атмосфере со временем против моющих молекул, которые, как ожидают, останутся довольно постоянными.«Мы нашли, что признаком изменения была полная противоположность того, что мы ожидали», сказал Александр. «И это указывает, что, что мы думали, были основные драйверы для изобилия окислителей, не были на самом деле главные средства управления, и мы должны были придумать некоторые другие механизмы».
Атмосферные ученые полагали, что уровни озона повышаются как повышения температуры. Озон произведен с водяным паром и выбросами заводов, бактерий почвы и других живых существ. Все они повышаются, поскольку температура нагревается.
Таким образом, авторы ожидали находить больше озона в более теплых климатах.Вместо этого пропорция озона на самом деле увеличилась в более холодных климатах. Когда изменения температуры были небольшими, озон действительно увеличивался с температурой, но для большого температурного колебания, которым отношения щелкнули с большим количеством озона в холодные периоды.
Одна гипотеза, предложенная авторами, является изменением в обращении между тропосферой, воздухом выше наших голов, и стратосферой, слоем более высокого возвышения близко к тому, куда большинство самолетов летит. Воздух циркулирует между этими двумя, перемещаясь вверх в тропиках и роняя вниз на полюсах.
Стратосфера содержит больше озона, который в основном сформирован при тех возвышениях в тропиках, поэтому если обращение ускоряется, то больше озона от стратосферы нести вниз на поверхность.«Есть доказательства – убедительные доказательства – показывающий, что обращение Пивовара-Dobson стало более сильным во время последнего ледникового максимума», сказал соавтор Цян Фу, подводный преподаватель атмосферных наук. «Это означает, что было меньше стратосферического озона в тропиках, но больше в высоких широтах, и затем большем количестве озона, понижающегося от стратосферы до тропосферы».
Это – одно объяснение того, почему озон повысился бы в поверхности во время холодных климатов. Это изменение в обращении также заставило бы больше ультрафиолетового излучения поражать тропики, и ультрафиолетовый и водяной пар – основные драйверы для формирования другой главной группы окислителей, моющих средств.
Тропики ледникового периода могли тогда стать богатым источником моющих средств, которые ломают загрязнение и газы оранжерей как метан.«Традиционно, отчеты метана керна льда интерпретировались только как изменение в источнике», сказал Александр. «Но модели поверхности земли не были в состоянии моделировать полный масштаб изменения метана, замеченного в ледяных ядрах.
Это предполагает, что, возможно, целая жизнь метана изменилась, и единственный способ сделать, который должен изменить количество моющего средства в атмосфере».Второе возможное объяснение озадачивающей тенденции озона, исследователи сказали, является менее понятой группой окислителей: галогены.
Эти молекулы плохо изучены, и не полностью известно, как они влияют на климат, но исследователи подозревают, что они могли реагировать, чтобы затронуть уровни других окислителей.«Крупнейший источник галогенов от морской соли, и мы знаем от ледяных ядер, что морская соль намного выше в более холодных климатах», сказал Александр. «Морской лед также изменяется с климатом, конечно».
Авторы подозревают, что и механизмы – обращение высокого уровня и химические реакции с галогенами – могли затронуть окислители во время большого колебания в температуре Земли.«Изменения, которые мы измерили на уровнях озона, кажется, довольно большие, если Вы только рассматриваете один механизм за один раз, предполагая, что они могли бы действовать одновременно, и не обязательно независимо друг от друга», сказал Александр.