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Comprendere come si producono gli aerosol organici sulla superficie oceanica

Alcuni ricercatori hanno scoperto i processi chimici che portano alla generazione di aerosol organici, che sortiscono effetti misteriosi sull’ambiente e sul clima.

Cambiamento climatico e Ambiente

Secondo il quinto rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC), le nuvole e gli aerosol sono ritenuti alcuni dei più grandi ostacoli alla comprensione del sistema atmosferico e climatico. Da un punto di vista globale, gli aerosol atmosferici, costituiti sia da particelle liquide che solide sospese nell’atmosfera, hanno un considerevole impatto sul modo in cui la Terra assorbe e riflette l’energia termica del Sole. È presente un’elevata concentrazione di aerosol di sale marino che ha forti effetti sul clima e sulla qualità dell’aria. Tuttavia, permangono ingenti lacune di conoscenza quando si tratta di comprendere la sostanza organica presente nelle particelle di aerosol del microstrato organico rilevato sulla superficie degli oceani. Tali aerosol rappresentano l’anello tra la biogeochimica degli oceani e la formazione degli aerosol che vanno poi a ripercuotersi sul clima. Il progetto MARSU, finanziato dall’UE, ha dato il via a una serie di esperimenti specializzati a Capo Verde, in Marocco e nella Cina orientale per stabilire la composizione organica delle particelle di aerosol. L’intenzione del gruppo del progetto era comprendere l’evoluzione di tali particelle di aerosol a livello dello strato limite marino e la creazione di un quadro riveduto dell’effetto degli aerosol di sali marini sul clima. Questa ricerca è stata intrapresa con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie. «I partecipanti al progetto MARSU costituiscono un gruppo interdisciplinare di chimici, fisici e chimici analitici», afferma Wahid Mellouki, coordinatore del progetto. «Il consorzio riunisce scienziati esperti che conducono studi di laboratorio e in camere di simulazione atmosferica all’avanguardia, campionamenti e analisi sul campo, occupandosi inoltre dello sviluppo di metodi di analisi e di studi di modellizzazione».

Il contributo delle reazioni abiotiche

I ricercatori del progetto MARSU hanno esaminato la produzione di composti organici volatili (COV) utilizzando metodi (abiotici) diversi dai processi biologici. I ricercatori hanno riscontrato che le reazioni chimiche scatenate dal Sole a livello di contatto tra aria e acqua generavano vapori organici che favorivano la formazione di particelle di aerosol nell’atmosfera. Il risultato è di grande importanza poiché i modelli precedenti tenevano unicamente conto dei processi biologici trascurando quelli abiotici, responsabili della creazione di questi aerosol. Le attività del progetto hanno dimostrato che tali reazioni chimiche innescate dal Sole sulla superficie oceanica rappresentano una considerevole fonte di COV su scala globale. Rispetto alle quantità prodotte dalla biologia marina, questi processi si sono rivelati detenere le potenzialità per la produzione di oltre il 60 % di questi aerosol organici.

Individuare i meccanismi responsabili della produzione di aerosol organici

Il gruppo coinvolto nel progetto ha analizzato i legami tra gli aerosol organici prodotti sulla superficie oceanica e i meccanismi che li portano ad agire sulle nuvole e sulla troposfera, ossia la regione dell’atmosfera terrestre in cui si manifesta il tempo meteorologico. Il progetto MARSU ha constatato un’elevata concentrazione di queste particelle nell’acqua delle nuvole, notando tuttavia la necessità di modelli migliori poiché la biologia marina da sola non è in grado di spiegare l’alta concentrazione di questa sostanza organica.

Presentazione del primo sito di misurazione sul campo del Nord Africa

I ricercatori hanno istituito un nuovo sito di osservazione, comprovando il forte impatto delle emissioni provenienti da fonti urbane, desertiche, marine e terrestri sul particolato ambientale e sul contenuto organico dell’atmosfera. «Grazie al nuovo sito di osservazione sulla catena montuosa dell’Atlante, è stato possibile acquisire per la prima volta nuovi dettagli sugli agenti della composizione atmosferica in una regione remota ad altitudine elevata dell’Africa settentrionale, un’area geografica che fino ad oggi non era ancora stata presa in esame per la caratterizzazione sul campo», osserva Mellouki. I ricercatori intendono continuare la ricerca creando ulteriori siti in Africa.

Parole chiave

MARSU, clima, aerosol organico, superficie oceanica, marino, COV, IPCC, composti organici volatili

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