کشف نوع جدیدی از ماده شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر در اتمسفر زمین
هوایی که ما هنگام تنفس به داخل ریه‌هایمان می‌فرستیم عمدتا از نیتروژن و اکسیژن و بخش کوچکی از آن از دی‌اکسیدکربن تشکیل شده است. با نگاه دقیق‌تر به ترکیبات سازنده‌ی اتمسفر زمین می‌توان طیف وسیعی از ترکیبات و عناصر مختلف را مشاهده کرد ، بااین‌حال به‌نظر می‌رسد برخی از این ترکیبات هنوز برای ما ناشناخته هستند.
اکنون یکی از این ترکیبات اسرارآمیز در کانون توجه قرار گرفته است. شیمی‌دان‌ها دریافته‌اند که دسته‌ای از مواد شیمیایی فعال و کاملاً واکنش‌پذیر به‌نام هیدروتری‌اکسیدهای آلی در جو زمین وجود دارد. این ترکیبات با وجود عمر کوتاهی که دارند ممکن است روی محیط اطراف خود تأثیر بگذارند. در واقع طبق محاسبات محققان شما حین خواندن این مقاله چند میلیارد مولکول از این ترکیب شیمیایی را تنفس خواهید کرد.
این‌که وجود چنین ترکیب شیمیایی در جو زمین چه تأثیری ممکن است بر بدن ما و البته بر محیط‌زیست داشته باشد به‌طور دقیق مشخص نیست. اما کشف یک ماده‌ی شیمیایی واکنش‌پذیر در اتمسفر باعث برانگیختن کنجکاوی دانشمندان شده است.
هنریک گروم کیارگارد، شیمی‌دان دانشگاه کپنهاگن در دانمارک در این ارتباط می‌گوید:
این ترکیبات همیشه در جو زمین وجود داشته‌اند؛ اما ما اکنون متوجه این موضوع شده‌ایم. ما به شواهدی از نحوه‌ی تشکیل این ترکیبات و حضور آن‌ها برای یک مدت معین در جو زمین دست پیدا کرده‌ایم و این موضوع می‌تواند به ما در مطالعه‌ی تأثیرات آن بر محیط کمک کند تا در صورت تشخیص خطرناک بودن آن‌ها به‌درستی واکنش نشان دهیم.
یکی از قواعد علم شیمی این است که با افزودن عناصر جدید به یک ترکیب ممکن است رفتار ماده به‌شدت تغییر کند. برای مثال آب را در نظر بگیرد. پیوند دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن باعث بوجود آمدن یک ترکیب شیمیایی منحصربه‌فرد شده است، ماده‌ای که پایه و اساس واکنش‌های شیمیایی دیگر بوده و نتیجه‌ی آن پیدایش حیات روی کره‌ی زمین بود. اما اگر یک اتم اکسیژن دیگر به این مولکول اصافه کنیم هیدروژن‌پروکساید به‌دست می‌آید که یک ترکیب واکنش‌پذیر بوده و می‌تواند باعث ازهم‌گسیختن ترکیبات شیمیایی موجودات زنده شود.
- نیمی از پرندگان سرتاسر جهان با کاهش جمعیت مواجه شده‌اند
اگر یک اتم اکسیژن دیگر به این مولکول کوچک عصبانی اضافه کنیم آن‌چه که تولید می‌شود چیزی نیست جز هیدروتری‌اکسید. برای تولید این ماده به مقداری ترکیبات آلی اشباع‌شده، کمی یخ خشک و البته تجهیزات مناسب آزمایشگاهی نیاز دارید. شیمی‌دان‌ها ازطریق تولید نوع خاصی از ترکیبات اتم اکسیژن می‌توانند مواد گوناگون دیگری نیز تولید کنند.
باتوجه به واکنش‌پذیری بالای هیدروتری‌اکسید این پرسش مطرح می‌شود که آیا این ماده می‌تواند به‌شکل پایدار در جو زمین وجود داشته باشد؟ پاسخ به این پرسش تنها از دیدگاه علمی اهمیت ندارد، چراکه وضعیت اتمسفر زمین و تأثیر آن از روش‌های مختلف بر سلامت شخصی افراد و حتی بحران گرمایش جهانی به برهم‌کنش ترکیبات آن بستگی دارد.
کریستین مولر شیمی‌دان دانشگاه کپنهاگن معتقد است:
اغلب فعالیت‌های انسانی منجر به انتشار مواد شیمیایی به درون اتمسفر می‌شود. بنابراین اگر به‌دنبال پیش‌بینی تأثیر این فعالیت‌ها بر آینده‌ی زمین و اتمسفر آن هستیم باید از برهم‌کنش‌های بین ترکیبات اتمسفر و اثرگذاری آن‌ها بر محیط آگاهی داشته باشیم.
اکنون محققان برای اولین بار موفق به مشاهده‌ی مستقیم فرایند تشکیل هیدروتری‌اکسید در اثر برهم‌کنش ترکیبات موجود در اتمسفر شده‌اند. به این‌ترتیب آن‌ها توانستند نحوه‌ی سنتز، مدت‌زمان حضور آن در جو و نحوه‌ی تجزیه‌ی هیدروتری‌اکسید را مطالعه کنند.
مقاله‌ی مرتبط:
- فیزیکدانان پیش‌بینی می‌کنند که زمین به جهانی آشوبناک با پیامدهای سهمگین تبدیل خواهد شد
طبق برآوردهای دانشمندان یک ماده‌ی آلی اشباع‌نشده به‌نام ایزوپرن پس از واکنش با دیگر ترکیبات اتمسفر سالانه می‌تواند بیش از ده میلیون تن هیدروتری‌اکسید تولید کند. البته ایزوپرن تنها یکی از منابع بالقوه‌ی تولید هیدروتری‌اکسید اتمسفریک است. طبق محاسبات محققان از نظر تئوری هر ماده‌ای در اتمسفر زمین می‌تواند در تشکیل هیدروتری‌اکسید نقش داشته باشد. محققان می‌گویند هیدروتری‌اکسید تشکیل‌شده در اتمسفر ممکن است بین چند دقیقه تا چند ساعت در جو زمین حضور داشته باشد. در این مدت هیدروتری‌اکسید به‌عنوان یک اکسید‌کننده‌ی قوی ممکن است وارد واکنش‌های شیمیایی شود. برخی از محصولات این واکنش‌ها ممکن است در داخل اجسام جامد میکروسکوپی توسط باد تا مسافت‌های طولانی منتقل شوند.
کیارگارد در این‌مورد می‌گوید:
می‌توان تصور کرد که در داخل این آئروسل‌ها (سوسپانسیون ذرات جامد در مایع) ممکن است مواد جدیدی تشکیل شوند که در صورت استنشاق برای بدن زیان‌آور باشند. اما برای پرداختن به مشکلات بهداشتی که این ترکیبات ممکن است به وجود آورند به انجام تحقیقات بیشتری نیاز است.
از طرف دیگر آئروسل‌ها نقش مهمی در بازتاب نورخورشید ایفا می‌کنند، از این رو مطالعه‌ی ساختمان شیمیایی و نحوه‌ی تشکیل و تجزیه‌ی آن‌ها می‌تواند باعث تحول در روش‌های مدل‌سازی اقلیمی شود. به‌طور یقین در آینده شاهد انجام پژوهش‌های بیشتر در خصوص نقش هیدروتری‌اکسید در اتمسفر و تأثیر آن بر فعالیت‌های اتمسفریک خواهیم بود. همان‌طور که یکی از محققان دیگر دانشگاه کپنهاگن به‌نام جینگ چن می‌گوید این تنها شروع ماجرا است.
چن اضافه می‌کند:
هوایی که ما را احاطه کرده مانند یک کلاف بزرگ از واکنش‌های شیمیایی پیچیده است. ما محققان اگر به‌دنبال پیدا کردن راه‌حل‌های بهتر هستیم باید به‌دقت اتمسفر زمین را پایش کنیم.
