Puiden erittämät, diterpeeneinä tunnetut yhdisteet saattavat vaikuttaa toistaiseksi tuntemattomin tavoin hiukkasten muodostumiseen ilmakehässä.
Espanjan tieteellisen tutkimuksen neuvoston (CSIC) alaisuudessa toimivan ympäristödiagnostiikan ja vedentutkimuksen laitoksen (IDAEA) sekä Helsingin yliopiston ilmakehätieteiden keskuksen (INAR) tutkimuksessa on ensimmäistä kertaa selvitetty kasvillisuuden maailmanlaajuisesti erittämien diterpeenien kokonaismäärä ja niiden kyky muodostaa aerosoleja. Tulokset tuovat uuden elementin nykyisiin ilmakehämalleihin.
Terpeenit ovat luonnollisia haihtuvia yhdisteitä, joita kasvit erittävät ja joita ne tarvitsevat viestintään, pölyttämiseen ja kasvinsyöjiltä puolustautumiseen. Ne saavat aikaan esimerkiksi tunnusomaisen ”metsän tuoksun” sateen jälkeen tai helteisenä päivänä. Ilmakehässä terpeenit reagoivat otsonin ja muiden yhdisteiden kanssa, minkä tuloksena syntyy pienhiukkasia eli aerosoleja. Nämä hiukkaset vaikuttavat ilmanlaatuun ja hengitysterveyteen, heijastavat auringon säteilyä ja toimivat pilvipisaroiden alkuina.
Diterpeenejä ei ole huomioitu ilmakehämalleissa siksi, että niiden uskottiin olevan haihtumattomia suuren molekyylipainonsa takia. Nykyaikaisempien ja tehokkaampien analyysimenetelmien ansiosta tutkijaryhmä on kuitenkin osoittanut, että diterpeenejä todella vapautuu ilmaan huomattavassa määrin ja että ne voivat edistää aerosolien muodostumista.
Kaureeni-nimisellä diterpeenillä tehtyjen laboratoriokokeiden perusteella diterpeenit voivat otsonin kanssa reagoidessaan tuottaa todella nopeasti hiukkasia. Reaktion tehokkuus on noin 10 prosenttia.
– Tämä 10 prosentin tehokkuus tarkoittaa, että kymmenesosa ilmakehään erittyneen kaureenin massasta muodostaa aerosoleja. Aiempi kemiallinen tietämys molekyylirakenteiden vaikutuksesta aerosolien muodostumiseen antaa olettaa, että valtaosa muista diterpeeneistä voi muodostaa aerosoleja tätäkin tehokkaammin, sanoo Helsingin yliopiston professori Mikael Ehn, joka johti tutkimuksen laboratoriokokeita. Ehnin ryhmä on tutkimuksissaan keskittynyt kymmenen viime vuoden ajan eri terpeenien hapettumis- ja aerosolinmuodostamisprosesseihin.
– Tutkimus muokkaa ymmärrystämme ilmakehän koostumuksesta, sillä tähän asti diterpeenejä ei ole pidetty olennaisina aerosolien muodostumiselle, toteaa IDAEA:n tutkija Ana María Yáñez-Serrano, joka on artikkelin ensimmäinen kirjoittaja.
Tutkimusartikkeli julkaistiin Communications Earth & Environment -lehdessä (Unaccounted impacts of diterpene emissions on atmospheric aerosol loadings).
Itä-Suomen yliopiston tutkijat osallistuivat ekosysteemitason diterpeeniemissioiden mittauksiin Siikanevan suolla. Kyseessä oli ensimmäinen näiden emissioiden mittaus kosteikkoalueella.
Lisätietoja:
Professori Mikael Ehn, Ilmakehätieteiden keskus, [email protected], p. 029 415 1076
Lähde: Helsingin yliopiston tiedote
