Международная группа климатологов нашла новое применение ускорителю заряженных частиц, протонному синхротрону ЦЕРН. Пучок протонов позволил ученым смоделировать влияние космических лучей на аэрозоли в стратосфере. В ходе занявших несколько лет экспериментов была выявлена ключевая роль некоторых органических веществ в формировании облаков. Подробности приведены в статье ученых для журнала Nature, а кратко о работе ученых можно прочитать на сайте Phys.org со ссылкой на материалы ЦЕРН или на сайте эксперимента CLOUD.
Специалисты из почти двух десятков научных центров в разных странах (включая сотрудников российского ФИАН имени Лебедева) использовали протонный ускоритель для облучения смеси газов, находящейся под низким давлением. Условия в экспериментальной цистерне соответствовали стратосфере, причем ученые могли варьировать как физические условия в камере, так и химический состав изучаемых газов.
Эксперименты показали, что ключевую роль в появлении микроскопических капель аэрозолей играет диметиламин. Эффект от этого вещества оказался в тысячу раз сильнее эффекта от аммиака, который ранее считался главным виновником формирования капель серной кислоты. Серная кислота образуется при взаимодействии водяных паров и оксида серы. Аммиак и диметиламин способствуют формированию из нее мелких капель аэрозоля в верхних слоях атмосферы. Такие капли, как указано в работе ученых, появлялись при концентрации диметиламина от трех объемных частей на триллион.
Эффект конденсации кислоты интересовал специалистов потому, что кислотный аэрозоль поглощает тепловое излучение, охлаждая атмосферу в целом. Диметиламин образуется при разложении органических веществ как при природных, так и при антропогенных процессах, а оксид серы поступает в атмосферу в ходе вулканических извержений, а также в результате сжигания угля и нефти. Авторы открытия подчеркнули, что данные о роли диметиламина важны как для более точного моделирования глобального потепления, так и для прогнозирования воздействия человека на климат.
Аммиак и диметиламин планируется массово использовать для промышленного поглощения углекислого газа в рамках борьбы с антропогенным парниковым эффектом. Знания о том, как эти вещества сами по себе влияют на атмосферу, необходимы для оценки рисков проекта.