Nå kan forskere se fra rommet hvor godt lufta er i stand til å rense seg selv
Takket være avansert teknologi – og ved å slå ut et flyvindu – kan satellitter nå følge med på den livsviktige kjemien i atmosfæren.

Oppe i atmosfæren foregår det hele tiden massevis av kjemiske reaksjoner. Noen av disse er vi helt avhengige av. Uten dem ville jorda vært ubeboelig.
– Natur og mennesker avgir mange organiske molekyler. Vi må bli kvitt dem på en eller annen måte. Hvis de bare hadde samlet seg i atmosfæren, ville vi alle vært døde nå, sier professor Armin Wisthaler ved Kjemisk institutt på Universitetet i Oslo.
Et av de viktigste bidragene til denne opprenskingen i atmosfæren kommer fra det som kalles OH-radikaler. OH fordi de består av oksygen og hydrogen, og de kalles radikaler fordi elektronene er fordelt på en måte som gjør at de reagerer veldig lett med andre stoffer.
De kan for eksempel reagere med metan, en av de verste klimagassene, og dermed fjerne det fra atmosfæren.
– Hvis vi reduserer den globale OH-konsentrasjonen, vil metan leve lenger i atmosfæren. Hvis vi har mer OH, vil metan leve kortere, og det er bra i et klimaperspektiv, sier Wisthaler til Titan.uio.no.
Det er derfor det er viktig å vite hvor mye OH-radikaler det er i atmosfæren. Wisthaler, som kaller seg atmosfærekjemiker, har vært med på et eksperiment som gjør at dette kan måles via satellitter som kretser rundt jorda.
Isopren er en viktig aktør
Da må vi først ta veien innom et annet molekyl som disse OH-radikalene reagerer lett med. Det kalles isopren (C5H8) og består av fem karbonatomer og åtte hydrogenatomer.
– Det som er spesielt med isopren for en atmosfærisk kjemiker, er at den har to dobbeltbindinger som gjør det til et veldig, veldig reaktivt molekyl, sier Wisthaler.
– Isopren er et av de mest reaktive molekylene i atmosfæren. De lever kanskje i bare en time og er en av hovedaktørene atmosfærisk kjemi på kort sikt.
Slik spiller isopren en avgjørende rolle for hvor mye OH-radikaler det er i atmosfæren. Og dermed påvirker isopren den atmosfæriske levetiden til andre organiske gasser, som for eksempel metan.
Eik og popler er hovedsynderne
Det er naturen selv som lager isopren.
– I første rekke kommer det fra trær, for det meste eik og popler, sier Wisthaler.
Hvorfor trærne gjør dette har forskningen foreløpig ikke noe sikkert svar på. Wisthaler forteller at biologenes hovedhypotese er at produksjon av isopren kan beskytte bladene mot plutselig oppvarming. Dette kan skade bladene, men ved å lage isopren kvitter de seg med litt energi.
Det er også usikkerhet om akkurat hvor mye isopren som slippes fri, men sannsynlig mellom 200 og 1000 millioner tonn pr. år. Isopren er ikke farlig å puste inn. Faktisk puster vi også ut isopren i små mengder.
Men når isopren reagerer med andre stoffer, kan det dannes skadelig luftforurensning.
– Når isopren brytes ned i atmosfæren, bidrar det til at det dannes ozon, sier Wisthaler.
Ozon er jo noe vi vil ha mest mulig av langt der oppe i det beskyttende ozonlaget, men her nede ved jordoverflaten er historien en annen.
– På bakkenivå er ozon skadelig. Både for mennesker å inhalere og for planter, sier Wisthaler.
Isopren bidrar også til at det dannes partikler i lufta som kan være skadelige både for helsa vår og for klimaet.
Slo ut vindu i fly
Det er derfor Wisthaler har bistått amerikanske forskere under eksperimenter i det sørøstlige USA, der de har problemer med dårlig luftkvalitet og høye ozonnivåer.
Forskere fra University of Minnesota bruker satellitter til å overvåke kjemien i atmosfæren. Men for å forsikre seg om at de kan stole på det satellittene ser, må de kombinere dette med faktiske målinger av hva som er til stede i lufta.
– Vårt bidrag er at vi har utviklet et nytt massespektrometer som kan måle hydrokarboner, blant dem isopren, veldig, veldig raskt. Vi kan måle på ti punkter hvert eneste sekund, sier Wisthaler.
Og så fort må det foregå siden målingene skjer i et av NASAs forskningsfly, som beveger seg 100–200 meter i sekundet. For å få til dette, har de slått ut et av vinduene i flyet og erstattet det med en metallplate med et hull i.
– Vi stikker et rør ut av vinduet og suger luft inn i flyet og videre inn i massespektrometeret. Det er et veldig sofistikert rør, sier Wisthaler.
Blant annet kan det bli veldig kaldt der oppe, og røret må varmes opp så ikke alt fryser fast i røret før de får målt noe som helst. På vei inn i spektrometeret som er plassert inne i flyet, får de organiske molekylene en elektrisk ladning slik at det er mulig å måle dem.
– Du kan ikke analysere nøytrale forbindelser. Du må lade dem, sier Wisthaler.
– Vi kan også måle vekten veldig nøyaktig. Fra vekten kan vi bestemme den atomære sammensetningen. Hvis vi finner store mengder molekyler med fem karbonatomer og åtte hydrogenatomer over en skog, da vet vi at det er isopren.
Fra lokal til global overvåkning
Målet med disse eksperimentene lokalt i USA er å forstå kjemien i atmosfæren på en global skala. Ved hjelp av disse flymålingene har de kunnet bekrefte og forbedre modellene de bruker for å tolke data fra satellittene.
– Ambisjonen er å ha satellitter i luften som kan gjøre global overvåking av innholdet i atmosfæren, sier Wisthaler.
– Dette er veldig viktig fordi vi vil vite mer om atmosfærens selvrensende evne. Nå vet vi ikke dette på global skala.
De har allerede oppdaget isoprenkilder som ikke var kjent tidligere.
– Kollegaene våre fant en isopren-hotspot i Afrika som ikke var kjent fra før. Uten denne nye teknologien må vi dra dit og måle.
Det er ikke nødvendigvis noe forskerne kan gjøre hvis de ser store konsentrasjoner av isopren. Hensikten er først og fremst å forstå hvordan verden henger sammen
– Atmosfærisk kjemi er en del av det globale systemet, og vi ønsker å forstå det på en global skala, sier Wisthaler.
Nøkkelord
Kontakter
Wenche WillochRedaktør, Titan.uio.no
Tel:+4798203122wenche.willoch@mn.uio.noBilder



Lenker
Om UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Sem Sælands vei 24
0371 Oslo
22 85 56 00http://www.mn.uio.no/
Det matematisk-naturvitskaplege fakultet har ein lang og stolt tradisjon innan forsking og undervising i dei klassiske realfaglege disiplinane. Fakultetet si verksemd dekkjer også eit breitt spekter av tverrfagleg forsking og ligg i front i Europa på fleire område.
Følg våre forskingsnyheiter på Titan.uio.no, som også er på Facebook og Twitter, eller abonner på nyheitsbrevet.
Følg saker fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
Registrer deg med din epostadresse under for å få de nyeste sakene fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet på epost fortløpende. Du kan melde deg av når som helst.
Siste saker fra UiO - Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet
Mutasjoner er en helt naturlig ting, både for virus og mennesker14.2.2021 09:37:43 CET | Aktuelt
Koronatiltak gjør livet surt for virusene. Da kan mutanter med andre egenskaper få en fordel.
Brannrammede svensker fikk luftrenser etter besøk av UiOs mobile laboratorium11.2.2021 10:56:40 CET | Aktuelt
I flere måneder har det brent i et avfallsdeponi i Sverige. Først da UiOs spesialbygde SUV kom på besøk, fikk folk i nærheten luftrenser i huset.
Kunnskap om pest ble nyttig i kampen mot korona-pandemien8.2.2021 14:37:13 CET | Aktuelt
Nils Chr. Stenseth har studert pestbakterien og Svartedauden i 20 år. Det kom til stor nytte da korona-viruset skapte en global pandemi.
Skolopendere har utviklet gift ved hjelp av bakterier og sopp5.2.2021 16:01:28 CET | Pressemelding
Giftekspert Eivind Undheim har funnet det desidert største og mest varierte bidraget til noen dyregift vi kjenner til hos skolopendere, også kjent som tusenbein.
Farmasøytens fokus kan redda liv5.2.2021 15:52:07 CET | Aktuelt
Når tverrfaglege team i sjukehus vert utvida med ein farmasøyt, kan dødsfall etter utskriving reduserast med ein tredjedel.
Feil bruk av farger kan forvrenge vitenskapelige data5.2.2021 12:35:53 CET | Aktuelt
Hvilket av disse Mars-bildene sier mest om hvordan planeten ser ut? Forskere oppfordres til å bli mer bevisste når de fargelegger.
I vårt presserom finner du alle våre siste saker, kontaktpersoner, bilder, dokumenter og annen relevant informasjon om oss.
Besøk vårt presserom