Многолетнее, охватывающее 30 лет, исследование выявило, что земная атмосфера восстановила свою способность к самоочищению: начиная с конца 1990-х годов, она стала более эффективно удалять метан — парниковый газ, оказывающий влияние на климат.
Многолетние измерения монооксида углерода, содержащего углерод-14 (14C), были проанализированы международной исследовательской группой. В ее состав вошли Олаф Моргенштерн (Olaf Morgenstern) из Национального института водных и атмосферных исследований и Мартин Мэннинг (Martin Manning) из Университета Виктории (Новая Зеландия). Измерения проводились на двух удаленных станциях: Барринг-Хед (Новая Зеландия) и Эррайввал Хейтс (Антарктида).
Как выяснилось, важнейшую роль в очищении атмосферы играет гидроксильный радикал (OH) активно взаимодействует с большинством загрязняющих газов, быстро превращая их в менее опасные соединения. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Из-за сложностей, связанных с непосредственным измерением OH, исследователи использовали 14CO в качестве индикатора. С его помощью была косвенно оценена концентрация OH в земной атмосфере. Этот редкий изотоп, формирующийся под действием космических лучей, в основном поглощается гидроксильными радикалами.
Анализ показал, что после 1997 года наблюдалось постепенное снижение нормализованных данных по 14CO: на Baring Head среднегодовое снижение составило 0,5 процента (что соответствует примерно 12 процентам за период с 1997 по 2022 год), а в Антарктиде – особенно в декабре и январе – достигло 1,8 процента в год (около 43 процента за период с 1997 по 2021 год).
Негативные процессы указывают на увеличение концентрации гидроксильных радикалов в атмосфере: повышение уровня OH способствует более быстрому удалению загрязняющих веществ. Соответственно, окислительная способность атмосферы значительно возросла за последние десятилетия.
Согласно результатам компьютерного моделирования, выполненного с использованием современной климатической модели NIWA-UKCA, глобальное увеличение концентраций OH в атмосфере зафиксировано и, вероятно, обусловлено такими факторами, как повышенная концентрация выбросов оксидов азота (NOₓ), истончение озонового слоя и повышение температуры. Эти факторы стимулируют образование гидроксильных радикалов).
Повышение концентрации метана ведет к уменьшению концентрации OH-радикалов, поскольку метан является основным веществом, поглощающим их. Следовательно, для сохранения химического равновесия планеты может потребоваться увеличение объема выбросов этого парникового газа.
Новое научное исследование позволит не только глубже изучить процессы, происходящие в химии атмосферы Земли, но и внесет значительный вклад в разработку климатических моделей и методов сокращения выбросов парниковых газов.