Une image retraitée des données archivées de Mariner 10 collectées en 1974. Il s'agit d'une image en fausses couleurs créée à l'aide de filtres orange et ultraviolets pour les canaux rouge et bleu, respectivement. Les nuages sont à environ 60 kilomètres d'altitude, et l'image illustre la présence d'un absorbeur ultraviolet inconnu dans l'atmosphère, un long mystère non résolu de Vénus. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Des scientifiques utilisant des techniques sophistiquées de chimie computationnelle ont identifié une nouvelle voie de formation des particules de soufre dans l'atmosphère de Vénus. Ces résultats peuvent aider à comprendre l'identité longtemps recherchée du mystérieux absorbeur d'ultraviolets sur Vénus.
"Nous savons que l'atmosphère de Vénus contient du SO2 en abondance et des particules d'acide sulfurique. Nous nous attendons à ce que la destruction ultraviolette du SO2 produit des particules de soufre. Ils sont constitués de S atomique (soufre) en S2 , puis S4 et enfin S8 . Mais comment ce processus est-il initié, c'est-à-dire comment S2 forme ?", a déclaré le scientifique principal de l'Institut des sciences planétaires James Lyons, auteur de l'étude Nature Communications. article "Voies photochimiques et thermochimiques vers S2 et la formation de polysoufre dans l'atmosphère de Vénus."
Une possibilité est de former S2 à partir de deux atomes de soufre, c'est-à-dire la réaction de S et S. Molécules de S2 et S2 peuvent ensuite se combiner pour former S4 , etc. Les particules de soufre peuvent se former soit par condensation de S8 ou par condensation de S2 , S4 et d'autres allotropes - différentes formes physiques dans lesquelles un élément peut exister - qui se réarrangent ensuite pour former un S8 condensé .
"Les particules de soufre, et le soufre jaune que nous rencontrons le plus souvent, sont principalement constitués de S8 , qui a une structure en anneau. La structure en anneau fait S8 plus stable contre la destruction par la lumière UV que les autres allotropes. Pour former S8 , nous pouvons soit commencer avec deux atomes S et faire S2 , ou nous pouvons produire S2 par une autre voie, c'est ce que nous avons fait dans l'article », a déclaré Lyons.
Les molécules de soufre se présentent sous de nombreuses formes appelées allotropes, à partir de S2 jusqu'à S8 . L'indice indique le nombre d'atomes S dans l'allotrope. Nous proposons ici une nouvelle voie vers S2 formation. Avec S2 disponible dans l'atmosphère, S4 et S8 sont produits. S8 est la forme courante de soufre jaune que l'on peut voir près des évents volcaniques ou qui vient dans une bouteille. Les allotropes de soufre S3 et S4 ont été proposés pour être le mystérieux absorbeur d'UV dans l'atmosphère de Vénus. Bien qu'il n'y ait pas encore de consensus sur l'identité de l'absorbant, il est très probable que la chimie du soufre soit impliquée. Crédit :Figure adaptée de Jackson et al., Chem. Sci., 2016, publié par la Royal Society of Chemistry.
"Nous avons trouvé une nouvelle voie pour S2 formation, la réaction du monoxyde de soufre (SO) et du monoxyde de disoufre (S2 O), ce qui est beaucoup plus rapide que de combiner deux atomes S pour faire S2 ", a déclaré Lyon.
"Pour la première fois, nous utilisons des techniques de chimie computationnelle pour déterminer quelles réactions sont les plus importantes, plutôt que d'attendre que des mesures de laboratoire soient effectuées ou d'utiliser des estimations très inexactes du taux de réactions non étudiées. Il s'agit d'une approche nouvelle et très nécessaire. pour étudier l'atmosphère de Vénus", a déclaré Lyons. "Les gens hésitent à aller en laboratoire pour mesurer les constantes de vitesse des molécules composées de S, de chlore (Cl) et d'oxygène (O) - ce sont des composés difficiles et parfois dangereux avec lesquels travailler. Les méthodes informatiques sont les meilleures - et vraiment uniquement—alternative.
Des méthodes de calcul ont été utilisées pour calculer les constantes de vitesse et pour déterminer les produits de réaction attendus. Ce sont des modèles informatiques de pointe (ce que nous appelons des modèles ab initio). Ces calculs ab initio ont été effectués par les auteurs espagnols et de l'Université de Pennsylvanie.
"Cette recherche illustre une autre voie vers S2 et la formation de particules de soufre. La chimie du soufre est dominante dans l'atmosphère de Vénus et joue très probablement un rôle clé dans la formation de l'énigmatique absorbeur d'UV. Plus généralement, ce travail ouvre les portes à l'utilisation de techniques moléculaires ab initio pour démêler la chimie complexe de Vénus", a déclaré Lyons. + Explorer davantage
