Les scientifiques ont maintenant observé un type de production de paires particulièrement rapide en laboratoire :les hydrocarbures doublent lorsque deux radicaux peroxyles réagissent entre eux. Cela signifie que des produits stables avec le squelette carboné des deux radicaux peroxyle sont formés, qui aura très probablement une structure de peroxyde. La preuve de ce chemin de réaction est désormais possible à l'aide d'une technologie de mesure de pointe. Des chercheurs du Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) et des universités d'Innsbruck et d'Helsinki présentent leurs découvertes dans le dernier numéro de la revue Angewandte Chemie . Les nouvelles découvertes joueront un rôle important dans l'amélioration de notre compréhension des voies de décomposition des hydrocarbures dans l'atmosphère. Les produits de réaction rapidement formés sont généralement très non volatils et sont des précurseurs de l'aérosol organique secondaire, ce qui est important pour le climat de la terre.

Les hydrocarbures sont considérés comme des éléments constitutifs de la vie, combinant les éléments carbone et hydrogène pour donner naissance à des millions de composés chimiques différents. En plus du méthane, ces composés organiques comprennent également un grand nombre d'autres gaz qui jouent un rôle important dans l'atmosphère. Les émissions mondiales de ces hydrocarbures non méthaniques provenant de la végétation et des activités humaines sont estimées à environ 1,3 milliard de tonnes par an. Il est donc important de connaître leurs processus de dégradation et les produits qu'ils produisent.

La décomposition atmosphérique est initiée par des agents oxydants tels que l'ozone ou les radicaux OH (le "détergent atmosphérique"), résultant presque exclusivement en radicaux peroxyles en tant qu'intermédiaires hautement réactifs qui peuvent continuer à réagir rapidement avec l'oxyde nitrique (NO) ou d'autres radicaux peroxyles. Jusque là, il a été supposé que la formation de produits d'accrétion à partir de la réaction de deux radicaux peroxyles est insignifiante, qui remonte aux découvertes des années 60 et 70. Les nouvelles expériences couplées aux mesures cinétiques nécessaires conduisent maintenant à la conclusion que la formation des produits de réaction non volatils est importante dans toutes les conditions atmosphériques. « Il est fascinant de pouvoir suivre la formation des radicaux peroxyles et de leurs produits de réaction en ligne dans le spectromètre de masse. Cela nous donne un aperçu direct des processus élémentaires au cours d'une réaction chimique, " a rapporté le Dr Torsten Berndt de TROPOS.

Au TROPOS de Leipzig, l'équipe a réussi à démontrer ce processus dans des expériences de laboratoire à l'aide d'un appareil d'écoulement spécial qui permet des expériences sans interférence de réactions en phase gazeuse à pression atmosphérique. De nouvelles techniques de spectrométrie de masse développées à Innsbruck et à Leipzig ont été utilisées ici pour la première fois. Dans l'analyse par spectrométrie de masse, le composé à l'étude est ionisé puis identifié par le rapport masse sur charge. Les méthodes d'ionisation douces utilisées permettent la détection sensible des radicaux peroxyles et de leurs produits de réaction avec une limite de détection allant jusqu'à 1 ppqV. Avec cette technique, il est désormais possible de déterminer de manière fiable une molécule spécifique dans un mélange d'un quadrillion (1015) de molécules.

L'identification de cette nouvelle voie de réaction dans l'atmosphère est d'une grande importance pour la recherche sur le climat, car il s'agit d'une autre pièce du puzzle dans la recherche de sources pas encore entièrement comprises dans la formation de l'aérosol organique secondaire et la formation ultérieure de nuages. Jusque là, les nuages ​​restent la grande inconnue du système climatique. Même le dernier rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) considère les nuages ​​comme le plus grand facteur d'incertitude dans les scénarios climatiques du futur. Les nouveaux résultats pourraient conduire à des estimations plus précises de la contribution liée au climat apportée par la végétation et donc par diverses formes d'utilisation des terres.