Les aérosols atmosphériques tels que la fumée, brouillard, et les brouillards sont constitués de fines particules solides ou liquides en suspension dans l'air. Dans la basse atmosphère, les aérosols jouent un rôle majeur dans le contrôle de la qualité de l'air, ainsi que dans la diffusion et l'absorption de la lumière du soleil. Cette interaction des aérosols avec la lumière varie considérablement et dépend de leur composition chimique complexe qui change rapidement dans les conditions hautement réactives de l'atmosphère. Surtout, la mystérieuse formation de particules atmosphériques contenant du carbone a intrigué les scientifiques de l'atmosphère au cours de la dernière décennie. Cette question exige une compréhension approfondie des mécanismes des réactions atmosphériques abordées dans une nouvelle étude de laboratoire intitulée Réactivité des radicaux cétyle et acétyle de la photolyse actinique solaire directe de l'acide pyruvique aqueux publié dans le Journal de chimie physique A .

Le travail montre comment un composé commun avec trois atomes de carbone appelé acide pyruvique, un produit de dégradation d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de composés organiques volatils (COV) abondants, participe à la génération de précurseurs d'aérosol organique brun. La recherche démontre que l'acide pyruvique, qui est omniprésent dans les eaux atmosphériques (par exemple, brouillards et aérosols aqueux, comme on le voit sur la photo), peut absorber la lumière du soleil pour générer des espèces radicalaires hautement réactives via un mécanisme détaillé de transfert d'électrons couplés à des protons (PCET).

Le mécanisme est initié par l'action de la lumière et favorise la formation de produits plus lourds avec six à huit atomes de carbone, qui ont la plus grande complexité chimique attendue pour la formation de nouvelles particules d'aérosols organiques secondaires. La formation d'aérosols organiques secondaires est l'un des processus atmosphériques les moins bien compris sur lesquels les scientifiques travaillent.

Le travail détaillé rapporte également des rendements quantiques dépendants de la concentration, un paramètre clé nécessaire pour évaluer l'impact des réactions photochimiques à travers des études indépendantes. Finalement, la recherche a indiqué que l'action de la lumière du soleil sur les particules d'eau est responsable du principal mécanisme de perte d'acide pyruvique dans la basse atmosphère, indiquant que la photochimie aqueuse peut être une étape globale importante dans le cycle atmosphérique des polluants anthropiques.

Cette recherche a été financée en partie par la National Science Foundation des États-Unis et par une bourse NASA Earth and Space Science. Des avis, résultats, et les conclusions ou recommandations exprimées dans cet article ne reflètent pas nécessairement les vues de la National Science Foundation ou de la NASA.