Les scientifiques ont réussi à comprendre pourquoi les forêts de conifères produisent autant de particules fines dans l'atmosphère. Les particules d'aérosol sont particulièrement abondantes lorsque le α-pinène, la molécule responsable du motif caractéristique des pins réagit avec l'ozone atmosphérique.

Les particules d'aérosols atmosphériques affectent le climat de la Terre en formant des nuages, mais en même temps ils polluent aussi l'air, augmentant ainsi la mortalité.

Les particules d'aérosol dans l'atmosphère ont leurs origines dans de nombreuses sources. La quantité importante de particules d'aérosol dans l'atmosphère est causée par l'oxydation des molécules d'hydrocarbures produites par les arbres et autres plantes. L'un des plus importants hydrocarbures formant des particules est le α-pinène, C'est, la molécule qui provoque l'odeur caractéristique des pins.

« Des aérosols particulièrement efficaces sont produits lorsque le α-pinène réagit avec l'ozone, qui à son tour sent "l'électricité, '" explique Théo Kurtén, maître de conférences au département de chimie de l'université d'Helsinki.

Les détails chimiques de cette formation de particules sont étudiés depuis des décennies, mais ce n'est que récemment que des groupes de recherche à l'Université de Tampere, l'Université d'Helsinki, et l'Université de Washington (à Seattle, USA) ont établi les schémas directeurs pour la conversion du -pinène en produits qui conduisent à des aérosols. Ils ont réussi à résoudre le problème en utilisant une combinaison de modélisation basée sur la mécanique quantique et des expériences de spectrométrie de masse ciblées.

"Le problème clé, non pris en compte dans les études précédentes, est le vaste excès d'énergie libérée lors de la réaction initiale de l'ozone avec la molécule de -pinène. Nos recherches révèlent comment cette énergie peut rompre certaines liaisons chimiques à l'intérieur de la molécule de α-pinène, qui autrement ralentiraient la formation de produits aérosols au point de devenir inutile. En revanche, le mécanisme réactionnel que nous avons découvert permet à ces produits de se former en moins d'une seconde, " dit Siddharth Iyer, chercheur postdoctoral au Laboratoire de physique des aérosols de l'Université de Tampere.

"C'est une découverte extrêmement importante pour les scientifiques des aérosols car nous sommes enfin en mesure de combler le fossé entre la théorie et l'observation concernant la formation d'aérosols à partir d'hydrocarbures émis par les arbres, " ajoute Matti Rissanen, professeur adjoint en sciences expérimentales des aérosols à l'Université de Tampere.

L'étude permet de démystifier une partie de la complexité des réactions atmosphériques dans le contexte des aérosols. Il fournit également un cadre méthodologique pour l'étude d'autres réactions similaires où l'excès d'énergie peut conduire à des canaux de réaction jusqu'alors inexplorés.

La recherche a été publiée dans Communication Nature .