پژوهشگران دسته کاملا جدیدی از ترکیب‌های شیمیایی با واکنش‌پذیری بالا را در جو کره زمین کشف کرده‌اند و می‌گویند ممکن است هم بر سلامت انسان هم بر وضعیت اقلیمی جهان اثر منفی بگذارد.

در این پژوهش، که ماه گذشته در نشریه ساینس (Science) منتشر شد، برای نخستین بار تشکیل ترکیبی موسوم به تری‌اکسید اثبات شده است، ترکیب شیمیایی بسیار اکساینده‌ای که با سه اتم اکسیژن به هم متصل می‌شوند.

در بیانیه نویسنده ارشد این پژوهش، هنریک گروم کیارگارد از دانشگاه کپنهاگ، آمده است: «این دستاورد کنونی ما است. نوع ترکیب‌هایی که کشف کردیم ساختار منحصر‌به‌فردی دارند و چون بسیار اکساینده‌اند به احتمال زیاد آثاری دارند که هنوز کشف نکرده‌ایم.»

محققان در این پژوهش جدید نشان داده‌اند که هیدروتری‌اکسید‌ها (ROOOH) دسته کاملا جدیدی از ترکیب‌های شیمیایی‌اند که در شرایط جو تشکیل می‌شوند.

هیدروتری‌اکسید نوعی پلی‌اکسید هیدروژن است که آب (با دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن) ساده‌ترین و رایج ترین نوع آن است.

پروکسید هیدروژن متشکل از دو اتم هیدروژن و دو اتم اکسیژن (H2O2) یکی دیگر از این گونه ترکیب‌های شیمیایی است و معمولا به‌عنوان سفیدکننده به کار می‌رود.

هیدروتری‌اکسید‌ــ با فرمول شیمیایی ROOOH که R در آن هر گروه پیوندی مثل کربن می‌تواند باشد‌ــ دارای سه اتم اکسیژن متصل به یکدیگر است و واکنش‌پذیری بیشتری هم دارد.

پژوهشگران می‌گویند این مواد شیمیایی طی تجزیه چندین ماده شناخته‌شده که به‌صورت گسترده در جو منتشر می‌شوند، از جمله ایزوپرن و سولفید دیمیتل، پدید می‌آیند.

جینگ چن، دانشجوی دکتری و نویسنده دوم این پژوهش، می‌گوید:«خیلی مهم است که اکنون از طریق رصد مستقیم می‌توانیم نشان دهیم که این ترکیب‌ها واقعا در جو پدید می‌آیند، در کمال تعجب پایدارند و تقریبا از تمامی ترکیب‌های شیمیایی تشکیل می‌شوند. اکنون دیگر باید به تمام گمانه‌زنی‌ها پایان داد.»

محققان دانشگاه کپنهاگ برای نخستین بار، با همکاری تنگاتنگ همتایان بین‌المللی‌شان، تشکیل ترکیب‌های موسوم به تری‌اکسید را اثبات کردند.

گروه شیمی دانشگاه کپنهاگ (CHEMUCPH@) ۲۷ مه ۲۰۲۲

به گمان پژوهشگران هیدروتری‌اکسیدهای جو «تقریبا از تمام ترکیب‌های شیمیایی» تشکیل شده‌اند و بازه عمر آن‌ها را از چند دقیقه تا چند ساعت برآورد می‌کنند.

پژوهشگران برای مثال می‌گویند ایزوپرن‌ــ ماده شیمیایی اصلی سازنده لاستیک طبیعی که بسیاری از موجودات زنده تولید می‌‌کنند‌ــ یکی از ترکیب‌های آلی است که بیشترین انتشار را در جو دارد که به این تری‌اکسید‌ها تبدیل می‌شود.

به گفته، آن‌ها حدود ۱ درصد کل ایزوپرن‌های منتشرشده به هیدروتری‌اکسید تبدیل می‌شود.

طبق برآورد محققان، تراکم هیدروتری‌اکسید در جو «حدود ۱۰ میلیون در سانتیمتر مکعب» است.

در قیاس با آن، به گفته آنان، غلظت رادیکال‌های OH، که جزو مهم‌ترین اکساینده‌های موجود در جو زمین است، حدود ۱ میلیون رادیکال در سانتیمتر مکعب است.

آنان می‌گویند این تری‌اکسیدها ممکن است بتوانند به ذرات ریز معلق در هوا، موسوم به هواپخش (ائروسل)، نفوذ کنند و چنان پایدار باشند که با بسیاری دیگر از ترکیب‌های موجود در جو واکنش نشان دهند.

دکتر گروم کیارگارد گفت: «این اکساینده‌ها به احتمال زیاد وارد ائروسل‌ها می‌شوند و ترکیب‌هایی جدید با آثار جدید تشکیل می‌دهند. به‌راحتی می‌توان تصور کرد مواد جدیدی درون ائروسل‌ها تشکیل شود که تنفس آن‌ها مضر باشد. اما برای بررسی این آثار احتمالی بر سلامت به تحقیق بیشتری نیاز داریم.»

محققان معتقدند به «احتمال زیاد» این دسته مواد شیمیایی بر میزان تولید ذرات معلق اثر می‌گذارد و احتمالا آثار اقلیمی نیز دارد.

ایوا آر کیارگارد، یکی دیگر از نویسندگان این پژوهش، گفت: «چون ائروسل‌ها هم نور خورشید را باز‌می‌تابانند و هم آن را جذب می‌کنند، این پدیده بر تعادل گرمایی زمین‌ــ یعنی بر میزان نور خورشیدی که زمین جذب می‌کند و به فضا بازمی‌تاباند‌ــ اثرگذار است. وقتی مواد جذب ائروسل‌ها می‌شود این ذرات بزرگ می‌شوند و به تشکیل ابرها کمک می‌کنند، که این بر وضعیت اقلیمی زمین نیز اثر می‌گذارد.»

این پژوهش نشان می‌دهد شاید بسیاری ترکیب‌های شیمیایی موجود در هوا هنوز شناسایی نشده باشند اما محققان می‌گویند در مورد این کشف تازه نگرانی ندارند.

دکتر گروم کیارگارد گفت: «این ترکیب‌ها همواره در اطراف ما بوده‌اند، فقط از وجودشان خبر نداشتیم. اما همین که حالا شواهدی داریم دال بر اینکه این ترکیب‌ها تشکیل می‌شوند و تا مدت مشخصی وجود دارند، نشان می‌دهد که بررسی دقیق‌تر آثار آن‌ها و واکنش نشان دادن به خطرهای احتمالی آن‌ها ممکن است.»

دکتر جینگ چن در پایان گفت: «واقعا هوای اطراف ما کلاف عظیم درهم‌پیچیده‌ای از واکنش‌های شیمیایی پیچیده است. ما در مقام محقق، اگر می‌خواهیم در یافتن راه حل بهتر شویم، باید ذهنیتمان را این زمینه باز نگه داریم.»