פעילויות אנושיות פולטות סוגים רבים של מזהמים לאוויר, וללא מולקולה הנקראת הידרוקסיד (־OH), רבים מהמזהמים הללו ימשיכו להצטבר באטמוספרה. כעת, ממצאים חדשים עשויים להשפיע על האופן שבו חוקרים בונים מודלים ממוחשבים לחיזוי זיהום אוויר.
האופן שבו ההידרוקסיד (יון שלילי דו-אטומי של חמצן ומימן הקשורים יחד בקשר קוולנטי) עצמו נוצר באטמוספרה נתפס כסיפור שלם, אבל במחקר חדש שפורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences, צוות מחקר הכולל את סרגיי ניזקורודוב, פרופ' לכימיה מאוניברסיטת קליפורניה באירוויין, דיווח כי שדה חשמלי הקיים על פני השטח בין טיפות מים הנישאות באוויר והאוויר שמסביב, יכול ליצור הידרוקסיד על ידי מנגנון שלא היה ידוע עד כה.
למעשה, מדובר על ממצא שעשוי לעצב מחדש את האופן שבו מדענים מבינים כיצד האוויר מנקה את עצמו ממזהמים הנפלטים על ידי פעילויות אנושיות וגזי חממה, שההידרוקסיד מחסלם על ידי הפיכת למסיסים במים. פול יוזף קרוצן, קלימטולוג וכימאי הולנדי, שזכה בפרס נובל לכימיה לשנת 1995, אף הגדיר את ההידרוקסיד כ"חומר הניקוי של האטמוספרה".
"קיים צורך בהידרוקסיד כדי לחמצן פחמימנים, אחרת הם יצטברו באטמוספירה ללא הגבלת זמן", אמר פרופ' ניזקורודוב. "הידרוקסיד הוא שחקן מפתח בכל הנוגע לכימיה של האטמוספרה. הוא יוזם את התגובות שמפרקות מזהמים הנישאים באוויר ועוזר להסיר מהאטמוספרה כימיקלים מזיקים כמו גופרית דו-חמצנית ותחמוצת חנקן", הוסיף ד"ר כריסטיאן ג'ורג', כימאי אטמוספרי באוניברסיטת ליון שבצרפת ואחד ממחברי המחקר החדש. לדבריו, הבנה מלאה של מקורותיו היא המפתח להבנה והפחתה של זיהום האוויר העולמי.
עד כה, ההנחה הרווחת הייתה שאור השמש הוא הגורם העיקרי להיווצרות של הידרקסיד, שכן היה מקובל לחשוב שהוא נוצר על ידי פוטוכימיה (העוסק באופן שבו גלי אור נראים או בלתי נראים משפיעים על אטומים ותרכובות) או תגובת חמצון-חיזור שקרויה רדוקס (תגובה כימית שבה משתנה דרגת החמצון של המגיבים), תוך חובת קיום אור השמש או מתכות הפועלים כזרזים.
"מה שהמחקר הזה אומר בעצם זה שאין עוד צורך בשום דבר מזה. במים הטהורים עצמם, הידרוקסיד יכול להיווצר באופן ספונטני על ידי התנאים המיוחדים שמתקיימים על פני הטיפות", הסביר פרופ' ניזקורודוב, שיחד עם עמיתיו הסתמכו על מחקר של מדענים מאוניברסיטת סטנפורד, שנערף בראשות פרופ' ריצ'רד זאר, שדיווח על היווצרות ספונטנית של מימן על-חמצני, הידוע בכינוי "מי חמצן", על פני השטח של טיפות מים.
צוות המחקר בהובלתו של פרופ' ניזקורודוב מדד ריכוזי הידרוקסיד בבקבוקונים שונים - חלקם הכילו משטח אוויר-מים ואחרים הכילו רק מים ללא אוויר - ועקב אחר ייצור ההידרוקסיד בחושך על ידי הכללת מולקולת "בדיקה" בבקבוקונים, שפולטת אור כאשר היא מגיעה באינטראקציה עם ההידרוקסיד. מה שראו החוקרים היה ששיעורי ייצור ההידרוקסיד בחושך לא רק דומים לאלה שבמחקר שאותו הוביל פרופ' זאר, אלא אף עולים על הכמות שנוצרה בעת החשיפה לאור השמש. "כמות ההידרוקסיד שתיווצר בחושך תהיה מספקת עד כדי כך שהיא תהווה תחרות למקורות מוכרים אחרים של ייצור הידרוקסיד", אמר פרופ' ניזקורודוב, שהסביר כי בלילה, כשאין פוטוכימיה, עולה קצב ייצור ההידרוקסיד על הקצב בדרכי הייצור האחרות.
ממצאי המחקר הנוכחי, כך לדבריו של פרופ' ניזקורודוב, משנים את ההבנה של מקורות ההידרוקסיד, ומשנים בכך את האופן שבו חוקרים אחרים יבנו בעתיד מודלים ממוחשבים, במטרה לנסות ולחזות כיצד מתרחש זיהום אוויר. "זה יכול לשנות את המודלים של זיהום אוויר בצורה די משמעותית, מכיוון שהידרוקסיד הוא חומר חמצון חשוב בתוך טיפות מים וההנחה הרווחת במודלים היא שהוא מגיע מהאוויר ולא מיוצר בטיפות באופן ישיר", אמר פרופ' ניזקורודוב.
כדי לקבוע האם מנגנון ייצור ההידרוקסיד החדש הזה משחק תפקיד, פרופ' ניזקורודוב סבור שהשלב הבא צריך לכלול ביצוע של ניסויים מתוכננים בקפידה באטמוספרה האמיתית בחלקים שונים של העולם. עם זאת, עליו ועל עמיתיו לשכנע את קהילת המחקר האטמוספרי, שכן לדבריו של פרופ' ניזקורודוב חוקרים רבים יקראו את ממצאי המחקר, אבל לא ייטו להאמין להם או ינסו לשחזר את הליך המחקר ואף לעשות ניסויים אחרים כדי להוכיח שמדובר בממצאים שגויים. "קרוב לוודאי שניסויי מעבדה רבים יבואו בעקבות המחקר שלנו, אם כי העובדה שהמעבדות של אוניברסיטת קליפוניה באירוויין ממקדות את מאמציהן בחקר תפקידן של טיפות המים באטמוספרה, מהוות חותמת לכך שתוצאות המחקר הינן מהימנות", סיכם פרופ' ניזקורודוב.
