Científicos de varias universidades han logrado descubrir por qué los bosques de coníferas emiten tantas partículas finas a la atmósfera. Las partículas de aerosol son particularmente abundantes cuando el α-pineno (alfa-pireno), la molécula responsable del patrón de olor característico de los pinos, reacciona con el ozono atmosférico. Las partículas de aerosol atmosférico afectan el clima de la Tierra formando nubes y enfriando el planeta, pero al mismo tiempo también contaminan el aire, aumentando así la mortalidad.
Las partículas de aerosol en la atmósfera tienen su origen en muchas fuentes. La cantidad significativa de partículas de aerosol en la atmósfera se debe a la oxidación de moléculas de hidrocarburos producidas por árboles y otras plantas. Una de las partículas que forman hidrocarburos más importantes es el α-pineno, es decir, la molécula que provoca el olor característico de los pinos.
“Los aerosoles se producen de manera especialmente eficiente cuando el α-pineno reacciona con el ozono, que a su vez huele ‘a electricidad’”, explica Theo Kurtén, profesor universitario del Departamento de Química de la Universidad de Helsinki.
Los detalles químicos de esta formación de partículas en los bosques de coníferas se han estudiado durante décadas, pero sólo recientemente grupos de investigación de la Universidad de Tampere, la Universidad de Helsinki y la Universidad de Washington han establecido la ruta para la conversión de α-pineno en productos que conducen a aerosoles. Se las arreglaron para resolver el problema utilizando una combinación de modelos basados en la mecánica cuántica y experimentos espectrométricos de masas específicos.
«El problema clave, que no se había tenido en cuenta en estudios anteriores, es el gran exceso de energía liberada en la reacción inicial del ozono con la molécula de α-pineno. Nuestra investigación revela cómo esta energía puede romper ciertos enlaces químicos dentro de la molécula de α-pineno, que de otra manera ralentizaría la formación de productos que forman aerosoles hasta el punto de ser irrelevantes. Por el contrario, el mecanismo de reacción descubierto por nosotros permite que estos productos se formen en menos de un segundo«, comenta Siddharth Iyer, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Física de Aerosoles de la Universidad de Tampere.
«Este es un hallazgo extremadamente importante para los científicos de aerosoles, ya que finalmente podemos cerrar la brecha entre la teoría y la observación sobre la formación de aerosoles a partir de hidrocarburos emitidos por los árboles«, agrega Matti Rissanen, profesor asistente de Ciencia Experimental de Aerosoles en la Universidad de Tampere.
El estudio ayuda a desmitificar parte de la complejidad de las reacciones atmosféricas en el contexto de los aerosoles. También proporciona un marco metodológico para estudiar otras reacciones similares en las que un exceso de energía puede conducir a canales de reacción hasta ahora inexplorados.
La investigación se ha publicado en Nature Communications.
