Ne syntyvät havumetsän päästämien kaasujen reaktioissa ja voivat kasvattaa ilmakehän pienhiukkasia niin suuriksi, että hiukkaset voivat vaikuttaa ilmastoon. Akatemiaprofessori Markku Kulmala ennusti tämän aerosolihiukkasten kasvumekanismin tutkimustensa perusteella jo vuonna 1998.
– Ilmakehän pienhiukkasten tiedetään jäähdyttävän ilmakehää, ja uudet mittaustulokset selittävät nyt, kuinka havupuiden päästöt osallistuvat tähän prosessiin nopeammin ja tehokkaammin kuin aikaisemmin on luultu, sanoo Nature-lehdessä ilmestyneen artikkelin pääkirjoittaja, yliopistonlehtori Mikael Ehn Helsingin yliopistosta.
Tiedelehti Nature selostaa, kuinka havupuiden ilmaan päästämät ja metsäistä tuoksua levittävät yhdisteet tuottavat reaktioissa alailmakehän otsonin kanssa hapettuneita ja erittäin alhaisen höyrynpaineen omaavia yhdisteitä (ELVOC, Extremely Low-Volatility Organic Compounds).
Näitä yhdisteitä ei ole aikaisemmin pystytty havaitsemaan ilmakehässä.
– Kyseiset yhdisteet ovat välttämättömiä, jotta ilmakehässä syntyneet pienhiukkaset voivat kasvaa niin suuriksi, että ne pystyvät vaikuttamaan maapallon säteilytasapainoon, Ehn kertoo.
Tuloksista raportoi kansainvälinen tutkijaryhmä, josta suurin osa on Suomesta. Tärkeimmät mittaukset tehtiin puolentoista kuutiometrin lasikammiossa Jülichissä Saksassa Mikael Ehnin johdolla.
– Kammioon syötettiin juuri niitä yhdisteitä, joita Suomenkin metsistä löytyy. Pystyimme näin kontrolloiduissa oloissa simuloimaan pohjoista havumetsävyöhykettä, johon kuuluu myös suuri osa Siperiasta ja Pohjois-Amerikasta, Ehn kertoo.
Havaintojen tekemisen mahdollisti Suomessa kehitetty massaspektrometri, jonka avulla ensimmäistä kertaa pystyttiin havaitsemaan näin hapettuneita ELVOCeja kaasumaisessa muodossa.
Ehn vertaa mittaustuloksia Higgsin bosonin löytymiseen, joka sekin oli ennustettu ennen kuin bosoni pystyttiin havaitsemaan. ELVOCit ennustettiin hiukkasten kasvua Hyytiälässä, Juupajoella, tarkastelevan tutkimuksen perusteella.
Helsingin yliopiston ilmakehätieteiden osaston johtajan, akatemiaprofessori Markku Kulmalan johdolla tehdyssä tutkimuksessa todettiin vuonna 1998, että hiukkasten kasvun voi selittää ainoastaan erittäin alhaisen höyrynpaineen omaavilla höyryillä. Tällaisia höyryjä ei kuitenkaan ollut koskaan havaittu, eikä mitään tunnettua mekanismia niiden muodostumiseenkaan ollut olemassa.
Artikkelissaan tutkijat esittävät sekä ensimmäiset havainnot että ELVOCien mahdollisen syntyprosessin. He katsovat, että tulosten perusteella metsien, pienhiukkasten ja ilmaston väliset kytkennät ovat paremmin ymmärrettävissä. Tätä kautta myös ilmastomallit voivat ennustaa tulevaisuuden ilmaston tarkemmin kuin tähän asti.
Tutkimukseen osallistui Helsingin yliopiston lisäksi Suomesta Tampereen teknillinen yliopisto, Saksasta Forschungszentrum Jülich sekä Leibniz Institute for Tropospheric Research, Yhdysvalloista University of Washington ja Aerodyne Research Inc. ja Tanskasta Kööpenhaminan yliopisto.