Sebelum geoengineering, beberapa kimia dasar
Tech

Sebelum geoengineering, beberapa kimia dasar

Ini adalah pemikiran yang menggoda: Dengan perubahan iklim yang begitu sulit untuk dikelola dan negara-negara yang tidak mau mengambil tindakan tegas, bagaimana jika kita dapat mengurangi dampaknya dengan mendirikan semacam payung kimia—lapisan asam sulfat di bagian atas atmosfer yang dapat memantulkan sinar matahari? radiasi dan mendinginkan bumi?

Menurut sebuah studi baru di Jurnal American Chemical Society, sebuah kolaborasi antara ilmuwan Penn dan dua kelompok di Spanyol, kondisi atmosfer di stratosfer menimbulkan tantangan untuk menghasilkan asam sulfat, membuat produksinya kurang efisien daripada yang diperkirakan sebelumnya. Oleh karena itu, diperlukan lebih banyak dasar untuk mengeksplorasi kimia tentang bagaimana asam sulfat dan bahan penyusunnya akan bereaksi di atmosfer bagian atas agar dapat bergerak maju dengan percaya diri dengan strategi geoengineering iklim ini, kata para peneliti.

Sebelum geoengineering, beberapa kimia dasar

Beberapa ilmuwan telah mengusulkan solusi skala planet untuk mengatasi perubahan iklim, seperti geoengineering menggunakan senyawa belerang untuk membuat pelindung matahari di bagian atas atmosfer. Penelitian baru menunjukkan ada lebih banyak chemistry yang harus dipahami sebelum melanjutkan. Kredit gambar: Laboratorium Francisco

“Wawasan mendasar ini menyoroti pentingnya memahami fotokimia yang terlibat dalam geoengineering,” kata Joseph S. Francisco, ahli kimia atmosfer di Penn’s School of Arts & Sciences dan penulis yang sesuai dalam studi tersebut. “Itu sangat penting dan itu adalah sesuatu yang diabaikan.”

Menggunakan asam sulfat untuk menumpulkan sinar matahari sebagai cara untuk membatasi dampak perubahan iklim didasarkan pada fenomena alam: Ketika gunung berapi meletus, belerang yang mereka pancarkan menciptakan awan dingin yang terlokalisasi—atau terkadang bahkan menjangkau jauh—yang menyaring matahari. Tetapi awan-awan itu muncul di troposfer, yang membentang dari permukaan bumi hingga sekitar 10 kilometer ke atas. Geoengineering menggunakan asam sulfat akan terjadi jauh lebih tinggi, di stratosfer, dari sekitar 10 hingga 20 kilometer di atas planet ini.

Kondisi berubah seiring bertambahnya ketinggian. Khususnya, udara menjadi lebih kering, dan energi sinar matahari menjadi lebih kuat. Dalam karya baru, Francisco, postdoc-nya Tarek Trabelsi, dan rekan-rekannya dari Institut Kimia Fisik Rocasolano Spanyol dan Universitas València bermitra untuk mengeksplorasi bagaimana variabel-variabel ini mempengaruhi reaksi kimia yang terlibat dalam pembuatan asam sulfat.

Masukan utama adalah belerang dioksida (SO2), yang bereaksi dengan hidroksida (OH), sejenis “deterjen” atmosfer untuk menghasilkan HOSO2.HOSO2 bereaksi dengan oksigen menghasilkan sulfur trioksida (SO)3), yang kemudian bereaksi dengan uap air untuk menghasilkan asam sulfat. Aerosol yang terbentuk dari asam sulfat memiliki kemampuan untuk memantulkan sinar matahari.

Reaksi-reaksi ini ditandai dengan baik; bersama-sama, mereka bertanggung jawab untuk menciptakan hujan asam di troposfer. Tetapi apakah kimia itu akan bekerja di stratosfer dan mencapai efisiensi yang sama tidak diketahui.

Penelitian oleh kelompok yang dipimpin Penn menunjukkan bahwa HOSO2 akan berfotolisis, atau pecah, di stratosfer, kemungkinan mengurangi efisiensi produksi asam sulfat pada ketinggian tersebut. Kredit gambar: Laboratorium Francisco

Untuk mengetahuinya, tim menggunakan kimia kuantum—pendekatan yang mempertimbangkan dasar, transisi, dan keadaan tereksitasi atom dan molekul—untuk mempertimbangkan bagaimana HOSO2 sehingga3 akan berperilaku dalam kondisi stratosfer cahaya tinggi dan kelembaban rendah. Meskipun geoengineering mendekati faktor kemampuan kedua molekul ini untuk memantulkan sinar matahari, para peneliti menemukan bahwa ketika HOSO2 diproduksi di stratosfer, radiasi matahari menyebabkan molekul dengan cepat berfotolisis, pada dasarnya pecah menjadi bagian-bagian komponennya, termasuk sulfur dioksida, yang berbahaya bagi manusia dalam konsentrasi tinggi.

“Salah satu implikasi dari temuan ini adalah, jika Anda meletakkan belerang dioksida di sana, itu hanya akan didaur ulang,” kata Francisco. “Jadi ini membuka pintu apakah kita memiliki pemahaman penuh tentang kimia belerang atmosfer di stratosfer.”

Penurunan HOSO2 juga akan menumpulkan efisiensi produksi asam sulfat, para peneliti mencatat, mungkin mengurangi efektivitas kerai kimia.

Sebaliknya, para peneliti menemukan bahwa SO3 tingkat tetap cukup stabil dalam kondisi stratosfer. “Kami tahu itu bereaksi dengan air, tapi kami tidak tahu banyak tentang bagaimana reaksinya,” kata Francisco. “Akankah atmosfer menemukan cara untuk menyingkirkan SO .?3 atau apakah itu akan terkumpul di suatu tempat dan mulai memulai kimia baru di tempat lain?”

Memang, para peneliti mencatat bahwa sangat penting untuk memahami reaksi lain apa yang dapat terjadi pada molekul-molekul ini di stratosfer. “Pekerjaan ini menunjukkan catatan peringatan: Jika SO3 kimia itu berbeda, lalu bagaimana interaksinya dengan kimia lain yang saat ini terjadi di stratosfer,” katanya. “Kita perlu mempertimbangkan apakah ada masalah kimia yang perlu kita pikirkan sebelumnya.”

Temuan ini juga menyoroti perlunya Rencana B jika kimia atmosfer tidak berjalan seperti yang diharapkan. “Ini menimbulkan pertanyaan mendasar yang penting,” kata Francisco. “Jika kita memasukkan belerang dioksida, bisakah kita mengeluarkannya dari stratosfer?”

Kelompok Francisco bekerja untuk terus menerapkan metodologi kuantum mutakhir untuk memeriksa bagaimana fotokimia berinteraksi dengan model atmosfer untuk menghasilkan pemahaman yang lebih lengkap tentang berbagai skenario geoengineering.

“Ini adalah pertama kalinya Anda mengambil hasil dari fisika dan kimia dasar dan memetakannya ke dalam model iklim untuk melihat dampak atmosfer tiga dimensi,” kata Francisco.

Dan sementara beberapa ilmuwan sudah mengusulkan untuk menguji pendekatan geoengineering menggunakan SO2, Francisco dan rekan-rekannya menggarisbawahi bahwa hasil bergantung pada beberapa aspek kimia belerang yang masih belum diketahui.

“Ini membawa kebutuhan utama untuk membuat masyarakat sadar bahwa ada lebih banyak kimia mendasar yang kita butuhkan sebelum kita mulai memahami dampak kimia penuh dari pendekatan ini,” kata Francisco.

Sumber: Universitas Pennsylvania



Posted By : pengeluaran hk hari ini