Vuonna 1856 amerikkalainen tiedemies Eunice Foote teki huomion hiilidioksidin (CO2) lämpöä absorboivista kyvyistä, mikä saattoi olla vain jäävuoren huippu. Viimeaikaiset löydökset ovat paljastaneet tämän näennäisen tavallisen molekyylin poikkeukselliset värähtelyominaisuudet, jotka paljastavat sen merkittävän roolin globaalissa lämpenemisessä.
Harvardin yliopiston planeettatieteilijä Robin Wordsworthin johdolla tutkijat ovat selvittäneet CO2-molekyylien sisällä tapahtuvan kiehtovan kvanttiresonanssi-ilmiön. Kun niitä altistetaan tiettyjen valon aallonpituuksien vaikutukselle, CO2:n kolme-atomirakenne tekee monimutkaisia taipumis- ja venytysliikkeitä, mikä kumoaa odotukset staattisesta rakenteesta.
CO2:n monimutkaiset värähtelykuvioinnit, joihin voi tutustua visualisoinnin avulla, kuvaavat symmetristä ja asymmetristä venytystä sekä taipumisliikkeitä, jotka mahdollistavat molekyylin värähtelyn. Tässä liikkeessä piilee avain siihen, miksi hiilidioksidi toimii tehokkaana kasvihuonekaasuna.
Tunnetun Fermi-resonanssin värähtelytilojen merkittävän sattumanvaraisen järjestelyn myötä CO2-molekyylit alkavat värähdellä entistä voimakkaammin. Tämä liikkeen voimistuminen laajentaa CO2:n infrapunaisen säteilyn imeytymisalueen, jolloin sen kasvihuoneilmiö tehostuu.
Asiantuntijat arvioivat, että Fermi-resonanssi on noin 50% CO2:n kokonaislämpenemisvaikutuksesta. Syventääkseen ymmärtämystämme Wordsworth ja hänen tiiminsä kehittivät yhtälöitä, jotka yhdistävät molekyylispektroskopian ja ilmastofysiikan. Nämä yhtälöt eivät vain selitä, miten CO2 ansaitsee lämpöä Maassa, vaan antavat myös käsityksen kasvihuonekaasuseosten lämmityspotentiaalista muissa planeettojen ilmakehissä.
Vaikka tutkimus korostaa CO2:n syvällistä vaikutusta ja vahvistaa ilmastonmuutoksen perusfysiikkaa, se myös alleviivaa planeettamme ilmastojärjestelmän hienovaraisen tasapainon. CO2:n tarkka kvanttirakenne vaikuttaa resonanssi-ilmiöön, mikä viittaa siihen, että jopa pienet vaihtelut olisivat voineet muuttaa menneisyyttä ja tulevaisuuden kehitystä Maan ilmastossa.
Tutkijoiden sukeltaessa syvemmälle tähän kvanttiresonanssien maailmaan he kohtaavat kuitenkin haasteita. Nykyiset yhtälöt eivät huomioi hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen, kuten metaanin, välisiä vuorovaikutuksia, eivätkä myöskään pilvien radiatiivisia vaikutuksia. Silti Wordsworth ja hänen tiiminsä uskovat työnsä tarjoavan arvokkaita oivalluksia ja todellisuuden tarkistuksen monimutkaisten ilmastomallien täydentämiseksi.
Olennaisesti CO2:n kvanttiresonanssin tutkiminen kutsuu meitä arvostamaan tapahtuvaa monimutkaista tanssia tässä pienenpienessä molekyylissä. Siinä korostetaan sen käyttäytymisen ymmärtämisen kriittistä tärkeyttä monimutkaisen globaalisen lämpenemisen ongelman käsittelemiseksi ja korostaa planeettamme ilmastotasapainon haurautta.
The source of the article is from the blog maestropasta.cz