Phát hiện hợp chất mới trong khí quyển, có thể ảnh hưởng đến trái đất

Mỗi phần không khí mà chúng ta hít vào hầu hết được tạo ra từ nitơ, oxy và một ít carbon dioxide. Ngoài 3 nguyên tố chính này, còn có nhiều nguyên tố khác chưa được xác định. Tuy nhiên, một trong những nguyên tố bí ẩn này mới đây đã được các nhà khoa học chú ý. 

Các nhà hóa học đã chỉ ra rằng một lớp phản ứng của các hợp chất có tên hydrotrioxit hữu cơ được tìm thấy tồn tại trong khí quyển, những hóa chất này chỉ tồn tại trong thời gian ngắn nhưng những tác động của hợp chất này vẫn còn là bí ẩn. 

Các nhà hoá học đã phát hiện một hợp chất mới trên bầu khí quyển. 

Chia sẻ về phát hiện mới, Nhà hóa học Henrik Grum Kjærgaard từ Đại học Copenhagen ở Đan Mạch cho biết: "Những hợp chất này luôn luôn tồn tại chỉ là chúng tôi chưa biết về chúng. Nhưng thực tế là chúng tôi hiện có bằng chứng cho thấy các hợp chất được hình thành và tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định có nghĩa là có thể nghiên cứu tác dụng của chúng và phản ứng nếu phát hiện điều gì nguy hiểm".

Thông thường trong hóa học, chỉ cần bổ sung một thành phần mới cũng có thể thay đổi hoàn toàn cách một vật liệu hoạt động. 

Ví dụ như nước, nhờ cách tương tác giữa cặp hydro và oxy đơn lẻ, hóa học hữu cơ có thể trộn lẫn và tạo thành một hiện tượng phát triển mà chúng ta gọi là sự sống.

Tuy nhiên, chỉ cần thêm một lượng oxy nữa vào hợp chất, và chúng ta sẽ có được hydrogen peroxide - một hợp chất phản ứng mạnh hơn có thể phá vỡ các chất hóa học hữu cơ.

Cho thêm oxy vào phân tử nhỏ này, chúng ta sẽ được kết quả là hydrotrioxit. Để tạo ra hợp chất hydrotrioxit, bạn chỉ cần loại thiết bị phòng thí nghiệm phù hợp, một số hợp chất hữu cơ bão hòa và một ít đá khô.

Câu hỏi được đặt ra hiện nay là liệu hydrotrioxit có thể dễ dàng hình thành cấu trúc ổn định trong khí quyển hay không. Có rất nhiều cách để bầu khí quyển của chúng ta vận hành. Từ những cách phức tạp nhất, có ảnh hưởng đến sức khỏe cá nhân, cho đến quy mô lớn của khí hậu toàn cầu, tất cả đều xuất phát từ cách các vật chất vi lượng trong khí quyển tương tác.

Giáo sư Henrik Grum Kjærgaard trong phòng thí nghiệm. Ảnh: Đại học Copenhagen

Nhà hoá học Kristan H. Møller, đến từ Đại học Copenhagen, chia sẻ: "Hầu hết các hoạt động của con người đều dẫn đến việc phát thải các chất hóa học vào khí quyển. Vì vậy, kiến ​​thức về các phản ứng quyết định tính chất hóa học của khí quyển là rất quan trọng để chúng ta có thể dự đoán hành động của chúng ta sẽ ảnh hưởng như thế nào đến bầu khí quyển trong tương lai".

Các nghiên cứu của nhóm hiện cung cấp những quan sát trực tiếp đầu tiên về sự hình thành hydrotrioxide trong điều kiện khí quyển từ một số chất được biết là có trong không khí của chúng ta. Điều này đã cho phép họ nghiên cứu cách hợp chất có thể được tổng hợp, và thời gian tồn tại cũng như cách hợp chất bị phân hủy. 

Một loại khí thải, được gọi là isoprene, có thể phản ứng trong khí quyển để tạo ra khoảng 10 triệu tấn hydrotrioxide mỗi năm.

Tuy nhiên, đó chỉ là một phỏng đoán. Dựa trên các tính toán của nhóm, về lý thuyết, bất kỳ hợp chất nào cũng có thể đóng một vai trò trong việc hình thành hydrotrioxit trong khí quyển, chúng vẫn còn nguyên vẹn trong khoảng thời gian từ vài phút đến vài giờ.

Trong thời gian đó, các hợp chất hydrotrioxit có thể tham gia vào một loạt các phản ứng khác như một chất oxy hóa mạnh.

Các nghiên cứu của nhóm hiện cung cấp những quan sát trực tiếp đầu tiên về sự hình thành hydrotrioxide trong điều kiện khí quyển từ một số chất được biết là có trong không khí của chúng ta.

Điều này cho phép họ nghiên cứu cách hợp chất có thể được tổng hợp, nó tồn tại trong bao lâu và nó phân hủy như thế nào.

Một loại khí thải như vậy, được gọi là isoprene, có thể phản ứng trong khí quyển để tạo ra khoảng 10 triệu tấn hydrotrioxide mỗi năm.

Tuy nhiên, đó chỉ là một nguồn tiềm năng. Dựa trên các tính toán của nhóm, về lý thuyết, bất kỳ hợp chất nào cũng có thể đóng một vai trò nào đó trong việc hình thành hydrotrioxit trong khí quyển, chúng vẫn còn nguyên vẹn trong khoảng thời gian từ vài phút đến vài giờ.

Trong thời gian đó, chúng có thể tham gia vào một loạt các phản ứng khác như một chất oxy hóa mạnh, một số phản ứng có thể được trú ẩn bên trong các chất rắn cực nhỏ trôi theo gió.

Ông Kjærgaard nhận xét: "Có thể dễ dàng nhận thấy rằng các chất mới được hình thành trong sẽ có hại nếu con người hít phải. Nhưng vẫn cần thêm các cuộc điều tra để làm sáng tỏ ảnh hưởng sức khoẻ từ hợp chất này". 

Ngoài ra, hợp chất trong khí quyển cũng ảnh hưởng đến cách hành tinh của chúng ta phản chiếu ánh sáng mặt trời, do đó việc nghiên cứu phản ứng hoá học bên trong hợp chất có thể thay đổi cách chúng ta mô hình hóa khí hậu của mình.

Các nghiên cứu sâu hơn sẽ sáng tỏ vai trò của hydrotrioxit trong khí quyển trái đất. Nhà nghiên cứu Jing Chen của Đại học Copenhagen lưu ý, đây thực sự mới chỉ là bước khởi đầu. Ông chia sẻ: "Thật vậy, không khí xung quanh chúng ta là một mớ hỗn độn của các phản ứng hóa học phức tạp. Là những nhà nghiên cứu, chúng tôi cần giữ một tâm trí cởi mở nếu chúng tôi muốn tìm ra giải pháp tốt hơn".

Được biết, nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Science hôm 26/5 vừa qua.

Minh Hạnh (Theo Science Alert)