Det finns en koppling mellan klimatförändringen och doften av tallskog. Den avgörande mekanismen hittade finländaren Mikael Ehn av en slump.
IPCC:s modeller för klimatförändringen har utsatts för kraftiga påhopp på tidningarnas debattsidor under de senaste åren. Men få inlägg har handlat om det som verkligen har varit en svaghet i modellerna; forskarsamhällets bristande kunskap om den oerhört komplicerade molnbildningen.
För att moln ska bildas behövs partiklar, så kallade kondensationskärnor. Vissa är enkla att beräkna, till exempel de vulkaniska eller de som uppstår vid förbränning av kol och olja. Men de stora mängderna partiklar över norra halvklotets barrskogsbälten har länge gäckat forskarna. Här finns varken mycket vulkaner eller betydande källor till mänskliga utsläpp.
Nu har en finlandssvensk forskare, Mikael Ehn, och hans internationella team kunnat förklara hur partiklarna bildas.
”Det skedde av en slump när vi letade molekyler, bland annat svavelsyra, med en så kallad masspektrometer. Då såg vi organiska föreningar som vi inte förstod oss på.”
Det var för fem år sedan. Ehn, universitetslektor vid institutionen för fysik vid Helsingfors universitet och hans team hade hittat en ny grupp molekyler. Men det visste de inte då.
”Däremot tänkte jag att de där föreningarna måste vara viktiga eftersom de är så många.”
Tillsammans med kollegerna tog Ehn fram ett nytt mätinstrument, en lufttät kammare, och började göra experiment med terpener som är en biprodukt från tallbarrens cellandning.
Laborationerna gjordes i Tyskland och testades mot bakgrundsmaterial från den fältstation som Helsingfors universitet driver i Hyytiälä i Birkaland.
De väldoftande terpenerna visade sig vara extremt reaktiva. Man trodde att processen från gas till partikelform hade väldigt många komplicerade steg, men så var det inte. Först måste terpenmolekylen träffa en ozonmolekyl. I naturtillstånd kan det ta en timme eller två. Men därefter händer allt på mindre än en sekund.
Terpenmolekylen reagerade blixtsnabbt med luftens syremolekyler och skapade nya, betydligt större, Elvoc-molekyler. Namnet är engelskt och betyder ungefär ”extremt lågflyktig molekyl”.
”Om följdprocesserna inte sker skulle de här molekylerna bara fortsätta flyga omkring i gasfas. Nu kunde vi visa att det räcker med tre eller fyra Elvoc-molekyler som stöter på varandra och bildar ett kluster.”
Nature. Ett sådant kluster är fortfarande alltför litet för att man ska se det med blotta ögat. Diametern är mindre än en tusendel av tjockleken på ett hårstrå. Men det räcker för att skapa början till den viktiga kondensationskärnan.
Bara en bråkdel av tallbarrens terpenmolekyler ger upphov till Elvoc-molekyler och ännu färre bildar nya partiklar, men mängden tallbarr är enorm. Och därför är upptäckten, publicerad i den ansedda tidskriften Nature, så betydelsefull.
”Normalt tar forskningen små steg framåt. Det här steget var ovanligt stort och därför har uppmärksamheten varit så stor”, säger Mikael Ehn och förklarar varför de här partiklarna är så viktiga för klimatmodellerna.
Partiklarna i atmosfären reflekterar tillbaka solljuset till rymden och är avgörande för molnbildningen eftersom de fungerar som kondensationskärnor för vattenånga.
”Det är A och O att förstå hur naturen bidrar. Först då kan vi beräkna vilken effekt de mänskliga utsläppen har.”
Dessutom, resonerar Ehn, fungerar tallskogarna som en viktig motvikt till den ökade växthuseffekten.
”Ju varmare miljö desto effektivare fotosyntes och desto större utsläpp av de här partiklarna.”
Räddad finansiering. Men, påpekar Ehn, upptäckten är ingen magisk lösning på miljöproblemen eftersom också tallskogen tar stryk ifall den utsätts för stark stress som torka eller hetta.
Helt otvetydig är däremot upptäcktens effekt för Mikael Ehns forskarkarriär. En tung publicering gör det enklare att få medel för ny forskning.
”Alla mina framtida upptäckter kan komma att bygga på finansieringen som Nature-artikeln ger.
Marcus Lillqvist text
