科罗拉多大学博尔德分校的一项新研究显示，沙漠尘埃中的碘可以减少臭氧空气污染，但可能延长温室气体的寿命。当风将细小的沙漠尘埃吹到大气中时，尘埃中的碘可以引发化学反应，破坏一些空气污染，但也让温室气体停留更长时间。2021年12月22日发表在《科学进展》杂志上的这一发现，可能迫使研究人员重新评估来自陆地的颗粒如何影响大气的化学组成。
“碘，与作为营养物质添加到食盐中的化学物质一样，正在吞噬大气层中高处的灰尘空气中的臭氧，”CIRES研究员、科罗拉多大学博尔德分校的化学教授Rainer Volkamer说。Volkamer领导的团队几年前通过飞机在东太平洋上空进行了精确的大气测量。他说，这项新发现不仅对空气质量有影响，而且对气候也有影响--碘化学可以使温室气体停留的时间更长，应该让研究人员暂停重新思考涉及灰尘的地球工程计划。
Volkamer说：“我们对碘循环的理解是不完整的。有一些我们不知道的陆基来源和化学成分，我们现在必须考虑这些。”
研究人员长期以来一直对这样的观察感兴趣，即尘埃层空气中的空气污染物臭氧含量往往很低，而一旦臭氧浓度过高，就会损害人们的肺部，甚至是农作物。似乎某种灰尘表面的化学作用正在吞噬臭氧，但没有人能够在实验室实验中显示这种情况的发生。Volkamer说，其他人对此进行了猜测，但一直存在很多疑问。相比之下，实验室实验早已表明，气态碘可以吞噬臭氧--但只有暗示尘埃和碘之间有联系。
在2012年的一个数据集中，有关于这个过程的其他暗示，这些数据来自智利和哥斯达黎加近海的一系列飞机飞行。从南美近海吹来的灰尘具有惊人的气态碘水平。Volkamer将这些数据交给了当时科罗拉多大学博尔德分校的研究生Theodore Koenig，他是这项研究的主要作者。Koenig将这些数据描述为世界各地的大气化学家分享的一组模糊的照片中的一张。例如，在一张图片中，“碘似乎与尘埃相关......但不是绝对清楚，”他说。在任何地方，尘埃似乎都会破坏臭氧，但为什么呢？“碘和臭氧显然有联系，但没有任何两者都带有灰尘的‘照片’，”Koenig说，他现在是北京大学的一名空气污染研究人员。
他说，TORERO（“热带海洋对流层活性卤素和含氧碳氢化合物的交换”，由美国国家科学基金会资助的一项实地考察活动）的数据终于在一张图片中捕捉到了这三个特征，而且很明显，在沙漠尘埃中含有大量碘的地方，如智利和秘鲁的阿塔卡马和塞丘拉沙漠的尘埃，碘迅速转化为气态形式，臭氧下降到非常低。但是这种基于灰尘的碘是如何转化的呢？Volkamer说：“这个机制仍然是难以捉摸的。那是未来的工作。”
Koenig 说，所以这张照片是另一张模糊的照片，但科学仍然比以前更清晰。“在项目结束时，我的问题比开始时要多，”他说。“但它们更好，更具体的问题。”
Volkamer说，对于任何对大气层的未来感兴趣的人来说，这些问题也非常重要。众所周知，碘在大气中的反应在降低OH水平方面发挥了作用，例如，OH可以增加甲烷和其他温室气体的寿命。也许更重要的是，各种地球工程的想法涉及将尘埃粒子注入地球的高空，以反射进入的太阳辐射。在那里，平流层中的臭氧不是一种污染物；相反，它形成了一个关键的"臭氧层"，有助于保护地球免受传入的辐射。
Volkamer表示，如果尘埃中的碘在平流层中被化学转化为消耗臭氧的形式，“那么，那可不好，因为它可能会推迟臭氧层的恢复。让我们避免在平流层中加入人为的碘！”