ENGINEERINGNET.BE - Onze atmosfeer bestaat voor zo'n 20% uit zuurstofmoleculen, die voortdurend met elkaar en met de 80% stikstofmoleculen botsen en daarbij licht ‘opslorpen’. De nieuwe theorie beschrijft hoe dit werkt.
Hierdoor kunnen klimaatonderzoekers veel nauwkeuriger de concentraties bepalen van de moleculen die de atmosfeer vervuilen en bijdragen aan het broeikaseffect. Om deze metingen te corrigeren voor de effecten van onder andere wolken en luchtdrukveranderingen, wordt als referentie ook de absorptie door zuurstof gemeten.
Onderzoekers van de Radboud Universiteit tonen nu aan dat de 'vingerafdruk' van zuurstof anders is dan gedacht, omdat deze sterk wordt beïnvloed door botsingen met stikstof en botsingen tussen de zuurstofmoleculen onderling.
Stabiele moleculen zijn vrijwel nooit magnetisch, maar zuurstof is dit wel. Wanneer een zuurstof- of stikstofmolecuul botst met een ander deeltje, verschuift de elektrische lading van het molecuul. Er ontstaat een dipool die als een antenne werkt en het molecuul in staat stelt licht te absorberen.
De nu ontwikkelde theorie toont aan dat, tegen de verwachting, het effect van botsingen van zuurstof met een ander zuurstofmolecuul heel anders is dan het effect van botsingen met stikstofmoleculen. Dat blijkt te komen doordat zuurstof magnetisch is, maar stikstof niet.
De wetenschappers onderzochten dit in eerste instantie met een experiment: in een tank met zuurstofgas maten zij bij verschillende druk het spectrum van de lichtabsorptie door zuurstofmoleculen. Wanneer de druk toeneemt, is er meer kans dat de moleculen op elkaar botsen waardoor er meer licht wordt geabsorbeerd, maar ook de vorm van het absorptiespectrum verandert.
Om dit te begrijpen ontwikkelden de wetenschappers een ingewikkelde nieuwe theorie voor de absorptie van licht door botsende zuurstofmoleculen. Hiermee is het uiteindelijk gelukt om aan te tonen dat, ondanks een bepaalde onzekerheid, de lijnvorm van het spectrum precies voorspeld kan worden.
