Igal aastal vabaneb puudest ligikaudu 500 miljonit tonni isopreeni, seda umbes sama palju kui metaani, mis on üks tähtsamatest kasvuhoonegaase. Sellele vaatamata polnud Tartu Ülikooli keskkonnafüüsika professori Heikki Junnineni sõnul isopreenile kliima kontekstis varem väga palju tähelepanu pööratud. "Olin ise täpselt samamoodi hämmingus, kuidas selline asi on nii pikalt meie nina ees olnud," sõnas professor.

Isopreeni müsteerium

Junninen selgitas, et isopreeni ennast on uuritud aastate vältel palju. Eelnevalt on aga teadlased järeldanud, et see ei tekita sedasorti pisikesi osakesi, mida läheb tarvis pilvede moodustumiseks. Samal ajal on näiteks teada, et taolise mõjuga ühendit paiskavad alfapineeni näol suures koguses õhku männimetsad, andes ühtlasi männimetsale sellele iseloomuliku aroomi.

"Siiamaani on olnud üks suur müsteerium, kuidas üle terve maailma on mõõdetud ja nähtud suurte osakeste teket, aga troopilises vihmametsas mitte," lisas professor. Selle tarbeks korraldati vihmametsade kohal hiljuti suurem vaatluskampaania, mille käigus kammiti läbi terve troposfäär. Kõrgetes õhumassides märkasid teadlased viimaks palju väikeseid osakesi ja isopreeni produkte. Kuidas need üleüldse tekkida said, jäi aga saladuseks.

Teadmislünga taga oli professori hinnangul ilmselt tarvilike katsete tegemisega seotud keerukus. "Lihtlabane võtmetegur oli ilmselt temperatuur. Vaatame atmosfääri külmemat osa, Arktikat ja troposfääri ülemist otsa. Selle jäljendamiseks -50 ja -30 °C juures katsete tegemine pole kuigi kerge," oletas Junninen.

Tarvilike katsete tegemiseks andis võimaluse Euroopa Tuumauuringute Keskuses asuv ülipuhas CLOUD-i pilvekamber. Eksperiment võimaldab mõõta osakeste tekke- ja kasvukiirust täpselt kontrollitud gaaside segudest, mida leidub atmosfääris ülimadalates kontsentratsioonides.

Täpsemate kliimamudelite jahil

Tehtud katsetes leidis Heikki Junninen koos rahvusvahelise töörühmaga, et troposfääris kõrgustesse tõustes hakkab isopreen reageerima hapnikuga. Moodustuvad väikesed osakesed langevad seejärel taas madalamale, kus haakub nende külge teisi orgaanilisi ühendeid. Viimaks kasvavad osakesed piisavalt suureks, et need saaksid käituda pilvede kondensatsioonituumadena.

Võtmerolli mängib väikeste osakeste tekke juures keskkonna madal temperatuur. Näiteks inimestele meelepärasema 20 °C juures ei oksüdeeru isopreen sisuliselt üldse madala lenduvusega ühenditeks.

"Isegi väga madal väävelhappe kontsentratsioon kiirendas neis kõrgetes atmosfäärikihtides osakeste moodustumist veel sajakordselt. Isopreeni oksüdatsiooni saadused soodustasid osakeste kiiret kasvu sellise suuruseni, et need saavad tekitada pilvi," lisas Junninen. Pilved peegeldavad aga enamasti kosmosesse tagasi rohkem päikesekiirgust kui aluspind, mõjutades sellega omakorda kliimat.

Tulemused annavad omakorda täiendavat sisendit mudeleid koostavatele kliimateadlastele. "Kui mõni skeptik ütleb nüüd, et praegused mudelid pole täiuslikud, on tal täiesti õigus. Areneval teadusel on see häda, et sel on omad vead, kuid leiame pidevalt võimalusi selle parandamiseks," nentis professor.

CLOUD-i üks eesmärk ongi toota paljude eri muutujatega andmestikku, mida saab panna hõlpsalt kliimamudelitesse. See hõlbustab modelleerijate tööd. "Kui neid tulemusi rakendatakse viimaks kliimamudelites, võib muutuda see mõnevõrra optimistlikumaks ehk see ei näita meile enam kõige halvemat pilti. See on hea uudis, kui proovime oma elu kliimamudelite järgi sättida," sõnas Junninen.

teisest küljejest tähendavad aga tulemused, et troopiliste vihmametsade hävitamist tuleb piirata ja vähendada veel jõulisemas tempos. Näiteks hävis seda möödunud aastal ligikaudu 37 000 ruutkilomeetri jagu, mida on veidi vähem Hollandi pindalast. "Tulemused näitavad, kuidas need pole tähtsad ainult süsiniku sidujatena, vaid jahutavad oma osakestega ka planeedi kliimat, mis on oluline just maakasutuse mõttes," selgitas professor.

Eesti eripära

Eestile mõeldes võib mõelda siinkohal sündmuste ahelale, kus männimetsa maha raiumise järel lastakse sellele peale kasvada kasemets. Männimetsast õhkuvast alfapineenist oksüdeerub 20 °C pilvetekke juures olulisteks osakesteks 7–10 protsenti.

Kasemetsast satub seevastu õhku isopreeni. Tõusvad õhuvoolud on aga Eestis nõrgemad, mistõttu ei kerki suur osa isopreenist osakeste moodustamiseks piisavalt kõrgele. "Alfapineeni pole vaja meil samas kuskile tõsta, vaid see hakkab osakesi moodustama juba meetri kõrgusel, kui see osooniga kokku saab," kinnitas Heikki Junninen.

Tervikuna toob töö professori sõnul välja, kui olulised on kliimateaduse puhul alusuuringud. "Isopreeni lugu näitab väga hästi, kui oluline on uurida atmosfääris toimuvat molekulide tasandil. Kui oleksime hakanud üldistama, et vihmametsad neid osakesi üldse ei tooda, oleksime päris kõvasti puusse pannud. Kui me sedasorti alusuuringuid ei tee, pole meil homset innovatsiooni ja alust, mille pealt mudeleid parandada," sõnas Junninen.

Uuring ilmus ajakirjas Nature.