Beeinflusst der Schadstoff Stickstoffmonoxid guten Radioempfang?

Funkverkehr und Radioempfang auf der Erde wären nicht denkbar ohne die Ionosphäre in etwa 70 bis 90 Kilometern Höhe: Aufgrund der intensiven kurzwelligen Sonnenstrahlung bilden sich hier verstärkt ionisierte, also elektrisch geladene Teilchen. Die Schicht wirkt dadurch für Radiowellen wie ein Reflektor und ermöglicht so deren Ausbreitung auf der Erde.

Verändert sich die Ladungsverteilung in der Ionosphäre, kann es zu Störungen im Funkverkehr kommen. Amerikanische Wissenschaftler haben nun herausgefunden, dass ionisiertes Stickstoffmonoxid in einer ganz bestimmten Anordnung von Wassermolekülen im Labor durch chemische Reaktion sehr effizient neue, positiv geladene Wasseraggregate erzeugen kann. Könnte dies eine Schlüsselreaktion der Ionosphäre sein, die die Ladung dort maßgeblich beeinflusst?

Ihre Ergebnisse, die grundlegende neue Erkenntnisse über die Chemie der Ionosphäre liefern könnten, erscheinen am 15. Januar 2010 in der renommierten Fachzeitschrift „Science“. In einem „Perspectives“-Artikel in derselben Ausgabe würdigen, kommentieren und diskutieren die Göttinger Chemiker Prof. Dr. Bernd Abel und Katrin Siefermann die Ergebnisse ihrer amerikanischen Kollegen. Gleichzeitig weisen sie darauf hin, dass Ergebnisse aus Experimenten der Grundlagenforschung oft nicht direkt auf die chemischen Vorgänge in der Atmosphäre übertragbar sind.

Um herauszufinden, wie ionisiertes Stickstoffmonoxid mit einer unterschiedlichen Anzahl von Wassermolekülen reagiert, haben die amerikanischen Wissenschaftler die Temperatur der „Wassernetzwerke“ im Labor auf unter fünf Kelvin gesenkt und diese mit Hilfe der Infrarot-Spektroskopie untersucht. „Die Ergebnisse könnten helfen, eine zentrale Reaktion in der Ionosphäre zu verstehen. Ob die Reaktion tatsächlich die Ladungszusammensetzung der Atmosphäre beeinflusst und somit spürbar für den Menschen auf der Erde ist, muss jedoch noch von weiteren Untersuchungen bestätigt werden. Es ist noch unklar, ob die speziellen Anordnungen der Wassernetzwerke um das ionsierte Stickstoffmonoxid unter realen Atmosphärenbedingungen von 200 Kelvin und höherem Druck ihre Struktur behalten und wie der genaue Mechanismus der Reaktion verläuft“, so Prof. Abel.

Prof. Dr. Bernd Abel ist Mitglied der Graduiertenschule für Neurowissenschaften und Molekulare Biowissenschaften sowie Principal Investigator des Courant Forschungszentrums „Nanospektroskopie und Röntgenbildgebung“ der Universität Göttingen. Beide Einrichtungen werden im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder gefördert. Seit 2008 ist er außerdem Professor für Physikalische Chemie und Reaktionsdynamik an der Universität Leipzig. Katrin Siefermann ist Mitglied des Graduiertenkollegs 782 am Institut für Physikalische Chemie der Universität Göttingen.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Bernd Abel und Katrin Siefermann
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Chemie
Institut für Physikalische Chemie
Tammanstraße 6, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-3106, Fax (0551) 39-3150
E-Mail: babel@gwdg.de und ksiefer@gwdg.de