Dans de bonnes conditions, de minuscules particules en suspension dans l’air du minéral rocheux feldspath peut influencer la formation des nuages. Cependant, la manière dont cela se produit n’a jamais été claire.
De nouvelles recherches ont désormais résolu le mystère du fonctionnement réel de ce processus.
Il a déjà été établi que ce matériau omniprésent, qui constitue la moitié de la croûte terrestre et peut également être trouvé sur d’autres planètes – attire les molécules d’eau, ce qui en fait un bon graine de nucléation pour la vapeur.
À mesure que les molécules d’eau s’attachent à la poussière de feldspath dans l’atmosphère et commencent à geler, les graines des nuages sont semées. Dans cette nouvelle recherche, une équipe de l’Université de technologie de Vienne (TU Wein) en Autriche a utilisé un test très sensible. microscope à force atomique pour y regarder de plus près.
« Nous avons placé un morceau de feldspath dans la chambre à vide du microscope et l’avons divisé en deux pour obtenir une surface vierge et propre. » dit Giada Franceschi, physicienne à la TU Wein. « Nous avons été perplexes face aux résultats : les images de la surface étaient différentes de ce que les théories courantes avaient prédit. »
La géométrie particulière de la surface du feldspath révélée par les images à ultra haute résolution s’est avérée être causée par de minuscules poches d’eau appelées inclusions. Il s’avère que lorsque la roche se fend, une petite quantité de vapeur d’eau est libérée de ces poches, qui se fixe ensuite à la surface.
Cet attachement et l’énergie libérée par la division de la roche provoquent la rupture des molécules d’eau elles-mêmes, créant ce que l’on appelle groupes hydroxyles (OH) – atomes simples d’oxygène et d’hydrogène liés entre eux.
Et ce sont ces groupes hydroxyles qui sont la clé de l’attraction étroite entre l’eau et le feldspath : comme les chercheurs ont pu le confirmer en exécutant des simulations informatiques de la réactions chimiquesles groupes hydroxyle sont des points d’ancrage parfaits auxquels les molécules d’eau peuvent s’attacher.
« Le lien s’établit très facilement et rapidement, et il est également très stable », dit la physicienne Ulrike Diebold, de TU Wein.
« Pour éliminer la couche d’hydroxyle du feldspath, il faudrait la chauffer à une température élevée. »
Le feldspath est un matériau important pour le carbone de la Terre et cycles de potassium ainsi que le cycle de l’eau, et mieux comprendre la façon dont elle interagit avec d’autres éléments nous en apprendra également davantage sur ces cycles.
Lorsqu’il s’agit de formation des nuages, il est essentiel que nous comprenions comment changement climatique va affecter l’atmosphère et les nuages qui s’y trouvent – un autre domaine dans lequel cette étude s’avérera utile à l’avenir.
Pour l’instant, cela résout l’un des mystères du feldspath qui laissaient les chercheurs perplexes. Des hypothèses antérieures avaient pris en compte les effets des atomes de potassium présents dans la roche et les défauts de sa composition. structure en cristal.
« Les chercheurs réfléchissaient à plusieurs idées expliquant pourquoi le feldspath est une graine de nucléation si efficace », dit Diebold.
La recherche a été publiée dans le Journal de lettres de chimie physique.
