Ученые обнаружили новый источник аэрозолей в атмосфере — дитерпены деревьев

Соединения, выделяемые деревьями — дитерпены — могут оказывать ранее не учитываемое влияние на формирование частиц в атмосфере.

Сезонные средние показатели выбросов дитерпенов [мг м⁻² в день⁻¹] за 2018 год для модели «Scaled». Автор: Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02613-6

Исследование, проведенное Институтом диагностики окружающей среды и водных исследований (IDAEA) Испанского национального исследовательского совета (CSIC) и Институтом атмосферных и земных системных исследований (INAR) Хельсинкского университета, впервые позволило количественно оценить глобальные выбросы дитерпенов растительностью и их потенциал к образованию аэрозолей. Это открытие требует модификации существующих атмосферных моделей. Результаты опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Терпены — это летучие природные соединения, выделяемые растениями, которые необходимы для коммуникации растений, опыления и защиты от травоядных. Именно они, например, ответственны за характерный «лесной аромат» после дождя или в жаркий день. Попадая в атмосферу, терпены вступают в реакцию с другими соединениями, такими как озон, порождая частицы (также называемые аэрозолями). Эти аэрозоли влияют на качество воздуха и здоровье дыхательных путей, отражают солнечную радиацию и служат ядрами конденсации для облачных капель.

Причина, по которой дитерпены ранее не учитывались в атмосферных моделях, заключалась в предположении, что они являются нелетучими из-за своей высокой молекулярной массы. Однако благодаря более современным и мощным аналитическим методам научная группа показала, что дитерпены действительно выделяются в воздух в заметных количествах и могут способствовать образованию аэрозолей.

Результаты лабораторных экспериментов с использованием дитерпена каурена показали, что дитерпены действительно могут быстро превращаться в частицы при реакциях с озоном с эффективностью около 10%.

«Эта эффективность в 10% означает, что десятая часть массы каурена, выброшенного в атмосферу, образует аэрозоль. Основываясь на наших предыдущих химических знаниях о том, как молекулярные структуры влияют на образование аэрозолей, мы ожидаем, что большинство других дитерпенов могут образовывать аэрозоль с еще более высокой эффективностью», — говорит Микаэль Эн, профессор Хельсинкского университета, руководивший лабораторными экспериментами исследования.

«Это исследование представляет собой смену парадигмы в нашем понимании состава атмосферы, поскольку до сих пор дитерпены не считались ключевыми элементами в образовании аэрозолей», — добавляет Ана Мария Яньес-Серрано, исследователь из Института оценки окружающей среды и водных исследований (IDAEA-CSIC) и первый автор исследования.

Терпены — это обширный класс органических соединений, производимых растениями. Помимо дитерпенов, к ним относятся монотерпены (например, лимонен, придающий цитрусовым их аромат) и сесквитерпены. Многие терпены используются в парфюмерии и ароматерапии благодаря своим запахам, а некоторые, как предполагается, обладают противовоспалительными свойствами.