Durch Zufall entdeckt: Elmsfeuer erzeugen „Waschmittel“ für die Atmosphäre

Nicht immer finden Forscher das, wonach sie suchen. Und manchmal finden sie etwas, wonach sie gar nicht gesucht haben! So geschehen bei Luftmessungen in Houston, Texas, durch einen chemischen Sensor, der auf einem Dach angebracht war. Das Gerät stellte stark erhöhte Hydroxyl- und Hydroperoxylwerte fest, wann immer ein Gewitter in der Nähe war. Die Hydroxyl-Konzentration erreicht Werte von mehr als 1.000 Molekülen pro eine Billion Luftteilchen, also zwei bis drei Mal so viel wie der reguläre Tageshöchstwert. Die Substanz ist ein hervorragender Luftreiniger!

Blitze erzeugen an Blitzableitern Elmsfeuer

Hydroxyle machen organische Verbindungen wasserlöslich

Die Erdatmosphäre kann sich tatsächlich selbst reinigen, und der wichtigste Helfer dabei sind die Hydroxyl-Radikale. Sie oxidieren flüchtige Kohlenwasserstoffe, sodass diese wasserlöslich werden. Der Regen schwemmt anschließend das Methan, Isopren und andere Schadstoffe aus der Luft. Die OH-Moleküle entstehen durch die Spaltung von Wasserdampf in Gegenwart von Ozon. Als Auslöser für die Reaktion dienen Blitze, UV-Blitze und elektrische Ladungen. Das texanische Messgerät stand jedoch nicht in unmittelbarer Nähe der Blitze, sondern stets weiter weg. Trotzdem zeigte es Werte an, die höher lagen in den Ambossen ganzer Gewitterstürme. Was war daran schuld?

Die Antwort: Das „Waschmittel“ stammt aus den sogenannten Elmsfeuern, den Korona-Entladungen an Blitzableitern, anderen Metallgegenständen und Baumgipfeln. Die Menge, die dabei entsteht, überrascht. Die Wissenschaftler stellten den Zusammenhang durch Laboruntersuchungen her, indem sie die metallischen Einlassöffnungen der Luftmessgeräte einem elektrischen Feld aussetzten. Sie beobachteten bläulich-violette Elmsfeuer und einen sprunghaften Anstieg der Hydroxyl-Konzentration: Bingo!

Das Phänomen war bislang völlig unbekannt

Das Forscherteam erklärt dazu: „Die Existenz von Korona-bedingtem OH war der Literatur zufolge bisher völlig unbekannt“ – und jetzt wissen wir mehr. In den Experimenten zeigte sich, dass die Hydroxyl-Freisetzung bis zu 20 Teilchen je eine Milliarde Luftteilchen erreichen kann. Bei ungefähr 50 Gewittern pro Jahr und Stadt produziert ein einziger Blitzableiter mehr Hydroxyl, als zu normalen Zeiten in 100 Kubikmetern Luft vorhanden ist. In dicht besiedelten Gebieten ist das ein nicht zu unterschätzender Beitrag zur Reinigung unserer Atmosphäre.