大気化学：ヨウ素酸の逐次付加によるエアロゾル粒子の形成を示す分子スケールの証拠

均一核生成とその後のクラスター成長は、大気中の新たなエアロゾル粒子の形成をもたらす。硫酸と有機蒸気の核生成は、大陸上空での新たな粒子の形成に関与していると考えられているのに対して、沿岸域上空での粒子の形成には酸化ヨウ素の蒸気が関与しているとされてきた。大気中の粒子形成に関与する分子クラスター形成経路は、化学的に単純な系の制御された実験室研究によって解明されているが、硫酸や有機蒸気、酸化ヨウ素蒸気が関わる、大気場条件における分子レベルでの核生成の直接観測はまだ報告されていない。今回我々は、アイルランドのメイスヘッドにおける野外観測データと、グリーンランド北部と南極大陸のクイーンモードランドから得られた裏付けデータを提示する。こうしたデータによって、ヨウ素が豊富な沿岸域の大気環境における新たな粒子の形成に関与する分子段階を明らかにすることができた。我々は、新たな粒子の形成と初期成長の過程は、ほぼヨウ素オキソ酸と酸化ヨウ素蒸気のみによって駆動されており、クラスター中に見られるヨウ素に対する酸素の比の平均が2.4であることを見いだした。この高い比率と、観測されたヨウ素酸（HIO₃）濃度が高いことに基づいて、我々は、クラスター形成が、主にHIO₃の逐次付加によって進行し、続いて大気中か脱水時のどちらかでクラスター内でのI₂O₅への再構築と水のリサイクルが生じると提案する。今回の研究によって、環境大気分子レベルでの核生成の観測結果が得られ、以前に示唆された、新たなエアロゾル粒子の形成におけるヨウ素を含む化学種の役割が裏付けられており、核生成の鍵となる化合物が明らかになった。

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