Des scientifiques utilisant des techniques sophistiquées de chimie computationnelle ont identifié une nouvelle voie de formation des particules de soufre dans l’atmosphère de Vénus. Ces résultats peuvent aider à comprendre l’identité longtemps recherchée du mystérieux absorbeur d’ultraviolets sur Vénus.
« Nous savons que l’atmosphère de Vénus contient d’abondantes particules de SO2 et d’acide sulfurique. Nous nous attendons à ce que la destruction ultraviolette du SO2 produise des particules de soufre. Elles s’accumulent du S atomique (soufre) au S2, puis au S4 et enfin au S8. processus initié, c’est-à-dire, comment se forme S2 ? » a déclaré le scientifique principal du Planetary Science Institute, James Lyons, auteur sur le Communication Nature article « Voies photochimiques et thermochimiques vers S2 et formation de polysoufre dans l’atmosphère de Vénus. »
Une possibilité est de former S2 à partir de deux atomes de soufre, c’est-à-dire la réaction de S et S. Les molécules de S2 et S2 peuvent alors se combiner pour former S4, et ainsi de suite. Les particules de soufre peuvent se former soit par condensation de S8, soit par condensation de S2, S4 et d’autres allotropes – différentes formes physiques dans lesquelles un élément peut exister – qui se réarrangent ensuite pour former du S8 condensé.
« Les particules de soufre, et le soufre jaune que nous rencontrons le plus souvent, sont principalement constitués de S8, qui a une structure en anneau. La structure en anneau rend le S8 plus stable contre la destruction par la lumière UV que les autres allotropes. Pour former le S8, nous pouvons soit commencer avec deux atomes de S et fabriquer du S2, ou nous pouvons produire du S2 par une autre voie, ce que nous avons fait dans l’article », a déclaré Lyons.
« Nous avons trouvé une nouvelle voie pour la formation de S2, la réaction du monoxyde de soufre (SO) et du monoxyde de disoufre (S2O), qui est beaucoup plus rapide que la combinaison de deux atomes de S pour faire du S2 », a déclaré Lyons.
« Pour la première fois, nous utilisons des techniques de chimie computationnelle pour déterminer quelles réactions sont les plus importantes, plutôt que d’attendre que des mesures de laboratoire soient effectuées ou d’utiliser des estimations très inexactes du taux de réactions non étudiées. Il s’agit d’une approche nouvelle et très nécessaire. pour étudier l’atmosphère de Vénus », a déclaré Lyons. « Les gens hésitent à aller en laboratoire pour mesurer les constantes de vitesse des molécules composées de S, de chlore (Cl) et d’oxygène (O) – ce sont des composés difficiles et parfois dangereux avec lesquels travailler. Les méthodes informatiques sont les meilleures – et vraiment seulement—alternative.
Des méthodes de calcul ont été utilisées pour calculer les constantes de vitesse et pour déterminer les produits de réaction attendus. Ce sont des modèles informatiques de pointe (ce que nous appelons des modèles ab initio). Ces calculs ab initio ont été effectués par les auteurs espagnols et de l’Université de Pennsylvanie.
« Cette recherche illustre une autre voie vers la formation de S2 et de particules de soufre. La chimie du soufre est dominante dans l’atmosphère de Vénus et joue très probablement un rôle clé dans la formation de l’énigmatique absorbeur d’UV. Plus généralement, ce travail ouvre les portes à l’utilisation d’ab moléculaires. techniques initiales pour démêler la chimie complexe de Vénus », a déclaré Lyons.
Antonio Francés-Monerris et al, Voies photochimiques et thermochimiques vers S2 et formation de polysoufre dans l’atmosphère de Vénus, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-32170-x