Apulaisprofessori Siddharth Iyer tutkii aerosolien muodostumista laskennallisin menetelmin
Iyerin hyödyntää tutkimusryhmässään laskennallisen kvanttikemian menetelmiä selvittääkseen molekyylien ominaisuuksia ja ymmärtääkseen, miten haihtuvat kaasut muuttuvat niin sanotuiksi ”tahmeiksi” molekyyleiksi, jotka johtavat aerosolihiukkasten muodostumiseen. ”Voimme tutkia laskennallisesti ilmiöitä, joita on mahdotonta tutkia kokeellisesti, esimerkiksi vain nanosekunteja elävien hivenkaasujen käyttäytymistä”, Iyer kertoo. ”Vaikka nämä väliaikaiset molekyylit ovat hyvin lyhytikäisiä, ne ovat avainasemassa aerosolihiukkasten muodostumisen ymmärtämisessä.”
Iyerin ryhmä tekee tiivistä yhteistyötä aerosolien muodostumista laboratorio- ja kenttämittauksilla tutkivien ryhmien sekä ilmanlaatu- ja ilmastomalleja kehittävien tutkimusryhmien kanssa.
Kaasupäästöt voivat muodostaa hiukkasia nopeasti
Kasvihuonekaasupäästöt nostavat globaalisti lämpötiloja voimakkaasti, mutta aerosolihiukkaset lieventävät tätä vaikutusta osittain. Aerosolit voivat heijastaa auringonvaloa ja lisätä pilvisyyttä, mikä viilentää ilmastoa kokonaisvaikutuksena.
Vaikka aerosolihiukkasia syntyy suoraan esimerkiksi siitepölystä, pölystä ja noesta, valtaosa niistä muodostuu itse asiassa ”tyhjästä ilmasta”, kun luonnollisista ja ihmisen aiheuttamista lähteistä vapautuneet kaasut reagoivat ilmakehässä. Reaktioissa molekyyleihin liittyy happiatomeja, minkä seurauksena syntyy pieni mutta merkittävä määrä erittäin vähän haihtuvia yhdisteitä. Nämä yhdisteet ovat keskeisessä roolissa uusien hiukkasten muodostumisessa ja kasvussa.
Tällaisten molekyylien muodostuminen voi tapahtua erittäin nopeasti. Esimerkiksi alfapineeni ja tolueeni, jotka ovat tärkeitä luonnollisia ja ihmisen toiminnasta peräisin olevia päästöjä, muuttuvat aerosolien esiasteina toimiviksi ”tahmeiksi” molekyyleiksi alle sekunnissa vapautumisestaan ilmaan.
Aerosolien muodostumisen tutkimista laskennallisesti
Supertietokoneilla ajettavien kvanttikemiallisten ohjelmistojen avulla Iyerin tutkimusryhmä voi tarkastella keskeisiä vaiheita, joissa haihtuvat kaasut muuttuvat erittäin vähän haihtuviksi aerosolien esiasteiksi. Tämä tarjoaa perustan niiden vaikutusten ymmärtämiselle aerosolihiukkasten muodostumiseen.
Tutkimusryhmän tavoitteena on yhdistää laskennalliset tulokset suoriin kokeellisiin mittauksiin, jotta nykyisten ilmanlaatu- ja ilmastomallien luotettavuutta voidaan parantaa.
Siddharth Iyer valmistui luonnontieteiden maisteriksi Aalto-yliopistosta vuonna 2015 ja väitteli tohtoriksi Helsingin yliopistosta vuonna 2019. Hän liittyi Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnan fysiikan yksikköön tutkijatohtorina vuonna 2019. Vuonna 2023 hän siirtyi Suomen Akatemian tutkimusrahoituksen turvin akatemiatutkijaksi, ja vuonna 2026 hänet nimitettiin apulaisprofessoriksi.
Työnsä lisäksi Siddharth viettää vapaa-aikaansa kalliokiipeilyn ja lukemisen parissa.
