Metastabiles Salpetersäuretrihydrat in Eiswolken

Abstract

Die Zusammensetzung von hochliegenden Eiswolken ist ein intensiv diskutierter Gegenstand der aktuellen Forschung. Die Bildungsmechanismen und die genaue Phasenzusammensetzung sind, nicht zuletzt aufgrund der schwierigen Zugänglichkeit, noch nicht endgültig aufgeklärt. Hier wird eine lange vermutete, aber strukturell unbekannte Phase vorgestellt. Diese Phase ist alpha‐Salpetersäuretrihydrat (alpha‐NAT), eine metastabile Phase von NAT. Mittels Röntgen‐ und Neutronendiffraktionsexperimenten wurde die Phase analysiert und daraus eine schlüssige Struktur abgeleitet. Schwingungsspektren wurden aufgenommen und mit theoretischen Berechnungen verglichen. Es konnte eine starke Interaktion zwischen Eis und alpha‐NAT beobachtet werden, was die experimentellen Spektren und die Kinetik beim Phasenübergang erklärt. Auf Grundlage der ermittelten Ergebnisse wird ein dreistufiger Prozess zur Bildung von NAT in stratosphärischen Wolken vorgeschlagen.