Physikern der Universität Heidelberg ist es gelungen, die Existenz von Wasser-Doppelmolekülen in der Atmosphäre nachzuweisen. Ihrer Schätzung nach kommt auf 1.000 Einzelmoleküle ein Doppelmolekül. Klaus Pfeilsticker und seine Kollegen stellen ihr Ergebnis im Fachmagazin Science vor (Bd. 300, S. 2078).
Wasser-Doppelmoleküle, auch Wasser-Dimere genannt, bestehen aus zwei locker aneinander gebundenen Einzelmolekülen. Eine Wasserstoffbrückenbindung verbindet dabei das negativ geladene Sauerstoffatom des einen Moleküls mit einem der beiden positiv geladenen Wasserstoffatome des anderen Moleküls.
Die Existenz dieser Doppelmoleküle in der Atmosphäre war unter anderem deshalb vorausgesagt worden, weil sie einen Fehlbetrag in der von der Atmosphäre aufgenommenen Sonnenstrahlung erklären könnten. Ihr Nachweis war jedoch schwierig, da die Wellenlängen der meisten ihrer Spektrallinien auf der gleichen Wellenlänge liegen wie die der Einzelmoleküle.
Die Wellenlänge der Linien, die von den Molekülen aus dem Licht der Sonne herausgefiltert werden, hängt von der Energie ab, mit der die entsprechende chemische Bindung angeregt werden kann. Die Heidelberger Physiker konnten den Nachweis jetzt anhand einer Spektrallinie in der Nähe des Infrarotbereiches erbringen, die sich deutlich von den Linien der Einzelmoleküle absetzt.
Die Forscher vermuten, dass die Wasser-Dimere eine Treibhauswirkung in der Atmosphäre ausüben, die aber in den meisten Klimamodellen schon eingerechnet ist. Ihren Ergebnissen zufolge wird die Treibhauswirkung der Wasser-Dimere mit steigender Oberflächentemperatur auf der Erde zunehmen, und zwar um acht Prozent pro Grad Celsius.
Axel Tillemans
