A fotogeoquímica combina fotoquímica e geoquímica no estudo de reações químicas induzidas pela luz que ocorrem ou podem ocorrer entre os componentes naturais da superfície da Terra. A primeira revisão abrangente sobre o assunto foi publicada em 2017 pelo químico e cientista do solo Timothy A. Doane, mas o termo fotogeoquímica surgiu alguns anos antes como palavra-chave em estudos que descreviam o papel das transformações minerais induzidas pela luz na formação da biogeoquímica da Terra; isso de fato descreve o núcleo do estudo fotogeoquímico, embora outras facetas possam ser admitidas na definição.thumb|406x406px|A luz solar facilita as reações químicas entre os componentes da superfície da Terra
O domínio da fotogeoquímica O contexto de uma reação fotogeoquímica é implicitamente a superfície da Terra, uma vez que é onde a luz solar está disponível (embora outras fontes de luz, como a quimiluminescência, não sejam estritamente excluídas do estudo fotogeoquímico). As reações podem ocorrer entre componentes da superfície terrestre, como rochas, solo e detritos; componentes da água superficial, como sedimentos e matéria orgânica dissolvida; e componentes da camada limite atmosférica diretamente influenciados pelo contato com a terra ou a água, como aerossóis minerais e gases. A radiação visível e ultravioleta de ondas médias a longas é a principal fonte de energia para as reações fotogeoquímicas; comprimentos de onda de luz menores que cerca de 290 nanômetros são completamente absorvidos pela atmosfera atual e, portanto, são praticamente irrelevantes, exceto na consideração de atmosferas diferentes da da Terra hoje.
As reações fotogeoquímicas limitam-se a reações químicas não facilitadas por organismos vivos. As reações que compõem a fotossíntese em plantas e outros organismos, por exemplo, não são consideradas fotogeoquímica, uma vez que o contexto físico-químico para essas reações é estabelecido pelo organismo e deve ser mantido para que essas reações continuem (ou seja, as reações cessam se o organismo morrer). Em contraste, se um determinado composto é produzido por um organismo e o organismo morre, mas o composto permanece, esse composto ainda pode participar independentemente de uma reação fotogeoquímica, mesmo que sua origem seja biológica (por exemplo, precipitados minerais biogênicos ou compostos orgânicos liberados por plantas na água).
O estudo da fotogeoquímica se concentra principalmente em materiais naturais, mas pode se estender a outros materiais, desde que sejam representativos ou tenham alguma relação com aqueles encontrados na Terra. Por exemplo, muitos compostos inorgânicos foram sintetizados em laboratório para estudar reações fotocatalíticas. Embora esses estudos geralmente não sejam realizados no contexto das ciências ambientais ou da Terra , o estudo de tais reações é relevante para a fotogeoquímica se houver uma implicação geoquímica (ou seja, se reagentes ou mecanismos de reação semelhantes ocorrerem naturalmente). Da mesma forma, a fotogeoquímica também pode incluir reações fotoquímicas de materiais naturais que não são atingidos pela luz solar, se houver a possibilidade de que esses materiais sejam expostos (por exemplo, camadas profundas do solo descobertas pela mineração). thumb|188x188px|Óxidos e oxihidróxidos de ferro(III), como estes penhascos de ocre, são catalisadores comuns em reações fotogeoquímicas Com exceção de alguns casos isolados, estudos que se enquadram na definição de fotogeoquímica não foram explicitamente especificados como tal, mas foram tradicionalmente categorizados como fotoquímica, especialmente na época em que a fotoquímica era um campo emergente ou novas facetas da fotoquímica estavam sendo exploradas. A pesquisa fotogeoquímica, no entanto, pode ser diferenciada em função de seu contexto e implicações específicos, trazendo assim maior visibilidade a esta "área pouco explorada da geoquímica experimental. Estudos anteriores que se enquadram na definição de fotogeoquímica podem ser designados retroativamente como tal.
Abordagens experimentais A grande maioria das pesquisas fotogeoquímicas é realizada em laboratório, pois é mais fácil demonstrar e observar uma reação específica sob condições controladas. Isso inclui confirmar a identidade dos materiais, projetar recipientes de reação, controlar as fontes de luz e ajustar a atmosfera de reação. No entanto, a observação de fenômenos naturais frequentemente fornece a inspiração inicial para estudos posteriores. Por exemplo, durante a década de 1970, havia um consenso geral de que o óxido nitroso (N2O) tinha um curto tempo de residência na troposfera, embora a explicação real para sua remoção fosse desconhecida. Como o N2O não absorve luz em comprimentos de onda maiores que 280 nanômetros, a fotólise direta havia sido descartada como uma possível explicação. Observou-se então que a luz decompunha os clorometanos quando estes eram absorvidos em areia de sílica, e isso ocorria em comprimentos de onda muito acima do espectro de absorção desses compostos. O mesmo fenômeno foi observado para o N2O, levando à conclusão de que o material particulado na atmosfera é responsável pela destruição do N2O por meio da fotólise sensibilizada pela superfície. De fato, a ideia de tal sumidouro para N2O atmosférico foi apoiada por vários relatos de baixas concentrações de N2O no ar acima de desertos, onde há uma grande quantidade de material particulado em suspensão. Como outro exemplo, a observação de que a quantidade de ácido nitroso na atmosfera aumenta muito durante o dia levou a uma melhor compreensão da fotoquímica da superfície de ácidos húmicos e solos e a uma explicação para a observação original.
Categoria:Geoquímica