Отдавна знаем, че за да се образуват, облаците се нуждаят от малки частици - водата кондензира именно върху тяхната повърхност. Много вещества - от морска сол и прахови частици до микропластмаси - могат да играят водеща роля в този процес.
Сега изследователите са направили точни изчисления, които показват какво количество биологични аерозоли допринася за формирането на облаци над Арктика.
"Успяхме да определим белтъчния компонент на ледените нуклеационни частици, което хвърля светлина върху потенциалния им биологичен произход", обяснява Франц Конен, геолог по околна среда от Базелския университет.
"Нашите открития недвусмислено показват, че биологичните частици, допринасящи за образуването на ледена нуклеация в обсерваторията Цепелин, преобладават."
Физикът от Стокхолмския университет Габриел Фрейтас и колегите му филтрират материали с микрометрични размери от атмосферата над обсерваторията на планината Цепелинфелет в Норвегия.
Екипът анализира пробите с помощта на техники за разсейване на светлината, ултравиолетова флуоресценция и трансмисионна електронна микроскопия, като по този начин събира достатъчно информация, за да идентифицира и измери най-малките концентрации на всеки тип частици.
"Прецизността е от съществено значение, тъй като трябва да се справим с предизвикателството да открием тези частици в миниатюрни концентрации – все едно да търсиш игла в купа сено", казва Фрейтас.
Когато температурите и влажността са подходящи, водата в атмосферата кондензира върху миниатюрните частици и замръзва – формират се ледени кристали, които от своя страна образуват облаци.
Дълго време учените нямаха представа каква точно е природата на тези частици. Същевременно Арктика (в сравнение с други региони) има сравнително ниски концентрации на аерозоли, така че фините промени в тях могат да окажат сериозно влияние върху времето.
Изследователите откриват частици с биологичен произход, които се носят високо сред атмосферните газове, прах и водни пари. Те включват фруктоза, както и захарните алкохоли манитол и арабитол, които представляват повече от 90 % от всички биологични частици през летния период.
"Въпреки че арабитолът и манитолът присъстват в различни микроорганизми, тяхното наличие във въздуха е свързано с гъбични спори и може да произхожда както от местни източници, така и от далечен атмосферен пренос", обяснява Карл Еспен Итри, атмосферен учен в Норвежкия институт за изследване на въздуха.
Нивото на биологичните аерозоли варира в зависимост от сезоните, отбелязват Фрейтас и колегите му. Най-високите концентрации са се появили, когато температурите са надвишавали -15 °C - температура на образуване на ледени ядра, за която по-рано е установено, че е свързана с повишена биологична активност в Арктика.
"Представяме пряка наблюдателна връзка между биологичните аерозолни частици и високотемпературните ледени ядра в Арктика", пишат изследователите в статията си.
Повишаването на температурите на Земята ускорява топенето на леда и снега. Вследствие на това все повече суша и морски басейни са изложени на атмосферните влияния. Ето защо учените предполагат, че и концентрациите на биологични частици ще се увеличат. Те ще допринесат за увеличаването на облачността и валежите, а това допълнително ще ускори топенето на леда и снега.
"Настоящото изследване предлага изключително важни данни за произхода и свойствата на биологичните и ледообразуващите частици в Арктика", казва ученият по околна среда от Стокхолмския университет Пол Зигер."[Това] може да даде възможност на разработчиците на климатични модели да подобрят представянето на взаимодействието между аерозолите и облаците в моделите и да намалят несигурността, свързана с оценките на антропогенното радиационно въздействие."
Изследването е публикувано в Nature Communications.
Източник: Science Alert
