Udforskning af havvand for at karakterisere atmosfæriske aerosoler

Aerosoler er samlinger af fine partikler, enten biologiske eller andre typer, suspenderet i et gasformigt medium. De spiller en stor rolle i skydannelsen og har derfor en stærk indflydelse på klimamodeller. De er, imidlertid, ekstremt svære at studere på grund af den lille størrelse og enorme variation af deres bestanddele. Men forskere fra universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, medlemmer af PlanetSolar Deepwater ekspeditionen, har nu knyttet sammensætningen af ​​marine biologiske aerosoler – og derfor deres indflydelse på klimaet – sammen med sammensætningen af ​​vandområder i Atlanterhavet, derved baner vejen for en indirekte undersøgelse af disse aerosoler gennem vandanalyse. Dette studie, som er udgivet i Videnskabelige rapporter , vil bidrage til at gøre klimamodeller mere præcise.

Over oceanerne, nogle aerosoler indeholder organiske eller biologiske ingredienser (bakterier, nedbrydningsprodukter af mikroskopiske alger), som kommer fra havsprøjt, andre transporteres i luften (mineralstøv, røg). De tjener som frø til at danne skyer og reflekterer også lys. Deres rolle er ekstremt vigtig for modellering af skyer, og dermed for klimaet generelt. Men på grund af partiklernes lille størrelse og deres store mængde, det er svært at studere dem præcist. Så forskere ved Universitetet i Genève (UNIGE) spurgte sig selv, om det var muligt at karakterisere biologiske aerosoler gennem sammensætningen af ​​vandet, hvor de stammer fra.

"For at besvare dette spørgsmål, vi havde brug for to værktøjer, " forklarer Jérôme Kasparian, professor ved Institut for Anvendt Fysik ved UNIGE Science Faculty. "Den første er en detektor for fluorescens, som vi har designet, kaldet Biobox, og som gør os i stand til at analysere aerosolpartikler én efter én. Spektret giver os information om deres sammensætning og skelner mellem de organiske partikler, som er fluorescerende, fra de andre partikler. Så havde vi brug for PlanetSolar." denne forskning kunne kun udføres over en lang periode uden forstyrrelser af vand og luft. Kun PlanetSolar, en solcellebåd, forbliver på havet i tre måneder og producerer ingen emissioner, gør studiet muligt.

Under ekspeditionen, forskere udførte analyser af saltholdigheden, temperatur, opløst ilt og mikroalger indeholdt i de forskellige vandområder i Atlanterhavet, og sammenlignede derefter disse data med dem, der blev opnået af Biobox. "Og vi fandt ud af, at de passede sammen!" udbryder Jérôme Kasparian. Fysikerne opdagede, at biologiske aerosoler er relateret til havets temperatur og saltholdighed. Ifølge tidligere kriterier, vand skaber store legemer, der ikke blander sig, som gør det muligt at differentiere dem. Dermed, når egenskaberne af en vandmasse var gunstige for reproduktion af mikroalger, forskere bemærkede, at efter en vis tid, aerosolerne påvist over den samme vandmasse indeholdt flere biologiske partikler. Den biologiske fraktion af aerosoler er derfor forbundet med historien om biologisk aktivitet af vandmasser tæt på overfladen. "Forudsat at dette også er gyldigt i andre oceaner og have end Atlanterhavet, vores forskningssted, vores resultater ville give os mulighed for at estimere biologiske aerosoler ved direkte at studere vandmasserne, som ville forenkle aerosolkarakterisering og gøre klimamodeller mere nøjagtige, " tilføjer Kasparian. Svært at studere direkte, aerosoler studeres nu via havet, hvilken, i modsætning til aerosoler, kan nemt analyseres af satellitter.