Når vira inficerer fytoplankton, det kan ændre skyerne

Mikroskopiske plantelignende organismer kaldet fytoplankton vides at understøtte mangfoldigheden af ​​liv i havet. Forskere i Israel rapporterer nu, at én art, Emiliania huxleyi , og en virus tæt forbundet med det, kan også være ansvarlig for ændringer i skyegenskaber. Når man er smittet, E. huxleyi slipper sin kridtagtige skal i luften, hvor det fungerer som en aerosol, der reflekterer sollys og endda påvirker skabelse og bevægelse af skyer. Forskningen vises 15. august i tidsskriftet iScience .

"Vores mål er bedre at forstå de virkninger, som marin økologi kan have på atmosfæriske egenskaber som stråling og skydannelse, " siger førsteforfatter Miri Trainic, en jordforsker ved Weizmann Institute of Science. "Denne slanke luft-hav-grænseflade styrer strømninger af energi, partikler, og gasser, så hvis vi vil forstå klima og klimaændringer, vi må forstå, hvordan mikroskopisk biologisk aktivitet i havet ændrer denne balance."

Når virus EhV inficerer E. huxleyi det tvinger fytoplanktonet til at udsende stykker af dets skal til luften. Når de frigives, disse skaller, som er lavet af kalkholdigt calciumcarbonat, blive en del af en klasse af marine emissioner kaldet sea spray aerosols (SSAs). "SSA'er er partikler, der udsendes til atmosfæren, når bobler i havet brister, "siger Ilan Koren, en atmosfærisk videnskabsmand også ved Weizmann. "De dækker 70% af atmosfæren og kan tjene som skykondensationskerner, være overflader til kemiske reaktioner, og bidrager væsentligt til Jordens strålingsbudget (balancen mellem hvor meget solenergi Jorden absorberer, og hvor meget den udsender tilbage til rummet), fordi de er meget reflekterende."

Når man observerer et modelsystem i laboratoriet, forskerne fandt mængden af E. huxleyi SSA-emissioner til at overgå alt, hvad de forventede, og størrelsen af ​​selve partiklerne ville være langt større, end de havde forudsagt. Flere og større partikler vil kumulativt være meget mere reflekterende, end forskerne havde forventet og kan i høj grad påvirke andre skyegenskaber.

"Selvom E. huxleyi er ekstremt rigeligt, ansvarlig for algeopblomstring, der dækker tusindvis af kilometer, vi forventede ikke at måle så stor en flux af SSA'er udsendt fra dem i luften. Plus, vi forventede ikke større end en 1-mikrons diameter, men målte 3 og 4 mikron, " siger Trainic. "Før dette arbejde, vi vidste ikke, at så store partikler ville være så rigelige i den marine-atmosfæriske størrelsesfordeling."

Forskerne blev også overraskede over SSA'ernes komplekse struktur og dens indvirkning på aerodynamikken. "Det, vi fandt, var, at vi ikke kun behøver at se på størrelsen af ​​SSA, men også dens tæthed, " siger Assaf Vardi (@vardilab), en miljøforsker ved Weizmann. "Disse er formet som faldskærme; de ​​har en indviklet struktur af calciumcarbonat med masser af plads indeni, som forlænger partikelens levetid i atmosfæren. "

Herfra, forskerne vil vove sig til steder som Norge for at observere disse opblomstringer og deres SSA-emissioner i den naturlige verden. "Denne undersøgelse fokuserer på en art og dens virus, men i en bredere sammenhæng kan det vise, at atmosfærens tilstand faktisk afhænger af de daglige interaktioner i havvandet, " siger Trainic. "Nu skal vi gøre vores bedste for at forstå det forhold yderligere."