Ny indsigt i hav-atmosfære interaktion og efterfølgende skydannelse

Organiske forbindelser undergår drastiske variationer i deres kemiske sammensætning, da de overføres fra havets overflade til atmosfæriske aerosoler, der fungerer som kerner og danner skyer.

Aerosoler, som er suspenderede fine faste partikler eller flydende dråber, spiller en væsentlig rolle i at udløse klimaændringer ved at sprede eller absorbere sollys, mens det påvirker skydannelsen og nedbørsprocessen ved at tjene som kerner til at danne skyer. Organiske forbindelser tegner sig for op til 90 procent af bestanddelene i aerosoler, og deres sammensætning er en afgørende faktor til at fremme eller undertrykke skydannelse.

Havvand dækker omkring 70 procent af Jordens overfladeareal. Organiske forbindelser produceret af mikrobielle aktiviteter i overfladehavvand frigives til atmosfæren ved havsprøjtning, som menes at påvirke sammensætningen af ​​aerosoler. Imidlertid, stort set ingen information om organisk stof ved hav-atmosfære-grænsen har været tilgængelig på grund af målevanskeligheder, gør det svært at forstå, hvordan organisk stof i havvandet påvirker den atmosfæriske sammensætning.

En gruppe videnskabsmænd ledet af assisterende professor Yuzo Miyazaki fra Hokkaido Universitets Institut for Lavtemperaturvidenskab, undersøgte de atmosfæriske aerosoler og havvand for at observere variationer i organiske forbindelser, når det overføres fra havvandet til luften i Oyashio-strømmen og dens kystområder i det vestlige subarktiske Stillehav. Krydstogtmålingerne på forskningsfartøjet Hakuho Maru fandt sted lige før fytoplanktonets opblomstring i det tidlige forår af marts 2015.

Havspray-aerosoler blev udvalgt ved at bruge holdets originale metode baseret på det stabile kulstofisotopforhold mellem vandopløseligt organisk kulstof og koncentrationer af glukose som et molekylært sporstof i marineaerosoler sammen med lokale overfladevindhastighedsdata. Forskerne målte og sammenlignede forholdet mellem proteinlignende organisk materiale, som let biologisk nedbrydes, og humuslignende stoffer, som næsten ikke nedbrydes, i både havsprøjteaerosoler og overfladehavvand.

Ifølge gruppens resultater, havsprayaerosoler indeholdt en større andel af humuslignende stoffer end proteinlignende forbindelser sammenlignet med overfladehavvand, uanset aerosolens størrelse, i hver prøve, forskerne undersøgte. Resultaterne tyder på betydelig nedbrydning af proteinlignende organiske stoffer og/eller præferentiel dannelse af humuslignende stoffer i havsprayaerosoler, når organisk materiale overføres fra havvand til atmosfæriske aerosoler inden for ca. 24 timer.

Humic-lignende, svært nedbrydeligt organisk stof menes at undertrykke dannelsen af ​​skyer fra havsprøjteaerosoler. "Vores undersøgelse kunne give vital information til at vurdere, med høj præcision, hvordan global opvarmning udløste ændring i volumen, kemisk sammensætning, og aktivitet af mikroorganismer i havoverfladen vil påvirke fremtidig skydannelse ved at frigive organisk stof til atmosfæren, " siger Yuzo Miyazaki.