Bakterier, der lever af arktiske algeopblomstringer, kan frø skyer

Ny forskning viser, at polarhavets strømme og storme flytter bakterier fra havalgeopblomstringer ind i atmosfæren, hvor partiklerne hjælper skyer til at dannes. Disse partikler, som er af biologisk oprindelse, kan påvirke vejrmønstre i hele verden, ifølge den nye undersøgelse i AGU-tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .

Partikler suspenderet i luft kaldet aerosoler kan nogle gange fremskynde dannelsen af ​​iskrystal i skyer, påvirker vejrklimaet og vejrmønstrene. Sådanne iskernedannende partikler omfatter støv, røg, pollen, svampe og bakterier. Tidligere forskning har vist, at marine bakterier så skyer i Arktis, men hvordan de kom fra havet til skyerne var et mysterium.

I den nye undersøgelse, forskerne tog prøver af vand og luft i Beringstrædet, og testede prøverne for tilstedeværelsen af ​​biologiske iskernedannende partikler. Bakterier, der normalt findes nær havbunden, var til stede i luften over havets overflade, tyder på havstrømme og uro hjælper med at gøre bakterierne i luften.

Havstrømme og vejrsystemer bragte bakterier, der fodrede fra algeopblomstring, til havsprøjten over havets overflade, hjælper med at frø skyer i atmosfæren, ifølge den nye forskning.

"Disse specielle typer aerosoler kan faktisk 'frø' skyer, lidt ligesom, hvordan et frø ville dyrke en plante. Nogle af disse frø er virkelig effektive til at danne sky-iskrystaller, "sagde Jessie Creamean, en atmosfærisk videnskabsmand ved Colorado State University i Fort Collins, Colorado, og hovedforfatter på det nye studie.

At forstå, hvordan skyer er sået, kan hjælpe forskere med at forstå arktiske vejrmønstre.

Rene vanddråber i skyer fryser ikke før omkring minus 40 grader Celsius (minus 40 grader Fahrenheit). De er superafkølede under frysepunktet, men stadig flydende. Aerosoler hæver den grundlæggende frysetemperatur i superafkølede skyer til minus fem grader Celsius (23 grader Fahrenheit), ved at give vand en overflade til at krystallisere på, og skaber skyer blandet med underkølede dråber og iskrystaller. Blandede skyer er den mest almindelige type skyer på planeten og den bedste til at producere regn eller sne.

"Sky frø, "som de bakterier, der findes i algeopblomstring, kan skabe flere skyer med varierende mængder af is og vand. En stigning i skyer kan påvirke, hvor meget varme der er fanget i atmosfæren, som kan påvirke klimaet. Skyernes sammensætninger kan påvirke Arktis vandcyklus, ændre mængden af ​​regn og sne, der produceres. At øge antallet af skyer og ændre sammensætningen af ​​arktiske skyer påvirker også de nordlige vejrsystemer, potentielt påvirke vejrtendenser verden over, sagde forfatterne til den nye undersøgelse.

Uden iskernedannende partikler, nedbør fra skyer er mindre sandsynligt, Heike Wex, en atmosfærisk videnskabsmand ved Leibniz Institute for Tropospheric Research i Leipzig, Tyskland, ikke tilknyttet den nye undersøgelse forklaret.

Fra havet til atmosfæren

For at lære, hvordan biologiske "skyfrø" rejser fra havets dybder til atmosfæren, Creamean og hendes kolleger tog prøver fra 8 meter (26 fod) under vandoverfladen og luftprøver omkring 20 meter (66 fod) over vandoverfladen i Beringstrædet under en algeopblomstring.

Algeopblomstring er store stigninger i fotosyntetiske plantelignende mikroorganismer, som mange havdyr spiser, herunder nogle slags bakterier. Forskerne fandt bakterier kendt for at frø skyer i bunden af ​​et fytoplanktonblomst i Beringstrædet, men ikke i den omgivende luft. Forskerne fandt de samme bakterier omkring 250 kilometer (155,3 miles) nordvest for blomstringen, hvilket tyder på, at en stærk strøm transporterede bakterierne til et nyt sted. Bakterierne var også i luften over vandet. En storm bragte bakterierne fra havets dybder til overfladen, transporterer de bakterielle "skyfrø" til luften i vanddråber.

"Det, der fandtes på bunden af ​​havet, var på vej op til overfladevandet, " sagde Creamean.

Da forskerne kun var i stand til at tage prøver fra 20 meter (66 fod) op, de ved endnu ikke, hvordan de iskernedannende partikler stiger til skyhøjde, som i gennemsnit starter ved 1,9 kilometer (1,2 miles) over overfladen.

Polarområderne oplever en hurtig opvarmning fra klimaændringer. Arktis accelererede opvarmning kan forårsage flere algeopblomstringer samt flere bakterier af den type, der findes til frøskyer, til gengæld yderligere at påvirke dets vejrsystemer, ifølge forfatterne.

"Dette er en del af puslespillet om, hvordan disse skyer dannes i Arktis og potentielt påvirker vejrmønstre over hele verden, " sagde Creamean.