Atmosfæriske forskere identificerer den reneste luft på jorden i den første undersøgelse af sin art

Colorado State University Distinguished Professor Sonia Kreidenweis og hendes forskningsgruppe identificerede en atmosfærisk region uændret af menneskelige aktiviteter i den første undersøgelse for at måle bioaerosolsammensætningen i det sydlige hav syd for 40 grader sydlig breddegrad.

Kreidenweis 'gruppe, baseret på Institut for Atmosfærisk Videnskab, fandt, at grænselagets luft, der fodrer de nederste skyer over det sydlige hav, var uberørt - fri for partikler, kaldet aerosoler, produceret af menneskeskabte aktiviteter eller transporteret fra fjerne lande. Deres resultater offentliggøres i Procedurer fra National Academy of Sciences .

Vejr og klima er komplekse processer, der forbinder hver del af verden med hver anden region, og med klimaændringer hurtigt som følge af menneskelig aktivitet, det er svært at finde noget område eller proces på Jorden, der er uberørt af mennesker. Kreidenweis og hendes team mistænkte luften direkte over det fjerntliggende sydlige ocean, der omkranser Antarktis, ville blive mindst påvirket af mennesker og støv fra kontinenter. De satte sig for at opdage, hvad der var i luften, og hvor det kom fra.

"Vi var i stand til at bruge bakterierne i luften over det sydlige hav som et diagnostisk værktøj til at udlede vigtige egenskaber ved den lavere atmosfære, "sagde forsker Thomas Hill, medforfatter på undersøgelsen. "For eksempel, at aerosolerne, der styrer egenskaberne af SO -skyer, er stærkt knyttet til havets biologiske processer, og at Antarktis ser ud til at være isoleret fra sydlig spredning af mikroorganismer og næringsdeponering fra sydlige kontinenter. Samlet set, det tyder på, at SO er et af meget få steder på Jorden, der er blevet minimalt påvirket af menneskeskabte aktiviteter. "

Prøver blev indsamlet under den NSF-finansierede SOCRATES-feltekampagne, ledet af forsker og medforfatter Paul DeMott. Kandidatstuderende Kathryn Moore samplede luften i det marine grænselag, den nederste del af atmosfæren, der har direkte kontakt med havet, ombord på Research Vessel Investigator, da den dampede sydpå fra Tasmanien til den antarktiske iskant. Forskere og første forfatter Jun Uetake undersøgte sammensætningen af ​​luftbårne mikrober fanget fra skibet. Atmosfæren er fuld af disse mikroorganismer spredt over hundreder til tusinder af kilometer ved vind.

Ved hjælp af DNA -sekventering, kilde sporing og vind tilbage baner, Uetake fastslog, at mikrobernes oprindelse var marine, hentet fra havet. Bakteriesammensætning blev også differentieret til brede breddezoner, foreslår aerosoler fra fjerne landmasser og menneskelige aktiviteter, såsom forurening eller jordemissioner drevet af ændringer i arealanvendelse, rejste ikke sydpå til Antarktis luft.

Disse resultater modvirker alle andre undersøgelser fra oceaner i subtroperne og den nordlige halvkugle, som fandt ud af, at de fleste mikrober kom fra opvindskontinenter. Planter og jord er stærke kilder til partikler, der udløser frysning af superafkølede skydråber, kendt som iskernende partikler. Denne proces reducerer skyreflektivitet og forbedrer nedbør, øge mængden af ​​sollys, der når overfladen og ændre Jordens strålingsbalance.

Over det sydlige Ocean, udstråling fra havet dominerer det materiale, der er tilgængeligt til dannelse af flydende skydråber. Is-kernende partikelkoncentrationer, sjælden i havvand, er de laveste registreret nogen steder på planeten.

Luften over Det Sydlige Ocean var så ren, at der var meget lidt DNA at arbejde med. Hill tilskrev kvaliteten af ​​deres resultater til Uetake og Moores clean lab -proces.

"Jun og Kathryn, på hvert trin, behandlede prøverne som værdifulde genstande, udvise ekstraordinær omhu og bruge den reneste teknik til at forhindre kontaminering fra bakterielt DNA i laboratoriet og reagenser, "Sagde Hill.