По мере того, как океаны приливают и отливают, образующиеся волны и брызги образуют крошечные пузыри. Пузырьки лопаются и выбрасывают в воздух пар, называемый морским аэрозолем. Этот аэрозоль рассеивает солнечный свет и участвует в формировании облаков и, в конечном итоге, климата. Но не бывает двух одинаковых пузырей, сообщают исследователи Калифорнийского университета в Сан-Диего 11 мая в журнале Chem. Они проанализировали морские брызги и обнаружили, что на свойства пузырьков, изменяющие атмосферу, влияет присутствие фитопланктона (микроскопических океанских растений) и бактерий в воде.
Молекулы, выделяемые планктоном и бактериями, могут включаться в пузырьки, которые в конечном итоге выбрасывают эти соединения в воздух. Молекулы также смешиваются с химическими веществами и солями внутри частиц, а это означает, что они менее способны переносить воду из океана - свойство, называемое гигроскопичностью. Это, в свою очередь, влияет на то, как аэрозоль взаимодействует с солнечными лучами и влияет на образование облаков.
«Мы были удивлены тем, насколько отчетливыми были изменения химических веществ в отдельных аэрозольных частицах», - говорит старший автор Вики Х. Грассиан, содиректор Центра воздействия аэрозолей на климат и окружающую среду в университете. Калифорнии, Сан-Диего. «Это отличный результат для нас, так как он помогает нам лучше понять, как аэрозоль морских брызг влияет на климат».
Чтобы воспроизвести цветение фитопланктона, исследователи использовали экспериментальный океан в Институте океанографии Скриппса в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего. Они проверили аэрозоль, образующийся в волнах в разные моменты цветения, и обнаружили, что периоды, когда бактерии питались фитопланктоном, больше всего влияли на молекулы в аэрозолях.
«Важно понимать влияние природных процессов на климат, чтобы мы могли составить более точную картину изменения климата», - говорит Грассиан. «Учитывая огромные размеры и важность океана, мы на удивление мало знаем о том, какие факторы контролируют состав морского аэрозоля, который постоянно образуется в волнах. Именно это мы и хотели выяснить в нашем исследовании».
Чтобы понять роль антропогенного загрязнения и других воздействий на изменение климата, нам сначала нужно понять естественные процессы, которые одновременно оказывают воздействие. Новое исследование дает нам лучшее понимание естественных изменений в химическом составе аэрозоля морских брызг, самого распространенного класса аэрозолей в атмосфере.
Исследователи хотят понять, как этот естественный и распространенный класс аэрозолей изменяется в атмосфере, когда он смешивается с загрязнением - озоном, оксидами азота и другими типами аэрозолей, включая антропогенные аэрозоли, такие как сажа, летучая зола, и вторичный органический аэрозоль. Команда также работает над раскрытием фундаментальных химических процессов и молекулярных образований, которые определяют, как аэрозольные частицы морских брызг влияют на климат посредством образования облаков.
«Эти усилия объединяют ученых со всего мира, обладающих опытом в различных дисциплинах в области химии, чтобы помочь решить эти важные вопросы», - говорит первый автор Ричард Кокран, научный сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Диего.