Микроскопические растительные организмы, называемые фитопланктоном, как известно, поддерживают разнообразие жизни в океане. Ученые в Израиле теперь сообщают, что один вид, Emiliania huxleyi, и вирус, тесно связанный с ним, также могут быть ответственны за изменения свойств облаков. При заражении E. huxleyi выпускает свою известковую оболочку в воздух, где он действует как аэрозоль, отражающий солнечный свет и даже влияющий на образование и движение облаков. Исследование опубликовано 15 августа в журнале iScience..
«Наша цель - лучше понять влияние, которое морская экология может оказывать на свойства атмосферы, такие как радиация и образование облаков», - говорит первый автор Мири Трайник, ученый-землянин из Научного института Вейцмана.«Эта тонкая поверхность раздела воздух-море контролирует потоки энергии, частиц и газов, поэтому, если мы хотим понять климат и изменение климата, мы должны понять, как микроскопическая биологическая активность в океане изменяет этот баланс».
Когда вирус EhV заражает E. huxleyi, он заставляет фитопланктон выбрасывать в воздух кусочки своей оболочки. При высвобождении эти раковины, состоящие из мелового карбоната кальция, становятся частью класса морских выбросов, называемых аэрозолями морских брызг (SSA). «SSA - это частицы, выбрасываемые в атмосферу, когда лопаются пузыри в океане», - говорит Илан Корен, атмосферный ученый из Weizmann. «Они покрывают 70% атмосферы и могут служить ядрами конденсации облаков, быть поверхностями для химических реакций и вносить значительный вклад в радиационный баланс Земли (баланс того, сколько солнечной энергии Земля поглощает и сколько она излучает обратно в космос), потому что они очень задумчивы."
При наблюдении модельной системы в лаборатории исследователи обнаружили объем E.huxleyi SSA, чтобы превзойти все, что они ожидали, а размер самих частиц оказался намного больше, чем они предсказывали. Более многочисленные и более крупные частицы в совокупности будут обладать гораздо большей отражательной способностью, чем предполагали исследователи, и могут сильно влиять на другие свойства облаков.
Хотя E. huxleyi чрезвычайно многочисленна и ответственна за цветение водорослей на тысячи километров, мы не ожидали измерить такой большой поток SSA, испускаемых ими в воздух. Кроме того, мы ожидали не более диаметром 1 микрон, но измеряли 3 и 4 микрона», - говорит Трейник. «До этой работы мы не знали, что такие крупные частицы могут быть в таком изобилии в распределении размеров морской и атмосферной среды».
Исследователи также были удивлены сложной структурой SSA и ее влиянием на аэродинамику. «Мы обнаружили, что нам нужно смотреть не только на размер SSA, но и на его плотность», - говорит Асаф Варди (@vardilab), ученый-эколог из Weizmann.«Эти по форме напоминают парашюты; они имеют сложную структуру из карбоната кальция с большим пространством внутри, что увеличивает время жизни частицы в атмосфере».
Отсюда исследователи отправятся в такие места, как Норвегия, чтобы наблюдать за этими цветами и их выбросами SSA в естественном мире. «Это исследование сосредоточено на одном виде и его вирусе, но в более широком контексте оно может показать, что состояние атмосферы на самом деле зависит от ежедневных взаимодействий в морской воде», - говорит Трайник. «Теперь мы должны сделать все возможное, чтобы глубже понять эти отношения».