Органические соединения претерпевают резкие изменения в своем химическом составе по мере того, как они переходят с поверхности океана в атмосферные аэрозоли, которые действуют как ядра для формирования облаков.
Аэрозоли, представляющие собой взвешенные мелкие твердые частицы или жидкие капли, играют важную роль в изменении климата, рассеивая или поглощая солнечный свет, а также влияя на образование облаков и процесс осаждения, выступая в качестве ядер для формирования облаков. Органические соединения составляют до 90 процентов компонентов аэрозолей, и их состав является ключевым фактором, стимулирующим или подавляющим образование облаков.
Морская вода покрывает около 70 процентов площади поверхности Земли. Органические соединения, образующиеся в результате микробной активности в поверхностных морских водах, выбрасываются в атмосферу морскими брызгами, которые, как считается, влияют на состав аэрозолей. Однако практически нет информации об органическом веществе на границе океана и атмосферы из-за трудностей измерения, что затрудняет понимание того, как органическое вещество в морской воде влияет на состав атмосферы.
Группа ученых во главе с доцентом Юдзо Миядзаки из Института низкотемпературных наук Университета Хоккайдо исследовала атмосферные аэрозоли и морскую воду, чтобы наблюдать за изменениями в органических соединениях, когда они переходят из морской воды в воздух в течении Оясио и его прибрежные районы западной субарктической части Тихого океана. Рейсовые измерения на научно-исследовательском судне Hakuho Maru проводились незадолго до цветения фитопланктона ранней весной марта 2015 года.
Аэрозоли морских брызг были выбраны с использованием оригинального метода группы, основанного на соотношении стабильных изотопов углерода в водорастворимом органическом углероде и концентрациях глюкозы в качестве молекулярного индикатора в морских аэрозолях, а также на местных данных о скорости ветра у поверхности. Исследователи измерили и сравнили соотношение белковоподобного органического вещества, которое легко биологически разлагается, и гуминоподобных веществ, которые трудно разлагаются, как в аэрозолях морских брызг, так и в поверхностной морской воде.
Согласно выводам группы, аэрозоли морских брызг содержали большую долю гуминовых веществ, чем белковоподобных соединений, по сравнению с поверхностной морской водой, независимо от размера аэрозоля, в каждой пробе, которую исследовали исследователи. Результаты свидетельствуют о значительном разложении белковоподобных органических веществ и/или предпочтительном образовании гуминоподобных веществ в аэрозолях морских брызг, когда органическое вещество переходит из морской воды в атмосферные аэрозоли в течение примерно 24 часов.
Считается, что гуминовые, трудноразлагаемые органические вещества подавляют образование облаков из аэрозолей морских брызг. «Наше исследование могло бы предоставить жизненно важную информацию для оценки с высокой точностью того, как вызванное глобальным потеплением изменение объема, химического состава и активности микроорганизмов на поверхности моря повлияет на будущее образование облаков путем выброса органических веществ в атмосферу», - говорится в сообщении. Юдзо Миядзаки.