Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de California en San Diego ha identificado por primera vez lo que impulsa las diferencias observadas en la composición química de las partículas de aerosol marino expulsadas del océano al romper las olas.
El descubrimiento podría permitir a los investigadores comprender mejor cómo la química y la física del océano influyen directamente en los procesos de formación de nubes. La mejor comprensión podría hacer que los modelos climáticos sean más precisos, especialmente porque las nubes son la variable más difícil de representar en las simulaciones actuales.
Kimberly Prather, distinguida presidenta de Química Atmosférica y miembro de la facultad en el Departamento de Química y Bioquímica y la Institución Scripps de Oceanografía en UC San Diego, dirigió el estudio apoyado por la National Science Foundation. Dijo que su avance clave implicó mostrar que las caídasenviado al aire al romper olas adquiere diferentes características químicas dependiendo de las fuerzas físicas inducidas por las olas.
"Es la primera vez que alguien ha demostrado que las gotas del agua de mar tienen una composición diferente debido al mecanismo de producción", dijo Prather. "Estamos descubriendo cómo la biología oceánica influye en los procesos de producción física que crean aerosol de aerosol marino. Estudios anteriores se han centrado en elprocesos involucrados en la producción física de aerosoles marinos, pero nuestros estudios demostraron que la química está en el corazón de muchos procesos de transferencia de la atmósfera oceánica que tienen profundos impactos en la composición de nuestra atmósfera, así como en las nubes y el clima ".
Algunos aerosoles de aerosol marino son gotas de "película" que están cargadas de microbios o material orgánico que se acumula en la superficie del océano. Se forman cuando se rompen las burbujas en la superficie del océano. Los investigadores habían asumido en gran medida que todos los aerosoles de tamaño menor a un micrón erande esta variedad. Prather y otros investigadores demostraron, sin embargo, que hay otras partículas formadoras de nubes derivadas de gotas de "chorro" que se componen predominantemente de especies químicas muy diferentes, incluyendo sal marina, microbios y otras especies biológicas.expulsado tras el estallido de las burbujas.
Estos dos tipos de aerosoles tienen diferentes capacidades para formar cristales de hielo en las nubes, lo que significa que el tipo de microbios y las biomoléculas asociadas que se expulsan del océano pueden determinar si una nube realmente no produce precipitación, lluvia o nieve., la presencia de una gran floración de fitoplancton, como sucede durante los eventos de marea roja, altera la proporción de película a gotas de chorro, lo que significa que los procesos biológicos pueden conducir a cambios profundos en la química de la pulverización marina y, en última instancia, a la formación de nubes.
El estudio, "El papel de las gotas de chorro y película en el control del estado de mezcla de las partículas de aerosol de mar submicrónico", aparece el 19 de junio en las primeras ediciones de la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Los investigadores descubrieron que las partículas producidas por chorro pueden representar casi la mitad del número total de aerosoles submicrónicos que contribuyen a la formación de nubes. Para llegar a esta conclusión, los investigadores indujeron floraciones de fitoplancton en el agua de mar natural bombeada en tanques generadores de olas en un Scrippslaboratorio. Las condiciones imitaban a las del océano que producen rocío marino. Los científicos diferenciaron la película de las gotas de chorro cuando se elevaron en el aire sobre las olas al observar sus diferentes cargas eléctricas. Los aerosoles de chorro de mar tienen una carga mayor que los aerosoles de película.
Los hallazgos son los últimos de investigadores de la Universidad de California en San Diego en una de las fronteras más misteriosas del clima: cómo los aerosoles producidos en la tierra y en el mar, ya sea sal marina, material orgánico, polvo o partículas contaminantes, determinansi se forman nubes y si esas nubes pueden producir precipitación. Prather, quien fue pionero en los métodos para analizar la composición química de las partículas en el aire, es el director del Centro de Impactos de Aerosol en la Química del Medio Ambiente CAICE en UC San Diego, donde se realizó el trabajo.En 2013, la National Science Foundation nombró a CAICE un Centro NSF para la Innovación Química, uno de los nueve centros de este tipo en los Estados Unidos.
Los coautores del estudio representaron una gama de disciplinas desde bioquímica hasta microbiología marina. Los oceanógrafos de Scripps Grant Deane y Dale Stokes contribuyeron al estudio y en el trabajo de seguimiento intentarán ver si pueden determinar la composición del aerosol de la superficie del marse mezcla midiendo cuánto duran las capas blancas del océano llenas de burbujas.
Deane dijo que la hazaña del estudio probablemente no podría haber sido lograda por ninguno de los investigadores que trabajan solos, lo que lo convierte en un modelo de la complejidad de la investigación ambiental.
"Es un trabajo verdaderamente colaborativo entre químicos, biólogos y oceanógrafos físicos", dijo Deane. "Esta es la forma en que se debe hacer este tipo de trabajo".
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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