La distinguida profesora de la Universidad Estatal de Colorado, Sonia Kreidenweis, y su grupo de investigación identificaron una región atmosférica sin cambios por actividades relacionadas con los humanos en el primer estudio para medir la composición de bioaerosol del Océano Austral al sur de 40 grados de latitud sur.

Grupo de Kreidenweis, con sede en el Departamento de Ciencias Atmosféricas, encontró que el aire de la capa límite que alimenta las nubes más bajas sobre el Océano Austral es prístino, libre de partículas, llamados aerosoles, producidos por actividades antropogénicas o transportados desde tierras lejanas. Sus hallazgos se publican en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

El tiempo y el clima son procesos complejos que conectan cada parte del mundo con todas las demás regiones, y con el cambio climático rápidamente como resultado de la actividad humana, es difícil encontrar un área o proceso en la Tierra que no haya sido tocado por personas. Kreidenweis y su equipo sospecharon que el aire directamente sobre el remoto Océano Austral que rodea la Antártida sería el menos afectado por los humanos y el polvo de los continentes. Se dispusieron a descubrir qué había en el aire y de dónde venía.

"Pudimos usar las bacterias en el aire sobre el Océano Austral como una herramienta de diagnóstico para inferir propiedades clave de la atmósfera inferior, "dijo el científico investigador Thomas Hill, coautor del estudio. "Por ejemplo, que los aerosoles que controlan las propiedades de las nubes de SO están estrechamente vinculados a los procesos biológicos del océano, y que la Antártida parece estar aislada de la dispersión de microorganismos hacia el sur y la deposición de nutrientes de los continentes del sur. En general, sugiere que el SO es uno de los pocos lugares de la Tierra que se ha visto mínimamente afectado por actividades antropogénicas ".

Se recolectaron muestras durante la campaña de campo SÓCRATES, financiada por NSF, dirigido por el científico investigador y coautor Paul DeMott. La estudiante de posgrado Kathryn Moore tomó muestras del aire en la capa límite marina, la parte inferior de la atmósfera que tiene contacto directo con el océano, a bordo del buque de investigación Investigator mientras navegaba hacia el sur desde Tasmania hasta el borde del hielo de la Antártida. El científico investigador y primer autor Jun Uetake examinó la composición de los microbios en el aire capturados en el barco. La atmósfera está llena de estos microorganismos dispersos a lo largo de cientos o miles de kilómetros por el viento.

Usando secuenciación de ADN, seguimiento de la fuente y trayectorias de retroceso del viento, Uetake determinó que los orígenes de los microbios eran marinos, procedente del océano. La composición bacteriana también se diferenciaba en amplias zonas latitudinales, sugiriendo aerosoles de masas terrestres distantes y actividades humanas, como la contaminación o las emisiones del suelo provocadas por el cambio de uso de la tierra, no viajaban hacia el sur en el aire antártico.

Estos resultados contrarrestan todos los demás estudios de los océanos en los subtrópicos y el hemisferio norte, que descubrió que la mayoría de los microbios procedían de continentes contra el viento. Las plantas y el suelo son fuertes fuentes de partículas que provocan la congelación de las gotas de nubes superenfriadas, conocidas como partículas nucleantes de hielo. Este proceso reduce la reflectividad de las nubes y mejora la precipitación, aumentando la cantidad de luz solar que llega a la superficie y alterando el equilibrio radiativo de la Tierra.

Sobre el Océano Austral, Las emisiones de rocío marino dominan el material disponible para formar gotas de nubes líquidas. Concentraciones de partículas nucleantes de hielo, raro en el agua de mar, son los más bajos registrados en cualquier lugar del planeta.

El aire sobre el Océano Austral estaba tan limpio que había muy poco ADN con el que trabajar. Hill atribuyó la calidad de sus resultados al proceso de laboratorio limpio de Uetake y Moore.

"Jun y Kathryn, en cada etapa, trató las muestras como objetos preciosos, teniendo un cuidado excepcional y utilizando la técnica más limpia para evitar la contaminación del ADN bacteriano en el laboratorio y los reactivos, "Dijo Hill.