La vista desde el avión de investigación DC-8 mientras vuela a través de la capa límite marina, la porción de la atmósfera cercana a la superficie del océano donde el océano afecta procesos como la formación de nubes. Crédito:Sam Hall
Párese en la orilla del océano y tome una gran bocanada de la niebla salina y olerá el inconfundiblemente acre olor del mar. Así de maduro casi olor a podrido? Eso es azufre.
El plancton marino respira más de 20 millones de toneladas de azufre en el aire cada año, principalmente en forma de sulfuro de dimetilo (DMS). En el aire, este químico puede transformarse en ácido sulfúrico, que ayuda a producir nubes al dar un lugar para que se formen las gotas de agua. Sobre la escala de los océanos del mundo, este proceso afecta a todo el clima.
Pero una nueva investigación de la Universidad de Wisconsin-Madison, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y otros revelan que más de un tercio del DMS emitido por el mar nunca puede ayudar a que se formen nuevas nubes porque se pierde en las propias nubes. Los nuevos hallazgos alteran significativamente la comprensión predominante de cómo la vida marina influye en las nubes y pueden cambiar la forma en que los científicos predicen cómo la formación de nubes responde a los cambios en los océanos.
Al reflejar la luz solar de regreso al espacio y controlar la lluvia, las nubes juegan un papel importante en el clima global. Predecirlos con precisión es esencial para comprender los efectos del cambio climático.
"Resulta que esta historia de la formación de nubes era realmente incompleta, "dice Tim Bertram, profesor de química de la Universidad de Washington en Madison y autor principal del nuevo informe. "Durante los últimos tres o cuatro años, hemos estado cuestionando partes de esa historia, tanto a través de experimentos de laboratorio como con experimentos de campo a gran escala. Ahora podemos conectar mejor los puntos entre lo que se emite desde el océano y cómo se forman estas partículas que fomentan la formación de nubes ".
Con colaboradores de otras 13 instituciones, Gordon Novak, un estudiante de posgrado en UW – Madison, construyó el análisis que se publicará el 11 de octubre en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
El primer autor del estudio, Gordon Novak, fotografiado con el equipo de detección de sustancias químicas de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica utilizado en el estudio. Crédito:Gordon Novak
Hace unos pocos años, este grupo de colaboradores, dirigido por Patrick Veres en NOAA, descubrió que en camino de convertirse en ácido sulfúrico, DMS primero se convierte en una molécula conocida como HPMTF, que nunca se había identificado antes. Para el nuevo estudio, el equipo utilizó propiedad de la NASA, aviones cargados de instrumentos para capturar mediciones detalladas de estos productos químicos en el océano abierto, tanto dentro de las nubes como bajo cielos soleados.
"Este es un enorme avión DC-8. Es un laboratorio de vuelo. Esencialmente se han quitado todos los asientos, y se ha colocado instrumentación química muy precisa que permite al equipo medir, a concentraciones muy bajas, tanto las moléculas emitidas en la atmósfera como todos los intermediarios químicos, "dice Bertram.
De los datos de vuelo, el equipo descubrió que HPMTF se disuelve fácilmente en las gotas de agua de las nubes existentes, que elimina permanentemente ese azufre del proceso de nucleación de nubes. En áreas libres de nubes, más HPMTF sobrevive para convertirse en ácido sulfúrico y ayudar a formar nuevas nubes.
Dirigido por colaboradores de la Universidad Estatal de Florida, el equipo tuvo en cuenta estas nuevas mediciones en un gran modelo global de la química atmosférica oceánica. Descubrieron que el 36% del azufre del DMS se pierde en las nubes de esta manera. Otro 15% de azufre se pierde a través de otros procesos, así que el resultado es que menos de la mitad del plancton marino de azufre que se libera como DMS puede ayudar a nuclear las nubes.
"Esta pérdida de azufre a las nubes reduce la tasa de formación de partículas pequeñas, por lo que reduce la tasa de formación de los propios núcleos de las nubes. El impacto en el brillo de la nube y otras propiedades deberá explorarse en el futuro, "dice Bertram.
Hasta hace poco, Los investigadores han ignorado en gran medida los efectos que tienen las nubes en los procesos químicos sobre el océano, en parte porque es difícil obtener buenos datos de la capa de nubes. Pero el nuevo estudio muestra tanto el poder de los instrumentos adecuados para obtener esos datos como las funciones importantes que pueden desempeñar las nubes. incluso influyendo en los procesos que dan lugar a las propias nubes.
"Este trabajo realmente ha reabierto esta área de la química marina, "dice Bertram.
