La vista dal velivolo di ricerca DC-8 mentre vola attraverso lo strato limite marino, la porzione dell'atmosfera vicino alla superficie dell'oceano in cui l'oceano influenza processi come la formazione delle nuvole. Credito:Sam Hall
Mettiti in piedi sulla riva dell'oceano e prendi una grande boccata di nebbia salina e sentirai l'inconfondibile profumo pungente del mare. che maturo, odore quasi di putrefazione? Quello è zolfo.
Il plancton marino respira nell'aria più di 20 milioni di tonnellate di zolfo ogni anno, principalmente sotto forma di dimetil solfuro (DMS). Nell'aria, questa sostanza chimica può trasformarsi in acido solforico, che aiuta a produrre nuvole fornendo un sito per la formazione di goccioline d'acqua. Sulla scala degli oceani del mondo, questo processo influenza l'intero clima.
Ma una nuova ricerca dell'Università del Wisconsin-Madison, la National Oceanic and Atmospheric Administration e altri rivelano che più di un terzo del DMS emesso dal mare non può mai aiutare la formazione di nuove nuvole perché è perso nelle nuvole stesse. Le nuove scoperte alterano significativamente la comprensione prevalente di come la vita marina influenza le nuvole e possono cambiare il modo in cui gli scienziati prevedono come la formazione delle nuvole risponde ai cambiamenti negli oceani.
Riflettendo la luce solare nello spazio e controllando la pioggia, le nuvole svolgono un ruolo significativo nel clima globale. La loro previsione accurata è essenziale per comprendere gli effetti del cambiamento climatico.
"Si scopre che questa storia della formazione delle nuvole era davvero incompleta, "dice Tim Bertram, un professore di chimica della UW-Madison e autore senior del nuovo rapporto. "Negli ultimi tre o quattro anni, abbiamo messo in discussione parti di quella storia, sia attraverso esperimenti di laboratorio che con esperimenti sul campo su larga scala. Ora possiamo collegare meglio i punti tra ciò che viene emesso dall'oceano e il modo in cui si formano questi particolati che incoraggiano la formazione delle nuvole".
Con i collaboratori di altre 13 istituzioni, Gordon Novak, uno studente laureato alla UW-Madison, costruito l'analisi che sarà pubblicata l'11 ottobre nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
Primo autore dello studio Gordon Novak nella foto con le apparecchiature di rilevamento chimico della National Oceanic and Atmospheric Administration utilizzate nello studio. Credito:Gordon Novak
Alcuni anni fa, questo gruppo di collaboratori, guidato da Patrick Veres al NOAA, scoprì che mentre stava per diventare acido solforico, DMS si trasforma prima in una molecola nota come HPMTF, che non era mai stato identificato prima. Per il nuovo studio, il team ha utilizzato di proprietà della NASA, aerei carichi di strumenti per acquisire misurazioni dettagliate di queste sostanze chimiche sull'oceano aperto sia all'interno delle nuvole che sotto cieli soleggiati.
"Questo è un enorme aereo DC-8. È un laboratorio volante. Essenzialmente tutti i sedili sono stati rimossi, ed è stata inserita una strumentazione chimica molto precisa che consente al team di misurare, a concentrazioni molto basse, sia le molecole emesse nell'atmosfera che tutti gli intermedi chimici, "dice Bertram.
Dai dati di volo, il team ha scoperto che HPMTF si dissolve facilmente nelle goccioline d'acqua delle nuvole esistenti, che rimuove permanentemente quello zolfo dal processo di nucleazione delle nuvole. Nelle aree prive di nuvole, più HPMTF sopravvive per diventare acido solforico e aiutare a formare nuove nuvole.
Guidato da collaboratori della Florida State University, il team ha tenuto conto di queste nuove misurazioni in un ampio, modello globale della chimica atmosferica oceanica. Hanno scoperto che in questo modo il 36% dello zolfo del DMS viene perso nelle nuvole. Un altro 15% di zolfo viene perso attraverso altri processi, quindi il risultato è che meno della metà del rilascio di plancton marino di zolfo come DMS può aiutare a nucleare le nuvole.
"Questa perdita di zolfo nelle nuvole riduce il tasso di formazione di piccole particelle, quindi riduce il tasso di formazione dei nuclei nuvolosi stessi. L'impatto sulla luminosità delle nuvole e su altre proprietà dovrà essere esplorato in futuro, "dice Bertram.
Fino a poco tempo fa, i ricercatori hanno in gran parte ignorato gli effetti che le nuvole hanno sui processi chimici sull'oceano, in parte perché è difficile ottenere buoni dati dal livello cloud. Ma il nuovo studio mostra sia la potenza degli strumenti giusti per ottenere quei dati sia i ruoli significativi che le nuvole possono svolgere, anche influenzando i processi che danno origine alle nuvole stesse.
"Questo lavoro ha davvero riaperto questo settore della chimica marina, "dice Bertram.
