Una nuova ricerca ha scoperto che le correnti e le tempeste dell'Oceano Artico stanno spostando i batteri dalle fioriture di alghe oceaniche nell'atmosfera, dove le particelle aiutano la formazione delle nuvole. Queste particelle, che sono di origine biologica, possono influenzare i modelli meteorologici in tutto il mondo, secondo il nuovo studio sulla rivista AGU Lettere di ricerca geofisica .

Le particelle sospese nell'aria chiamate aerosol possono a volte accelerare la formazione di cristalli di ghiaccio nelle nuvole, influenzando il clima e i modelli meteorologici. Tali particelle nucleanti di ghiaccio includono polvere, Fumo, polline, funghi e batteri. Ricerche precedenti avevano mostrato che i batteri marini stavano seminando nuvole nell'Artico, ma come fossero arrivati ​​dall'oceano alle nuvole era un mistero.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno prelevato campioni di acqua e aria nello Stretto di Bering, e testato i campioni per la presenza di particelle di nucleanti di ghiaccio biologico. I batteri che normalmente si trovano vicino al fondo del mare erano presenti nell'aria sopra la superficie dell'oceano, suggerendo che le correnti oceaniche e le turbolenze aiutano a far volare i batteri nell'aria.

Le correnti oceaniche e i sistemi meteorologici hanno portato i batteri che si nutrono delle fioriture di alghe agli spruzzi marini sopra la superficie dell'oceano, aiutando a seminare nuvole nell'atmosfera, secondo la nuova ricerca.

"Questi speciali tipi di aerosol possono effettivamente "seminare" le nuvole, un po' come un seme farebbe crescere una pianta. Alcuni di questi semi sono davvero efficienti nel formare i cristalli di ghiaccio delle nuvole, " disse Jessie Creamean, uno scienziato atmosferico alla Colorado State University di Fort Collins, Colorado, e autore principale del nuovo studio.

Capire come vengono seminate le nuvole può aiutare gli scienziati a comprendere i modelli meteorologici dell'Artico.

Le gocce d'acqua pura nelle nuvole non si congelano fino a circa meno 40 gradi Celsius (meno 40 gradi Fahrenheit). Sono super raffreddati al di sotto del punto di congelamento ma ancora liquidi. Gli aerosol aumentano la temperatura di congelamento di base nelle nuvole super raffreddate a meno cinque gradi Celsius (23 gradi Fahrenheit), fornendo una superficie per la cristallizzazione dell'acqua, e creando nuvole miste a goccioline super raffreddate e cristalli di ghiaccio. Le nuvole miste sono il tipo più comune di nuvole sul pianeta e le migliori per produrre pioggia o neve.

"Semi di nuvole, " come i batteri che si trovano nelle fioriture delle alghe, può creare più nuvole con quantità variabili di ghiaccio e acqua. Un aumento delle nubi può influire sulla quantità di calore intrappolata nell'atmosfera, che possono influenzare il clima. Le composizioni delle nuvole possono influenzare il ciclo dell'acqua dell'Artico, modificando la quantità di pioggia e neve prodotta. L'aumento del numero di nubi e la modifica della composizione delle nubi artiche interessano anche i sistemi meteorologici settentrionali, potenzialmente influenzare le tendenze meteorologiche in tutto il mondo, hanno detto gli autori del nuovo studio.

Senza particelle nucleanti di ghiaccio, è meno probabile che si verifichino precipitazioni dalle nuvole, Heike Wex, uno scienziato atmosferico presso l'Istituto Leibniz per la ricerca troposferica di Lipsia, Germania, non affiliato con il nuovo studio spiegato.

Dall'oceano all'atmosfera

Per imparare come i "semi delle nuvole" biologici viaggiano dalle profondità dell'oceano all'atmosfera, Creamean e i suoi colleghi hanno prelevato campioni da 8 metri (26 piedi) sotto la superficie dell'acqua e campioni d'aria a circa 20 metri (66 piedi) sopra la superficie dell'acqua nello Stretto di Bering durante una fioritura di alghe.

Le fioriture di alghe sono grandi aumenti di microrganismi fotosintetici simili a piante che molti animali oceanici mangiano, compresi alcuni tipi di batteri. I ricercatori hanno scoperto batteri noti per seminare nuvole sul fondo di una fioritura di fitoplancton nello stretto di Bering, ma non nell'aria circostante. Gli scienziati hanno trovato gli stessi batteri a circa 250 chilometri (155,3 miglia) a nord-ovest della fioritura, suggerendo che una forte corrente abbia trasportato i batteri in un nuovo punto. I batteri erano anche nell'aria sopra l'acqua. Una tempesta ha portato in superficie i batteri dalle profondità oceaniche, trasportando i "semi nuvola" batterici nell'aria in goccioline d'acqua.

"Ciò che esisteva in fondo all'oceano si stava facendo strada fino alle acque superficiali, " disse Creamean.

Poiché gli scienziati sono stati in grado di prelevare campioni solo da 20 metri (66 piedi) in su, non sanno ancora come le particelle nucleanti di ghiaccio salgono all'elevazione delle nuvole, che in media inizia a 1,9 chilometri (1,2 miglia) sopra la superficie.

Le regioni polari stanno vivendo un rapido riscaldamento a causa del cambiamento climatico. Il riscaldamento accelerato dell'Artico potrebbe causare più fioriture di alghe e più batteri del tipo trovato per seminare le nuvole, a sua volta influenzando ulteriormente i suoi sistemi meteorologici, secondo gli autori.

"Questo è un pezzo del puzzle su come queste nuvole si formano nell'Artico e potenzialmente influiscono sui modelli meteorologici in tutto il mondo, " disse Creamean.