CERNin tutkimus: plankton tuottaa huomattavasti enemmän pilvien siemeniä kuin mallit ennustivat

Tutkijat ovat lähes 50 vuoden ajan epäilleet, että mikroskooppisella meriplanktonilla on rooli pilvien muodostumisessa maapallon valtamerien yllä. Nyt uusi koe on vahvistanut, että niiden vaikutus on paljon suurempi kuin kukaan odotti – mikä saattaa muuttaa tapaa, jolla ilmastomallit ennustavat tulevaa lämpenemistä.

Puuttuva palanen ilmastomalleissa

Tällä viikolla Nature-lehdessä julkaistussa artikkelissa CERNin CLOUD-yhteistyöryhmä raportoi, että metaanisulfonihappo (MSA), joka on meren kasviplanktonin päästöistä peräisin oleva yhdiste, voi käynnistää aerosolipartikkelien muodostumisen ja kasvun kylmillä merialueilla. Tutkimus osoitti, että hiukkasten nukleaationopeudet voivat kiihtyä jopa kymmenkertaiseksi verrattuna pelkkään rikkihappoon ja ammoniakkiin.home+2

Helsingin yliopiston johtama tutkimus tehtiin CERNin CLOUD-kammiossa kontrolloiduissa olosuhteissa, jotka jäljittelivät syrjäisen merialueen ilman erittäin alhaisia pitoisuuksia ja kylmiä lämpötiloja, välillä +9°C – -52°C. Kun lämpötila laski alle -10°C ja läsnä oli edes pieniä määriä ammoniakkia, MSA muodosti uusia hiukkasytimiä yhtä tehokkaasti kuin rikkihappo, jota on pitkään pidetty ilmakehän aerosolien muodostumisen pääasiallisena ajurina.helsinki+1

"Koska MSA ja rikkihappo esiintyvät yleensä samankaltaisina pitoisuuksina viileillä merialueilla, tuloksemme osoittavat, että hiukkasten nukleaationopeudet saattavat kiihtyä jopa kymmenkertaiseksi ja kasvunopeudet jopa kaksinkertaiseksi verrattuna pelkkään rikkihappoon ja ammoniakkiin", sanoi CLOUD-yhteistyöryhmän tiedottaja Jasper Kirkby.home

Miten plankton muokkaa pilviä

Meriplankton vapauttaa fotosynteesin aikana dimetyylisulfidia (DMS) – kaasua, joka on vastuussa meren ominaisesta hajusta. Ilmakehässä hapettuessaan DMS muodostaa happamia höyryjä, mukaan lukien sekä rikkihappoa että MSA:ta vertailukelpoisina pitoisuuksina. CLOUD-koe osoitti, että MSA ja rikkihappo vahvistavat toisiaan muodostamalla jaettuja molekyyliryppäitä, mikä auttaa hauraita nanometrin kokoisia hiukkasia selviytymään riittävän pitkään kasvaakseen pilvien tiivistymisytimiksi.psi+2

Tulokset auttavat selittämään yllättävän suuren hiukkasmäärän, joka on havaittu eteläisen valtameren yllä ja kylmässä merellisessä yläilmakehässä – alueilla, joilla nykyiset ilmastomallit aliarvioivat pilvien tiivistymisydinten pitoisuudet yli puolella.helsinki+1

Vaikutukset tulevaisuuden ilmastoon

Löydöksellä on erityistä painoarvoa, kun fossiilisten polttoaineiden rikkidioksidipäästöt jatkavat laskuaan saastumisen torjuntatoimien vuoksi. Ihmisen aiheuttamien aerosolien vähentyessä meriplanktonin luonnollisilla biologisilla pilvien siemenlähteillä voi olla yhä tärkeämpi rooli ilmastojärjestelmässä.home+1

"CLOUD-yhteistyöryhmä on ottanut tärkeän askeleen ymmärryksessämme ilmastosta", sanoi CERNin tutkimus- ja laskentajohtaja Gautier Hamel de Monchenault. "On ratkaisevan tärkeää syventää ymmärrystämme aerosoleista: tässä tapauksessa lisääntyneet biogeeniset CCN-hiukkaset vaikuttavat arvioihin maapallon ilmaston herkkyydestä sekä ilmaston lämpenemistä koskeviin ennusteisiin."home