Ученые выяснили, что загрязнение воздуха может изменить состав газов и аэрозолей, которые моря выбрасывают в атмосферу, и посредством этого повлиять на погодные условия, пишет eurekalert.org.

Океаны покрывают почти три четверти земного шара, однако мало что известно о том, как газы и аэрозоли, создаваемые микробами океана, влияют на погоду и климат или как антропогенное загрязнение может повлиять на этот процесс.

«Удивительно, что мы не знаем больше о центральной роли океанских микробов в контроле климата, – говорит Кимберли Пратер – доктор философии, главный исследователь проекта. – Они могут влиять на состав атмосферы, формирование облаков и погоду. Люди могут изменять эти естественные процессы двумя способами: изменяя структуру микробного сообщества в океане и производя загрязнители воздуха, которые вступают в реакцию с соединениями, которые производят микроорганизмы».

Благодаря естественным биологическим процессам океанические микробы, в том числе бактерии, фитопланктон и вирусы, производят соединения, которые попадают в атмосферу в виде газов или аэрозолей (крошечные капли воды или частицы в воздухе, которые образуются при столкновении волн). Кроме того, сами микроорганизмы могут выбрасываться из океана в виде аэрозольных капель. Некоторые из этих частиц могут создавать облака, поглощать или отражать солнечный свет или иным образом влиять на атмосферные условия и погоду.

«Существует стандартное убеждение, что один из способов, которым океан может регулировать температуру планеты, – это выбросы газов и частиц, – говорит Пратер из Океанографического института Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего. – Некоторые ученые называют океан «планетарным термостатом»».

Пратер и его коллеги задались вопросом, как люди могут повлиять на этот термостат. Но сначала им нужно было узнать, как микробы океана влияют на климат без участия человека. Чтобы выяснить это, исследователи построили канал длиной 108 футов и заполнили его 3400 галлонами морской воды, создав «океан в лаборатории». Они вызвали цветение фитопланктона – разрастание микроскопических водорослей, которое естественным образом встречается в океанах при определенных условиях.

Ученые непрерывно отслеживали газы и аэрозоли, образующиеся в воздухе над водой, измеряя такие параметры, как размер, состав, форма, ферментативная активность и pH аэрозоля. Они также изучили, как естественные изменения в микробном сообществе, например, внедрение определенных видов бактерий и фитопланктона, влияют на способность аэрозолей к образованию облаков.

«Короткий ответ заключается в том, что биология очень мало повлияла на состав аэрозолей в морских брызгах, – говорит Пратер. – Изменение естественных биологических процессов в морской воде привело к очень небольшому изменению способности первичных частиц образовывать облачные капли».

Напротив, добавление небольшого количества атмосферного окислителя (гидроксильный радикал, который может образовываться естественным путем и содержание которого может увеличиваться в загрязненной атмосфере) вызвало немедленное изменение состава и способности морских аэрозолей к образованию облаков.

По словам Пратера, окислитель вступил в реакцию с микробами в воздухе, преобразовав их в соединения, которые изменили состав первичного аэрозоля морских брызг и образовали новые типы частиц. Хотя исследователи еще не знают, как другие отдельные загрязнители влияют на морские аэрозоли, Пратер говорит, что важно изучить полную газофазную смесь загрязнителей, чтобы имитировать и понимать реальные химические реакции.

В настоящее время команда также изучает, как загрязнение воды – в частности, сброс сточных вод и загрязненные стоки, которые стекают в прибрежные эстуарии и океаны – могут реструктурировать микробные сообщества и влиять на здоровье человека, климат и качество воздуха. Предыдущие исследования изучали, как человеческое загрязнение влияет на качество воды. Однако текущее исследование впервые посвящено тому, как загрязнение воды, попадающее в зону прибоя, влияет на качество воздуха и здоровье человека.

Исследовательская группа проводит измерения в океане и атмосфере в регионе, на который, как известно, влияет загрязнение, поступающее из сильно загрязненного устья. Этот проект направлен на то, чтобы понять, какие вирусы, бактерии и другие загрязнители переносятся по воздуху в зоне прибоя.