Az olvadó sarkvidéki tengeri jég a felhők kialakulását is megváltoztathatja

Az Északi-sarkvidék olvadása nemcsak a tengeri jég kiterjedését változtatja meg. Egy új kutatás szerint a jég és a nyílt óceán találkozásánál olyan természetes kémiai folyamatok indulhatnak be, amelyek apró légköri részecskéket hoznak létre. Ezek közül egyesek később akkorára nőhetnek, hogy hozzájáruljanak a felhőcseppek kialakulásához.

A felfedezés azért különösen fontos, mert a felhők alapvető szerepet játszanak az Északi-sarkvidék energiaháztartásában. Attól függően, hogy milyen felszín felett alakulnak ki, visszaverhetik a napsugárzás egy részét, de a felszín közelében tarthatják a hőt is. A kutatók szerint ezért a most feltárt folyamat pontosabb megértése a sarkvidéki klíma jövőjének előrejelzését is segítheti.

Ötvenszeresére nőtt a felhőképző részecskék száma

A Birminghami Egyetem által vezetett nemzetközi kutatócsoport 2022 májusában és júniusában végzett méréseket Grönland és a Davis-szoros térségében.

A kutatók azt vizsgálták, hogyan változik a levegő összetétele a tengeri jég peremének közelében. Az egyik legerősebb esemény során a felhőcseppek kialakulását segítő részecskék koncentrációja nagyjából 50-ről 1500 részecskére emelkedett köbcentiméterenként.

Az új részecskék képződését a megfelelően napos megfigyelési napok 81 százalékán észlelték. Ez arra utal, hogy nem egy ritka, egyszeri jelenségről lehet szó.

Az Északi-sarkvidéken ennek különösen nagy jelentősége van. Nyáron a levegő rendkívül tiszta lehet, ezért viszonylag kevés por- és koromszemcse áll rendelkezésre, amelyeken a vízgőz kicsapódhat. Ilyen környezetben a természetes eredetű aeroszolrészecskék aránytalanul nagy szerepet kaphatnak a felhőképződésben.

Jód és kén indítja be a folyamatot

A kutatók két fontos összetevőt azonosítottak. A tengeri algák és más élőlények kéntartalmú gázokat bocsátanak ki, amelyekből a napsugárzás hatására többek között kénsav képződhet.

Közben a tengeri jégből, a tengervízből és a közeli szárazföldekről jódvegyületek kerülnek a légkörbe. Ezek szintén átalakulnak a napfény hatására.

A kutatás szerint egyik folyamat sem magyarázta volna önmagában a megfigyelt részecskeképződést. A jód- és kéntartalmú vegyületek azonban együtt olyan apró molekulacsoportokat hoztak létre, amelyekből új aeroszolrészecskék fejlődhettek.

A tengeri élővilág segít „felnevelni” a részecskéket

Az újonnan létrejött részecskék kezdetben túl kicsik ahhoz, hogy közvetlenül felhőcseppek képződjenek rajtuk. Ehhez tovább kell növekedniük.

Ebben a folyamatban a kutatás szerint a tengerből és a jégperem térségéből származó szerves vegyületek játszanak fontos szerepet. A tudósok összesen 591 oxigénben gazdag szerves molekulát azonosítottak, közülük 91 jódtartalmú volt.

Ez utóbbi vegyületcsoportot korábban még nem mutatták ki ilyen formában. A modellezés szerint a jódtartalmú szerves molekulák a részecskék növekedésének 7–23 százalékáért felelhettek.

A jég alatt eközben algák szaporodtak, amelyek szintén hozzájárulhattak a légkörbe kerülő kénvegyületek mennyiségéhez. A jég, az óceán, a tengeri élővilág és a légkör tehát egy egymással összekapcsolódó rendszer részeként alakította a felhőképződés feltételeit.