Aerosoli që krijon retë mund të shkatërrojë akullin e detit polar

Për shkencëtarët e klimës, retë janë paradokse të fuqishme e të jastëkëve: ato mund të reflektojnë njëkohësisht nxehtësinë e diellit, por edhe ta zënë atë në atmosferë; ato mund të jenë produkte të temperaturave të ngrohjes, por gjithashtu mund të përforcojnë efektet e tyre. Tani, ndërsa studiojnë kiminë atmosferike që prodhon retë, studiuesit kanë zbuluar një proces natyror të papritur të fuqishëm që mbjell rritjen e tyre. Ata sugjerojnë më tej se, ndërsa Toka vazhdon të ngrohet nga nivelet në rritje të gazeve serrë, ky proces mund të jetë një mekanizëm i ri i madh për përshpejtimin e humbjes së akullit të detit në pole – një që asnjë model klimatik global nuk e përfshin aktualisht.

Ky zbulim doli nga studimet e aerosoleve, grimcave të vogla të pezulluara në ajër mbi të cilat avulli i ujit kondensohet për të formuar retë. Siç përshkruhet këtë muaj në një punim në Science, studiuesit kanë identifikuar një burim të fuqishëm të anashkaluar të aerosoleve që prodhojnë re në mjedise të pacenuara dhe të largëta: jodin.

Ndikimi i plotë klimatik i këtij mekanizmi ende duhet të vlerësohet me kujdes, por modifikimet e vogla në sjelljen e aerosoleve, të cilat trajtohen si një kontribut në modelet klimatike, mund të kenë pasoja të mëdha, sipas Andrew Gettelman, një shkencëtar i lartë në Qendrën Kombëtare. për Kërkimin Atmosferik (NCAR) i cili ndihmon në drejtimin e modeleve klimatike të organizatës dhe që nuk ishte i përfshirë në studim. Dhe një pasojë “do të jetë padyshim përshpejtimi i shkrirjes në rajonin e Arktikut”, tha Jasper Kirkby, një fizikant eksperimental në CERN i cili drejton eksperimentin Cosmics Leaving Outdoor Droplets (CLOUD) dhe një bashkautor i studimit të ri.

Ashtu si vesa kondensohet në fijet e barit, avujt e ujit në atmosferë mund të kondensohen rreth aerosoleve për të krijuar re. Dy lloje aerosolësh mund të veprojnë si bërthama të kondensimit të reve (CCN): aerosolet parësore, të cilat mund të jenë grimca të vogla pothuajse të çdo lloji, si bakteret, rëra, bloza ose spërkatja e kripës së detit; dhe aerosolet dytësore, të cilat janë gazra gjurmë që marrin pjesë në një proces të njohur si “formimi i grimcave të reja”. Nëse kushtet atmosferike janë të përshtatshme, rrezet e diellit dhe ozoni mund të shkaktojnë një reaksion zinxhir që shkakton aerosolet dytësore të grumbullohen së bashku dhe me shpejtësi topin e borës në një grimcë me më shumë se një milion molekula.

Megjithatë, detajet se cilat kimikate përfundojnë duke u shndërruar në CCN dhe se si ndodh saktësisht, kanë mbetur kryesisht një mister, edhe pse grimcat e përbëra nga aerosolet dytësore mendohet se përbëjnë më shumë se gjysmën e të gjitha CCN-ve. Me më shumë CCN, retë priren të jenë më jetëgjatë, më të gjera dhe më reflektuese – karakteristika që mund të ndryshojnë ndjeshëm temperaturën e Tokës, por që kanë qenë jashtëzakonisht të vështira për t’u përfshirë në modelet klimatike, sipas Charles Brock, një fizikant hulumtues në National Oceanic and Administrata Atmosferike.

Shkencëtarët kanë vëzhguar këtë proces të ri të formimit të grimcave me gazra të tillë si acidi sulfurik, veçanërisht në zonat urbane, ku kimikati është i bollshëm, dhe supozojnë se smogu lind kryesisht si rezultat i formimit të grimcave të reja. Por matjet e fundit kanë zbuluar se ky proces nuk është i kufizuar në kimikate antropogjene – ai mund të ndodhë edhe në atmosferë në vende më të egra dhe më pak të banuara. “Dy të tretat e sipërfaqes së botës është oqean”, tha Brock. “Shumica e reve formohen mbi oqean, kështu që ju me të vërtetë duhet t’i kuptoni këto procese në zona të largëta që të jeni në gjendje të kuptoni klimën.”

Studiuesit kanë vëzhguar në zona të largëta të Irlandës, Grenlandës dhe Antarktidës se jodi, i cili lirohet natyrshëm nga shkrirja e akullit të detit, algave dhe sipërfaqes së oqeanit, mund të jetë gjithashtu një nxitës i rëndësishëm i formimit të grimcave të reja. Por studiuesit ende pyesnin veten se si jodi molekular rritet në një CCN dhe sa me efikasitet e bën këtë, krahasuar me aerosolët e tjerë dytësorë. “Edhe pse dihej se këto grimca ekzistonin, ne nuk ishim në gjendje të lidhnim një përqendrim të matur në atmosferë me një formim të parashikuar të grimcave,” tha Kirkby.

Për përgjigje, ata iu drejtuan dhomës CLOUD në CERN, një dhomë gjigante aerosoli 3 metra e gjerë dhe gati 4 metra e lartë që përpiqet të rikrijojë atmosferën e Tokës me saktësi ekstreme. (Dhoma fillimisht u ndërtua për të hetuar lidhjen e mundshme midis formimit të reve dhe rrezeve kozmike galaktike.) Për tetë javë rresht, më shumë se dy duzina shkencëtarë punuan në ndërrime tetë-orëshe rreth orës, duke ndryshuar temperaturën dhe përbërjen e atmosferës artificiale në dhomën dhe duke parë me ankth se çfarë ndodhi kur përzierjes i shtohej jodi. Shkencëtarët mund të shikonin grimcat që evoluonin në dhomë në kohë reale: “Fjalë për fjalë, ne po e shikojmë atë minutë pas minute,” tha Kirkby. “Është me të vërtetë një kthim në eksperimentet e modës së vjetër të fizikës.”

Shkencëtarët e CERN-it zbuluan se grimcat e aerosolit të përbëra nga acidi jodik mund të formohen shumë shpejt – madje edhe më shpejt se normat e acidit sulfurik të përzier me amoniak. Në fakt, jodi ishte një bërthamues aq efektiv sa studiuesit e kishin të vështirë ta pastronin atë nga anët e dhomës për eksperimentet e mëvonshme, të cilat kërkonin një mjedis krejtësisht të pastër.

Gjetjet janë të rëndësishme për të kuptuar kiminë themelore në atmosferë që qëndron në themel të proceseve të reve, tha Kirkby, por edhe si një shenjë paralajmëruese: emetimet globale të jodit janë trefishuar gjatë 70 viteve të fundit dhe shkencëtarët parashikojnë se emetimet do të vazhdojnë të përshpejtohen si akulli i detit. shkrihet dhe ozoni në sipërfaqe rritet. Bazuar në këto rezultate, një rritje e jodit molekular mund të çojë në më shumë grimca që avujt e ujit të kondensohen dhe të kalojnë në një lak reagimi pozitiv. “Sa më shumë të shkrihet akulli, sa më shumë të ekspozohet sipërfaqja e detit, sa më shumë jod të emetohet, sa më shumë grimca të bëhen, sa më shumë të formohen retë, aq më shpejt shkon gjithçka”, tha Kirkby.