Los aerosoles vaporizados marinos tienen una amplia variedad de formas y tamaños
La capacidad de la espuma del mar para formar nubes sobre el océano está influenciada por la biología del océano, la cual altera la composición química de la pulverización. Un equipo de científicos de la Universidad de California, San Diego, está utilizando un nuevo enfoque para estudiar las diminutas partículas llamadas aerosoles atmosféricos. Estos aerosoles pueden influir en el clima al absorber o reflejar la luz del sol y sembrar las nubes.
"Después de muchas décadas de tratar de entender cómo afecta el océano a la atmósfera y las nubes por encima de él, se hizo evidente que se necesitaba un nuevo enfoque para investigar el complejo sistema océano-atmósfera - por lo que mover la complejidad química del océano al laboratorio representa un importante avance que impulsará muchos de los nuevos estudios que se realizan", dijo Kimberly Prather, Presidenta Honorífica de Atmospheric Chemistry en la Universidad de California, San Diego. Prather es también la directora del Center for Aerosol Impacts on Climate and the Environment.
Cuando rompen las olas, se forman pequeñas burbujas en el océano y luego suben a la superficie a explotar. La explosión libera gases y aerosoles en la atmósfera. El nuevo estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, demuestra que los aerosoles vaporizados marinos tienen una amplia variedad de formas y tamaños. La complejidad química de estos aerosoles oscila desde simples sales de mezclas biológicas a complejas células bacterianas.
Los científicos han estudiado cómo afecta la composición química de los aerosoles a su capacidad de absorber agua, sembrar las nubes y reaccionar en la atmósfera durante décadas. En el mundo real, sin embargo, es difícil aislar y estudiar los aerosoles marinos debido a que los aerosoles de otras fuentes contaminan las mediciones de campo.
"Una vez que se ha aislado el sistema océano-atmósfera, podemos investigar sistemáticamente cómo influyen los cambios en el agua de mar debido a la actividad biológica en la composición y las características climáticas de los aerosoles marinos", dijo Prather, profesora en el Departamento de Química y Bioquímica que tiene un nombramiento conjunto en el Scripps Institution of Oceanography.
Para superar esta dificultad, el agua de mar es bombeada directamente desde el Océano Pacífico en un canal de oleaje cerrado especialmente modificado en el Laboratorio de Hidráulica en el Instituto Scripps de Oceanografía. El aire se filtra rigurosamente dentro de la cámara de olas, permitiendo que el equipo elimine la contaminación de otras fuentes, mientras que sondean el aerosol marino directamente después de haber sido producido por el choque de las olas por primera vez.
El equipo modificó sistemáticamente las comunidades biológicas dentro del canal mediante la adición de varias combinaciones de cultivos de bacterias marinas y algas marinas microscópicas o fitoplancton durante cinco días. Las palas hidráulicas crearon olas empujando el agua sobre un banco artificial de forma que los instrumentos colocados a lo largo del canal de flujo de 108 pies de largo pudiesen medir la química del agua de mar, el aire y los aerosoles.
Los aerosoles mostraron un cambio significativo en la composición cuando se cambió el agua de mar y se incrementaron los niveles de bacterias, lo que lleva a una reducción en su capacidad para formar nubes. En concreto, un día después de que se introdujeran nuevos cultivos, los niveles de bacterias se quintuplicaron y la capacidad de siembra de nubes se redujo en alrededor de un tercio. A pesar de que la concentración de fitoplancton cayó junto con los niveles de clorofila, el pigmento esencial para la fotosíntesis, los cambios siguieron sucediendo.
Estos resultados son particularmente importantes ya que las estimaciones actuales de actividad biológica en las aguas superficiales del océano se basan en instrumentos a bordo de satélites que miden el color de la superficie del mar, que cambia junto con los niveles de clorofila-a.