Et scanning elektron mikroskop billede af en luftbåren coccolith, som er produceret af inficerede fytoplankton.Billede: Miri Trainic
Vores have er fyldt med mikroskopiske plankton—plante-lignende organismer, der bidrager væsentligt til marine mangfoldighed. Tiny om de er, disse havets væsner, når inficeret med en særlig virus, kan have indflydelse på det atmosfæriske processer, såsom skyer, viser ny forskning.
En allestedsnærværende, bloom-danner fytoplankton kendt som Emiliania huxleyi er plaget af en virus, kendt som EhV. Tilbage i 2015, forskere fra Weizmann Institute of Science i Israel opdagede, at EhV årsager E. huxleyi at kaste og slip i stykker af sin skal i luften, hvilket fører til yderligere infektion.
I en opdatering til denne forskning, er det samme hold har nu fundet ud af, at disse luftbårne emissioner, der er kendt som coccolith, er frigivet i så store mængder, at inficerede fytoplankton er sandsynligt, at påvirke vejret. Faktisk så meget coccolith er ved at blive frigivet i himlen, at det er til at blive klassificeret som en sea spray aerosol, eller SSA. Denne seneste forskning, som blev offentliggjort i dag i iScience.
Sea spray aerosol svæver op i atmosfæren, når boblerne brister i havet, og de kan tæppe op mod 70 procent af atmosfæren. Enkelte SSA partikler bidrager til cloud kondens og fungere som en overflade for kemiske reaktioner. Fordi de er så reflekterende, kan de også hjælpe med at bestemme, hvor meget sol-energi, der absorberes af Jorden og udstrålede tilbage i rummet.
Den nye forskning, der ledes af Weizmann Institute jorden videnskabsmand Miri Trainic, der er involveret skabe en miniature coccolith-producerende system i laboratoriet. I den virkelige verden, fytoplankton kan dække tusindvis af kvadratkilometer af havets overflade, men ved at skabe en lille model, de videnskabsmænd, der var bedre i stand til at kvantificere effekter af EhV på E. huxleyi og ekstrapolere fra der. Forskerne blev overraskede over den store mængde af partikler, der produceres, deres høje densitet, og deres store størrelse.
“Luftbårne coccolith areal og volumen er steget væsentligt i vores lab-systemet i løbet af viral infektion i forhold til havets salt partikler, som er de mest udbredte primære marine aerosol-komponent,” Trainic fortalte Gizmodo. “I virkeligheden er arealet af coccoliths nåede op til 3,5 gange højere end havsalt aerosol areal.”
Trainic siger viral infektion af fytoplankton inducerer massive coccolith-produktion i havvand, hvilket fører til store coccolith-emissioner. Da disse partikler er relativt store, kan de blive den dominerende komponent i form af areal og volumen af alle marine Ssa, sagde hun.
Selvom forskerne ikke var i stand til at bevise det i et laboratorium eksperiment, som de har mistanke om de enorme mængder af Ssa frigivet af disse fytoplankton indflydelse på vejret, især skydannelsen.
“Det er velkendt, at partikler af størrelsen af coccoliths deltage i skydannelsen,” sagde Trainic. Desuden, når i atmosfæren, coccoliths kan reagere kemisk med andre aerosoler og vanddråber på måder, der kan bidrage til at øge kondensation af vanddamp i skyerne, sagde hun.
Vendes blikket fremad, forskere ønsker at observere disse blomstrer og deres SSA-emissioner i den virkelige verden.
“Laboratoriet ikke giver naturlige forhold, og-kan aldrig fuldt ud at efterligne dem,” Trainic sagde. “Mens vi er i stand til helt at overvåge Emiliania Huxleyi-EhV interaktion i laboratoriet, kan vi ikke gengive kompleksiteten af en naturlig befolkning, ligesom vi heller ikke kan reproducere de miljømæssige forhold i havet.”
Som en afsluttende bemærkning, vil denne undersøgelse kunne være relevant at geoengineers i jagten på teknologiske løsninger til at menneskeskabte klimaændringer og global opvarmning. Men det er også en fortælling, som taler til den høje grad af kompleksitet, der er involveret i klima, og den vigtige rolle, som biologiske processer. Der er stadig masser at lære om vores planet, og hvad der gør det kryds.
[iScience]