A distinta professora Sonia Kreidenweis da Colorado State University e seu grupo de pesquisa identificaram uma região atmosférica inalterada por atividades humanas no primeiro estudo para medir a composição de bioaerossóis do Oceano Antártico ao sul de 40 graus de latitude sul.

Grupo de Kreidenweis, baseado no Departamento de Ciências Atmosféricas, descobriram que a camada limite de ar que alimenta as nuvens mais baixas sobre o Oceano Antártico é intocada - livre de partículas, chamados aerossóis, produzidos por atividades antrópicas ou transportados de terras distantes. Suas descobertas são publicadas em Proceedings of the National Academy of Sciences .

O tempo e o clima são processos complexos que conectam cada parte do mundo a todas as outras regiões, e com a rápida mudança climática como resultado da atividade humana, é difícil encontrar qualquer área ou processo na Terra que não tenha sido tocado pelas pessoas. Kreidenweis e sua equipe suspeitaram que o ar diretamente sobre o remoto Oceano Antártico, que circunda a Antártica, seria menos afetado por humanos e poeira dos continentes. Eles começaram a descobrir o que estava no ar e de onde vinha.

"Fomos capazes de usar as bactérias no ar sobre o Oceano Antártico como uma ferramenta de diagnóstico para inferir as principais propriedades da baixa atmosfera, "disse o cientista Thomas Hill, coautor do estudo. "Por exemplo, que os aerossóis que controlam as propriedades das nuvens SO estão fortemente ligados aos processos biológicos do oceano, e que a Antártica parece estar isolada da dispersão de microrganismos para o sul e da deposição de nutrientes dos continentes do sul. Geral, sugere que o SO é um dos poucos lugares na Terra que foi minimamente afetado por atividades antropogênicas. "

As amostras foram coletadas durante a campanha de campo SOCRATES financiada pela NSF, liderado pelo cientista pesquisador e co-autor Paul DeMott. A estudante de graduação Kathryn Moore amostrou o ar na camada limite marinha, a parte inferior da atmosfera que tem contato direto com o oceano, a bordo do Research Vessel Investigator enquanto ele navegava para o sul da Tasmânia até a borda do gelo da Antártica. O cientista pesquisador e primeiro autor Jun Uetake examinou a composição dos micróbios aerotransportados capturados da nave. A atmosfera está cheia desses microorganismos dispersos ao longo de centenas a milhares de quilômetros pelo vento.

Usando o sequenciamento de DNA, rastreamento de fonte e trajetórias de vento de volta, Uetake determinou que as origens dos micróbios eram marinhas, proveniente do oceano. A composição bacteriana também foi diferenciada em amplas zonas latitudinais, sugerindo aerossóis de massas de terra distantes e atividades humanas, como poluição ou emissões do solo causadas pela mudança no uso da terra, não estavam viajando para o sul em direção ao ar da Antártida.

Esses resultados se contrapõem a todos os outros estudos de oceanos nas regiões subtropicais e no hemisfério norte, que descobriu que a maioria dos micróbios veio de continentes contra o vento. As plantas e o solo são fontes fortes de partículas que desencadeiam o congelamento de gotículas de nuvens super-resfriadas, conhecidas como partículas de nucleação de gelo. Este processo reduz a refletividade da nuvem e aumenta a precipitação, aumentando a quantidade de luz solar que atinge a superfície e alterando o equilíbrio radiativo da Terra.

Sobre o Oceano Antártico, as emissões de spray marinho dominam o material disponível para a formação de gotículas de nuvem líquida. Concentrações de partículas de nucleação de gelo, raro na água do mar, são os mais baixos registrados em qualquer lugar do planeta.

O ar sobre o Oceano Antártico era tão limpo que havia muito pouco DNA para trabalhar. Hill atribuiu a qualidade de seus resultados ao processo de laboratório limpo de Uetake e Moore.

"Jun e Kathryn, em cada estágio, tratou as amostras como itens preciosos, tomando cuidado excepcional e usando a técnica mais limpa para evitar a contaminação do DNA bacteriano no laboratório e reagentes, "Hill disse.