A visão da aeronave de pesquisa DC-8 enquanto voa através da camada limite marinha, a porção da atmosfera próxima à superfície do oceano onde o oceano afeta processos como a formação de nuvens. Crédito:Sam Hall
Fique na costa do oceano e inspire profundamente o spray de sal e você sentirá o cheiro inconfundivelmente pungente do mar. Tão maduro, cheiro quase podre? Isso é enxofre.
O plâncton marinho respira mais de 20 milhões de toneladas de enxofre no ar todos os anos, principalmente na forma de sulfeto de dimetila (DMS). No ar, este produto químico pode se transformar em ácido sulfúrico, que ajuda a produzir nuvens, dando um local para a formação de gotículas de água. Sobre a escala dos oceanos do mundo, esse processo afeta todo o clima.
Mas uma nova pesquisa da Universidade de Wisconsin-Madison, a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional e outros revelam que mais de um terço do DMS emitido do mar nunca pode ajudar a formação de novas nuvens porque é perdido para as próprias nuvens. As novas descobertas alteram significativamente a compreensão prevalecente de como a vida marinha influencia as nuvens e podem mudar a forma como os cientistas prevêem como a formação de nuvens responde às mudanças nos oceanos.
Ao refletir a luz do sol de volta para o espaço e controlar a chuva, as nuvens desempenham um papel significativo no clima global. Prevê-los com precisão é essencial para compreender os efeitos das mudanças climáticas.
"Acontece que essa história de formação de nuvens estava realmente incompleta, "diz Tim Bertram, um professor de química da UW – Madison e autor sênior do novo relatório. "Nos últimos três ou quatro anos, temos questionado partes dessa história, tanto por meio de experimentos de laboratório quanto com experimentos de campo em grande escala. Agora podemos conectar melhor os pontos entre o que é emitido do oceano e como você forma essas partículas que incentivam a formação de nuvens. "
Com colaboradores de outras 13 instituições, Gordon Novak, um estudante de graduação na UW – Madison, construiu a análise que será publicada em 11 de outubro na Proceedings of the National Academy of Sciences .
O primeiro autor do estudo, Gordon Novak, retratado com o equipamento de detecção química da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional usado no estudo. Crédito:Gordon Novak
Alguns anos atrás, este grupo de colaboradores, liderado por Patrick Veres na NOAA, descobriu que em seu caminho para se tornar ácido sulfúrico, O DMS primeiro se transforma em uma molécula conhecida como HPMTF, que nunca tinha sido identificado antes. Para o novo estudo, a equipe usou propriedade da NASA, aeronave com instrumentos para capturar medições detalhadas desses produtos químicos sobre o oceano aberto, tanto dentro das nuvens quanto sob o céu ensolarado.
"Esta é uma enorme aeronave DC-8. É um laboratório voador. Basicamente, todos os assentos foram removidos, e instrumentação química muito precisa foi colocada para permitir que a equipe meça, em concentrações muito baixas, ambas as moléculas emitidas na atmosfera e todos os intermediários químicos, "diz Bertram.
A partir dos dados do voo, a equipe descobriu que HPMTF se dissolve prontamente nas gotículas de água das nuvens existentes, que remove permanentemente esse enxofre do processo de nucleação da nuvem. Em áreas sem nuvens, mais HPMTF sobrevive para se tornar ácido sulfúrico e ajudar a formar novas nuvens.
Liderado por colaboradores da Florida State University, a equipe foi responsável por essas novas medições em um grande, modelo global da química atmosférica dos oceanos. Eles descobriram que 36% do enxofre do DMS é perdido para as nuvens dessa forma. Outros 15% do enxofre são perdidos por outros processos, então o resultado é que menos da metade do enxofre do plâncton marinho liberado como DMS pode ajudar a formar nuvens.
“Essa perda de enxofre para as nuvens reduz a taxa de formação de pequenas partículas, portanto, reduz a taxa de formação dos próprios núcleos de nuvem. O impacto no brilho da nuvem e outras propriedades terão que ser explorados no futuro, "diz Bertram.
Até recentemente, pesquisadores ignoraram em grande parte os efeitos que as nuvens têm sobre os processos químicos sobre o oceano, em parte porque é difícil obter bons dados da camada de nuvem. Mas o novo estudo mostra o poder dos instrumentos certos para obter esses dados e as funções significativas que as nuvens podem desempenhar, influenciando até mesmo os processos que dão origem às próprias nuvens.
“Este trabalho realmente reabriu esta área da química marinha, "diz Bertram.
