Aerosolen zijn verzamelingen van fijne deeltjes, hetzij biologisch, hetzij van andere soorten, gesuspendeerd in een gasvormig medium. Ze spelen een grote rol bij wolkenvorming en hebben daardoor een sterke impact op klimaatmodellen. Zij zijn, echter, extreem moeilijk te bestuderen vanwege de kleine omvang en enorme verscheidenheid van hun samenstellende deeltjes. Maar onderzoekers van de Universiteit van Genève (UNIGE), Zwitserland, leden van de PlanetSolar Deepwater-expeditie, hebben nu de samenstelling van mariene biologische aerosolen - en dus hun invloed op het klimaat - gekoppeld aan de samenstelling van waterlichamen in de Atlantische Oceaan, daarmee de weg vrijmakend voor een indirecte studie van deze aerosolen door middel van wateranalyse. Deze studie, die is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , zal bijdragen aan het nauwkeuriger maken van klimaatmodellen.

Boven de oceanen, sommige spuitbussen bevatten organische of biologische ingrediënten (bacteriën, afbraakproducten van microscopisch kleine algen) die afkomstig zijn van zeespray, andere worden in de lucht getransporteerd (mineraalstof, rook). Ze dienen als zaden voor het vormen van wolken en reflecteren ook licht. Hun rol is uiterst belangrijk voor het modelleren van wolken, en dus voor het klimaat in het algemeen. Maar vanwege de kleine omvang van de deeltjes en hun grote hoeveelheid, het is moeilijk om ze nauwkeurig te bestuderen. Daarom vroegen onderzoekers van de Universiteit van Genève (UNIGE) zich af of het mogelijk is om biologische aerosolen te karakteriseren door de samenstelling van het water waar ze vandaan komen.

"Om deze vraag te beantwoorden, we hadden twee gereedschappen nodig, " legt Jérôme Kasparian uit, hoogleraar bij de vakgroep Technische Natuurkunde van de UNIGE-faculteit Wetenschappen. "De eerste is een fluorescentiedetector die we hebben ontworpen, genaamd Biobox, en waarmee we aërosoldeeltjes één voor één kunnen analyseren. Het spectrum geeft ons informatie over hun samenstelling en onderscheidt de organische deeltjes, die fluorescerend zijn, van de andere deeltjes. Toen hadden we PlanetSolar nodig." Inderdaad, dit onderzoek kon alleen worden uitgevoerd over een lange periode zonder enige verstoring van water en lucht. Alleen PlanetSolar, een zonneboot, drie maanden op zee blijft en geen uitstoot veroorzaakt, het mogelijk maken van de studie.

Tijdens de expeditie, wetenschappers analyseerden het zoutgehalte, temperatuur, opgeloste zuurstof en de microalgen in de verschillende wateren in de Atlantische Oceaan, en vergeleek deze gegevens vervolgens met die verkregen door de Biobox. "En we ontdekten dat ze overeenkwamen!" roept Jérôme Kasparian uit. De natuurkundigen ontdekten dat biologische aërosolen verband houden met de temperatuur en het zoutgehalte van de zee. Volgens eerdere criteria water creëert grote lichamen die niet met elkaar vermengen, waardoor ze zich kunnen onderscheiden. Dus, toen de eigenschappen van een watermassa gunstig waren voor de reproductie van microalgen, onderzoekers merkten dat na een bepaalde tijd, de aerosolen die boven deze zelfde watermassa werden gedetecteerd, bevatten meer biologische deeltjes. De biologische fractie van aerosolen is daarom gekoppeld aan de geschiedenis van biologische activiteit van waterlichamen dicht bij het oppervlak. "Op voorwaarde dat dit ook geldt in andere oceanen en zeeën dan de Atlantische Oceaan, onze onderzoekslocatie, onze resultaten zouden ons in staat stellen om biologische aërosolen te schatten door de waterlichamen rechtstreeks te bestuderen, wat de karakterisering van aerosolen zou vereenvoudigen en klimaatmodellen nauwkeuriger zou maken, ", voegt Kasparian toe. Moeilijk om direct te studeren, aerosolen worden nu bestudeerd via de zee, die, in tegenstelling tot spuitbussen, gemakkelijk door satellieten kunnen worden geanalyseerd.