Van microscopisch kleine plantachtige organismen, fytoplankton genaamd, is bekend dat ze de diversiteit van het leven in de oceaan ondersteunen. Wetenschappers in Israël melden nu dat één soort, Emiliania huxleyi , en een virus dat er nauw mee verbonden is, kan ook verantwoordelijk zijn voor wijzigingen in cloudeigenschappen. Wanneer besmet, E. huxleyi laat zijn krijtachtige omhulsel de lucht in, waar het fungeert als een aerosol die zonlicht weerkaatst en zelfs de vorming en beweging van wolken beïnvloedt. Het onderzoek verschijnt 15 augustus in het tijdschrift iScience .

"Ons doel is om beter inzicht te krijgen in de effecten die mariene ecologie kan hebben op atmosferische eigenschappen zoals straling en wolkenvorming, " zegt eerste auteur Miri Trainic, een aardwetenschapper aan het Weizmann Institute of Science. "Deze slanke lucht-zee-interface regelt energiestromen, deeltjes, en gassen, dus als we klimaat en klimaatverandering willen begrijpen, we moeten begrijpen hoe microscopische biologische activiteit in de oceaan dit evenwicht verandert."

Wanneer het virus EhV infecteert E. huxleyi het dwingt het fytoplankton om stukjes van zijn schaal de lucht in te sturen. Wanneer vrijgegeven, deze schelpen, die zijn gemaakt van kalkachtig calciumcarbonaat, deel gaan uitmaken van een klasse van mariene emissies die zeespray-aerosolen (SSA's) worden genoemd. "SSA's zijn deeltjes die in de atmosfeer worden uitgestoten wanneer bellen in de oceaan barsten, " zegt Ilan Koren, een atmosferische wetenschapper ook bij de Weizmann. "Ze bedekken 70% van de atmosfeer en kunnen dienen als condensatiekernen in de wolken, zijn oppervlakken voor chemische reacties, en dragen aanzienlijk bij aan het stralingsbudget van de aarde (het saldo van hoeveel zonne-energie de aarde absorbeert en hoeveel het terug in de ruimte uitstraalt) omdat ze erg reflecterend zijn."

Bij het observeren van een modelsysteem in het laboratorium, de onderzoekers vonden het volume van E. huxleyi SSA-emissies overtreffen alles wat ze hadden verwacht en de grootte van de deeltjes zelf was veel groter dan ze hadden voorspeld. Talrijkere en grotere deeltjes zullen cumulatief veel meer reflecterend zijn dan de onderzoekers hadden verwacht en kunnen andere wolkeneigenschappen sterk beïnvloeden.

"Hoewel E. huxleyi is buitengewoon overvloedig, verantwoordelijk voor algenbloei over duizenden kilometers, we hadden niet verwacht dat we zo'n grote stroom SSA's zouden meten die door hen in de lucht werden uitgestoten. Plus, we verwachtten niet groter dan een diameter van 1 micron, maar maten 3 en 4 micron, " zegt Trainic. "Voor dit werk, we wisten niet dat zulke grote deeltjes zo overvloedig aanwezig zouden zijn in de verdeling van de grootte in de atmosfeer van de zee."

De onderzoekers waren ook verrast door de complexe structuur van de SSA's en de effecten ervan op de aerodynamica. "Wat we ontdekten was dat we niet alleen naar de grootte van de SSA hoeven te kijken, maar ook de dichtheid, " zegt Assaf Vardi (@vardilab), een milieuwetenschapper aan de Weizmann. "Deze hebben de vorm van parachutes; ze hebben een ingewikkelde structuur van calciumcarbonaat met veel ruimte erin, wat de levensduur van het deeltje in de atmosfeer verlengt."

Vanaf hier, de onderzoekers zullen naar plaatsen als Noorwegen gaan om deze bloemen en hun SSA-emissies in de natuurlijke wereld te observeren. "Deze studie richt zich op één soort en zijn virus, maar in een bredere context kan het aantonen dat de toestand van de atmosfeer eigenlijk afhangt van de dagelijkse interacties in het zeewater, ' zegt Trainic. 'Nu moeten we ons best doen om die relatie beter te begrijpen.'