Một nhóm các nhà hóa học khí quyển đã tiến gần hơn đến cái mà mộ coi là chén thánh của Hồi giáo khoa học về biến đổi khí hậu: phát hiện trực tiếp các hạt sinh học đầu tiên trong các đám mây băng. Thí nghiệm băng trên mây - Nhóm Mây tầng (ICE-L) đã gắn máy quang phổ khối lên máy bay C-130 và thực hiện một loạt các chuyến bay tốc độ cao thông qua một loại đám mây được gọi là đám mây sóng. Phân tích các tinh thể băng cho thấy các hạt bắt đầu tăng trưởng của chúng được tạo thành gần như hoàn toàn từ bụi hoặc vật liệu sinh học như vi khuẩn, bào tử nấm và nguyên liệu thực vật. Mặc dù từ lâu người ta đã biết rằng các vi sinh vật trở thành không khí và di chuyển rất xa, nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên mang lại dữ liệu trực tiếp về cách chúng hoạt động để tác động đến sự hình thành của đám mây.
Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi Kimberly Prather và Kerri Pratt thuộc Đại học California tại San Diego, Viện Hải dương học Scripps, đã thực hiện các phép đo tại chỗ của dư lượng tinh thể băng trên đám mây và thấy rằng một nửa là bụi khoáng và khoảng một phần ba được tạo thành từ vô cơ các ion trộn với nitơ, phốt pho và carbon, các yếu tố đặc trưng của vật chất sinh học.
Tốc độ phân tích từng giây của các phân tích cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra sự khác biệt giữa các giọt nước và các hạt băng. Hạt nhân băng hiếm hơn hạt nhân nhỏ giọt.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng cả bụi và vật liệu sinh học thực sự tạo thành hạt nhân của các hạt băng này, thứ mà trước đây chỉ có thể được mô phỏng trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Đây là một phép đo chén thánh đối với chúng tôi, Prather nói.
Hiểu biết về các hạt hình thành hạt nhân băng, và có nồng độ cực thấp và vốn khó đo lường, có nghĩa là bạn có thể bắt đầu hiểu các quá trình dẫn đến kết tủa. Bất kỳ thông tin mới nào bạn có thể nhận được đều rất quan trọng.
Các phát hiện cho thấy các hạt sinh học bị cuốn vào cơn bão bụi giúp tạo ra sự hình thành của băng mây và khu vực xuất xứ của chúng tạo ra sự khác biệt. Bằng chứng ngày càng cho thấy rằng bụi được vận chuyển từ châu Á có thể ảnh hưởng đến lượng mưa ở Bắc Mỹ chẳng hạn.
Các nhà nghiên cứu hy vọng sử dụng dữ liệu ICE-L để thiết kế các nghiên cứu trong tương lai được định thời cho các sự kiện khi các hạt như vậy có thể đóng vai trò lớn hơn trong việc kích hoạt mưa hoặc tuyết.
Nếu chúng ta hiểu nguồn gốc của các hạt tạo ra các đám mây và sự phong phú tương đối của chúng, chúng ta có thể xác định tác động của chúng đối với khí hậu, theo ông Pratt, tác giả chính của bài báo.
Tác động của các hạt nhỏ trong không khí gọi là aerosol đối với sự hình thành của đám mây là một trong những khía cạnh khó khăn nhất của thời tiết và khí hậu để các nhà khoa học hiểu.
Trong khoa học biến đổi khí hậu, xuất phát từ nhiều dự đoán của nó từ các mô phỏng máy tính về hiện tượng khí hậu, sự tương tác giữa các sol khí và các đám mây đại diện cho những gì các nhà khoa học coi là sự không chắc chắn lớn nhất trong dự đoán mô hình cho tương lai.
Bằng cách lấy mẫu các đám mây trong thời gian thực từ một chiếc máy bay, các nhà điều tra này đã có thể lấy thông tin về các hạt băng trong các đám mây ở mức độ chi tiết chưa từng có, theo ông Anne-Marie Schmoltner thuộc Khoa Khoa học Khí quyển của NSF, nơi tài trợ cho nghiên cứu.
Nguồn: EurekAlert
