Mikroskopiska växtliknande organismer som kallas växtplankton är kända för att stödja mångfalden av livet i havet. Forskare i Israel rapporterar nu att en art, Emiliania huxleyi , och ett virus som är nära förknippat med det, kan också vara ansvarig för förändringar i molnegenskaper. När man är smittad, E. huxleyi släpper ut sitt kritiga skal i luften, där den fungerar som en aerosol som reflekterar solljus och till och med påverkar molnskapande och rörelse. Forskningen visas den 15 augusti i tidskriften iScience .

"Vårt mål är att bättre förstå de effekter som marin ekologi kan ha på atmosfäriska egenskaper som strålning och molnbildning, " säger första författaren Miri Trainic, en jordforskare vid Weizmann Institute of Science. "Detta smala luft-havsgränssnitt kontrollerar energiflöden, partiklar, och gaser, så om vi vill förstå klimat och klimatförändringar, vi måste förstå hur mikroskopisk biologisk aktivitet i havet förändrar denna balans."

När viruset EhV infekterar E. huxleyi det tvingar växtplanktonet att avge bitar av sitt skal i luften. När den släpptes, dessa skal, som är gjorda av kalkhaltigt kalciumkarbonat, bli en del av en klass av marina utsläpp som kallas havssprayaerosoler (SSA). "SSA är partiklar som släpps ut i atmosfären när bubblor i havet spricker, säger Ilan Koren, en atmosfärsforskare också vid Weizmann. "De täcker 70 % av atmosfären och kan fungera som molnkondensationskärnor, vara ytor för kemiska reaktioner, och avsevärt bidra till jordens strålningsbudget (balansen mellan hur mycket solenergi som jorden absorberar och hur mycket den sänder ut tillbaka till rymden) eftersom de är mycket reflekterande."

När man observerar ett modellsystem i labbet, forskarna hittade volymen av E. huxleyi SSA-utsläppen överträffade allt de förväntade sig och storleken på själva partiklarna skulle vara mycket större än de hade förutspått. Fler och större partiklar kommer kumulativt att vara mycket mer reflekterande än forskarna hade räknat med och kan starkt påverka andra molnegenskaper.

"Fastän E. huxleyi är extremt rikligt, ansvarig för algblomning som täcker tusentals kilometer, vi förväntade oss inte att mäta ett så stort flöde av SSA som släpps ut från dem i luften. Plus, vi förväntade oss inte större än en 1 mikron diameter men mätte 3 och 4 mikron, " säger Trainic. "Innan detta arbete, vi visste inte att så stora partiklar skulle finnas så rikligt i den marina-atmosfäriska storleksfördelningen."

Forskarna blev också förvånade över SSAs komplexa struktur och dess effekter på aerodynamiken. "Vad vi fann var att vi inte behöver titta på bara storleken på SSA, men också dess täthet, "säger Assaf Vardi (@vardilab), en miljöforskare vid Weizmann. "Dessa är formade som fallskärmar, de har en intrikat struktur av kalciumkarbonat med mycket utrymme inuti, vilket förlänger partikelns livstid i atmosfären."

Härifrån, forskarna kommer att ta sig till platser som Norge för att observera dessa blomningar och deras SSA-utsläpp i naturen. "Denna studie fokuserar på en art och dess virus, men i ett bredare sammanhang kan det visa att atmosfärens tillstånd faktiskt beror på de dagliga interaktionerna i havsvattnet, " säger Trainic. "Nu måste vi göra vårt bästa för att ytterligare förstå det förhållandet."