Organiska föreningar genomgår drastiska variationer i sin kemiska sammansättning när de överförs från havets yta till atmosfäriska aerosoler som fungerar som kärnor för att bilda moln.

Aerosoler, som är suspenderade fina fasta partiklar eller vätskedroppar, spelar en betydande roll för att utlösa klimatförändringar genom att sprida eller absorbera solljus, samtidigt som det påverkar molnbildningen och nederbördsprocessen genom att fungera som kärnor för att bilda moln. Organiska föreningar står för upp till 90 procent av beståndsdelarna i aerosoler, och deras sammansättning är en avgörande faktor för att främja eller undertrycka molnbildning.

Havsvatten täcker cirka 70 procent av jordens yta. Organiska föreningar som produceras av mikrobiella aktiviteter i ythavsvatten släpps ut i atmosfären genom havsspray, som tros påverka sammansättningen av aerosoler. Dock, praktiskt taget ingen information om organiskt material vid gränsen mellan havet och atmosfären har funnits tillgänglig på grund av mätsvårigheter, vilket gör det svårt att förstå hur organiskt material i havsvatten påverkar atmosfärens sammansättning.

En grupp forskare under ledning av assisterande professor Yuzo Miyazaki från Hokkaido Universitys Institute of Low Temperature Science, undersökte atmosfärens aerosoler och havsvatten för att observera variationer i organiska föreningar när det överförs från havsvattnet till luften i Oyashio-strömmen och dess kustområden i det västra subarktiska Stilla havet. Kryssningsmätningarna på forskningsfartyget Hakuho Maru ägde rum strax innan växtplanktonblomningen tidigt på våren i mars 2015.

Havssprayaerosoler valdes ut med hjälp av teamets ursprungliga metod baserad på det stabila kolisotopförhållandet av vattenlösligt organiskt kol och koncentrationer av glukos som ett molekylärt spårämne i marina aerosoler tillsammans med lokala vindhastighetsdata. Forskarna mätte och jämförde förhållandet mellan proteinliknande organiskt material, som lätt bryts ned biologiskt, och humusliknande ämnen, som knappt sönderfaller, i både havssprayaerosoler och ythavsvatten.

Enligt gruppens resultat, havssprayaerosoler innehöll en större andel humusliknande ämnen än proteinliknande föreningar jämfört med ytvatten. oavsett aerosolens storlek, i varje prov som forskarna undersökte. Resultaten tyder på betydande nedbrytning av proteinliknande organiska ämnen och/eller preferentiell bildning av humusliknande ämnen i havssprayaerosoler när organiskt material överförs från havsvatten till atmosfäriska aerosoler inom cirka 24 timmar.

Humusliknande, svårnedbrytbara organiskt material tros undertrycka bildandet av moln från havssprayaerosoler. "Vår studie kan ge viktig information för att bedöma, med hög precision, hur den globala uppvärmningen utlöste förändringar i volymen, kemisk sammansättning, och aktiviteten hos mikroorganismer i havsytan kommer att påverka framtida molnbildning genom att släppa ut organiskt material i atmosfären, säger Yuzo Miyazaki.