Colorado State University Distinguished Professor Sonia Kreidenweis och hennes forskargrupp identifierade en atmosfärisk region oförändrad av människorelaterade aktiviteter i den första studien för att mäta bioaerosolsammansättningen i södra oceanen söder om 40 grader sydlig latitud.

Kreidenweis grupp, baserad på Institutionen för atmosfärisk vetenskap, fann att gränsskiktluften som matar de nedre molnen över södra oceanen var orörd - fri från partiklar, kallas aerosoler, produceras av antropogen verksamhet eller transporteras från avlägsna länder. Deras resultat publiceras i Förfaranden från National Academy of Sciences .

Väder och klimat är komplexa processer som förbinder varje del av världen med varannan region, och med klimatet förändras snabbt till följd av mänsklig aktivitet, det är svårt att hitta något område eller process på jorden som är orörd av människor. Kreidenweis och hennes team misstänkte att luften direkt över det avlägsna södra havet som omger Antarktis skulle påverkas minst av människor och damm från kontinenter. De gav sig ut för att upptäcka vad som fanns i luften och var det kom ifrån.

"Vi kunde använda bakterierna i luften över södra oceanen som ett diagnostiskt verktyg för att utläsa viktiga egenskaper hos den nedre atmosfären, "sa forskaren Thomas Hill, medförfattare till studien. "Till exempel, att aerosolerna som styr egenskaperna hos SO -moln är starkt kopplade till havets biologiska processer, och att Antarktis tycks vara isolerat från spridning av mikroorganismer i sydlig riktning och avsättning av näringsämnen från södra kontinenter. Övergripande, det tyder på att SO är en av mycket få platser på jorden som har påverkats minimalt av antropogena aktiviteter. "

Prover togs under den NSF-finansierade SOCRATES-fältkampanjen, ledd av forskare och medförfattare Paul DeMott. Doktorand Kathryn Moore samplade luften i det marina gränslagret, den nedre delen av atmosfären som har direkt kontakt med havet, ombord på Research Vessel Investigator när den ångade söderut från Tasmanien till Antarktis iskant. Forskare och författare Jun Uetake undersökte sammansättningen av luftburna mikrober som fångats från fartyget. Atmosfären är full av dessa mikroorganismer spridda över hundratals till tusentals kilometer genom vind.

Med hjälp av DNA -sekvensering, källspårning och vindbackbanor, Uetake bestämde att mikrobernas ursprung var marint, kommer från havet. Bakteriesammansättningen differentierades också till breda latitudinella zoner, föreslår aerosoler från avlägsna landmassor och mänsklig verksamhet, t.ex. föroreningar eller markutsläpp som drivs av förändringar i markanvändning, färdades inte söderut till Antarktis luft.

Dessa resultat motverkar alla andra studier från hav i subtropen och norra halvklotet, som fann att de flesta mikrober kom från motvindskontinenter. Växter och jord är starka källor till partiklar som utlöser frysning av underkylda molndroppar, kända som iskärnande partiklar. Denna process minskar molnreflektivitet och förbättrar nederbörd, öka mängden solljus som når ytan och ändra jordens strålningsbalans.

Över södra oceanen, havssprututsläpp dominerar det tillgängliga materialet för att bilda flytande molndroppar. Is-kärnbildande partikelkoncentrationer, sällsynt i havsvatten, är de lägsta som registrerats någonstans på planeten.

Luften över södra oceanen var så ren att det fanns väldigt lite DNA att arbeta med. Hill tillskrev kvaliteten på deras resultat till Uetake och Moores rena labprocess.

"Jun och Kathryn, i varje steg, behandlade proverna som värdefulla föremål, att vara extra noggrann och använda den renaste tekniken för att förhindra kontaminering från bakteriellt DNA i laboratoriet och reagenser, "Sa Hill.