En internationell grupp av forskare har avslöjat betydande insikter i förindustriella aerosolbildningsprocesser genom en studie utförd i en orörd finsk torvmark. Undersökningen syftade till att förstå atmosfärisk partikelbildning i en miljö med minimal mänsklig påverkan och belysa historiska klimatförhållanden.
Studien avslöjade att Siikaneva torvmark, belägen i södra Finland, frigör starkt syresatta organiska molekyler på natten, vilket leder till aerosolpartikelbildning som nära liknar den förindustriella atmosfären.
Den 9 000 år gamla minerotrofa Siikaneva torvmarken avger stora nivåer av terpener som domineras, t.ex. av isopren och alfa-pinen. Forskarna observerade bildandet av nya atmosfäriska partiklar initierade av rent naturliga ångor, en mekanism som kunde likna den förindustriella atmosfären. Tidigare kunde samma process endast verifieras på molekylär nivå under laboratorieförhållanden.
"Våra resultat markerar i princip den första bekräftelsen på att ren biogen ny partikelbildning är möjlig under omgivningsförhållanden", säger postdoktor Wei Huang från Institutet för Atmosfär- och jordsystemforskning INAR vid Helsingfors universitet. Resultaten publicerades den 3 april i tidskriften Science Advances .
Resultaten understryker vikten av orörda miljöer, såsom dagens finska torvmark, när man studerar förindustriella aerosolproduktionsprocesser.
"Dessa miljöer med minimal svavel- eller kväveoxidförorening fungerar som naturliga laboratorier. Vår studie är potentiellt det bästa aktuella exemplet på förindustriella aerosolproduktionsprocesser, som visar att verkligt orörda miljöer existerar i dagens atmosfär, till stor del påverkad av människor aktiviteter.
"Det visar också att ren biogen aerosolbildning kan vara ett utbrett och frekvent fenomen i dag. Detta kommer potentiellt att påverka klimatet i områden som domineras av torvmarker, såväl som andra platser med platt topografi", säger professor Federico Bianchi från INAR.
Torvmarker täcker stora områden på norra halvklotet:cirka 4 miljoner kvadratkilometer norr om 30:e breddgraden och en halv miljon kvadratkilometer norr om 50:e breddgraden. Rena biogena partiklar som bildats från dessa stora områden kan ha varit en viktig källa till molnkondensationskärnor för molnbildning under den förindustriella eran.
Att förstå förindustriell aerosolbildning är viktigt, eftersom klimatförändringar mäts genom att jämföra dagens atmosfäriska förhållanden med förindustriella. Aerosolpartiklar kyler atmosfären och klimatet genom att sprida inkommande strålning och agera som molnkondensationskärnor.
Partiklarna kontrollerar molnegenskaper, såsom reflektion av solljus tillbaka ut i rymden. Att förstå tidigare förhållanden hjälper till att uppskatta hur aerosolbildningsprocesser har utvecklats och hur de påverkar det globala klimatet idag.
Resultaten kan också ge ledtrådar för att förstå ny partikelbildning i framtiden, vars egenskaper kan återgå till förindustriella förhållanden på grund av minskad luftförorening.
"När luftföroreningarna mildras kommer partiklar att bildas med olika arter, frekvenser, intensiteter och kemi. Detta kan så småningom påverka molnbildningen och klimatet (t.ex. temperaturer) på jorden", säger Bianchi.
Fynden ger också värdefulla modellparameteriseringsbegränsningar för framtida studier som simulerar förindustriell torvmarks aerosolpåverkan på klimatet.
Mer information: Wei Huang et al, Potentiell förindustriell-liknande ny partikelbildning inducerad av rena biogena organiska ångor i finsk torvmark, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adm9191
Journalinformation: Vetenskapens framsteg
Tillhandahålls av Helsingfors universitet
