Particelle biologiche favoriscono la formazione di ghiaccio nelle nuvole artiche
• Un team internazionale di scienziati rivela un ruolo cruciale dei bioaerosol
• La ricerca condotta all’Osservatorio Zeppelin
• Zuccheri alcolici e spore fungine
• La comprensione della nucleazione del ghiaccio
• La quantificazione delle particelle che innescano la formazione del ghiaccio
• La componente proteica delle particelle che innescano la formazione del ghiaccio
• Implicazioni per la scienza del clima
Un team internazionale di scienziati rivela un ruolo cruciale dei bioaerosol
Un team internazionale di scienziati provenienti da Svezia, Norvegia, Giappone e Svizzera ha presentato i risultati di una ricerca che svela un ruolo cruciale delle particelle biologiche, tra cui pollini, spore e batteri, nella formazione del ghiaccio all’interno delle nuvole artiche. Questi risultati, pubblicati oggi su Nature Communications , hanno implicazioni di vasta portata per la scienza del clima e per la nostra comprensione del clima artico in rapido cambiamento.
La ricerca condotta all’Osservatorio Zeppelin
La ricerca, i cui risultati hanno svelato il legame tra le particelle biologiche e la formazione del ghiaccio nelle nuvole artiche, è stata condotta nel corso di più anni presso l’Osservatorio Zeppelin, situato nell’arcipelago norvegese di Svalbard, in Norvegia, nell’Alto Artico.
Gabriel Freitas, autore principale e dottorando presso l’Università di Stoccolma, ha dettagliato il loro approccio innovativo: “Abbiamo identificato e contato individualmente queste particelle biologiche utilizzando una tecnica ottica sensibile basata sulla diffusione della luce e sulla fluorescenza indotta dai raggi UV. Questa precisione è essenziale mentre affrontiamo la sfida di rilevare queste particelle in concentrazioni minime, paragonabile a trovare un ago in un pagliaio.”
Zuccheri alcolici e spore fungine
Lo studio ha approfondito la dinamica stagionale delle particelle biologiche, stabilendo correlazioni con variabili come la copertura nevosa, la temperatura e i parametri meteorologici. Inoltre, la presenza di particelle biologiche è stata confermata attraverso varie metodologie, tra cui la microscopia elettronica e il rilevamento di sostanze specifiche, come i composti di zuccheri alcolici arabitolo e mannitolo.
La comprensione della nucleazione del ghiaccio
La quantificazione delle particelle che innescano la formazione del ghiaccio
La quantificazione delle particelle che innescano la formazione del ghiaccio e la comprensione delle loro proprietà si è rivelata una sfida impegnativa. I ricercatori hanno impiegato due metodi distinti, che prevedevano la raccolta di particelle su filtri per una settimana, seguita da un’analisi di laboratorio rigorosa.
Yutaka Tobo, professore associato presso l’Istituto Nazionale di Ricerca Polare in Giappone e coautore dello studio, ha descritto la loro strategia: “Il nostro metodo può quantificare la capacità di innescare la formazione del ghiaccio delle particelle di aerosol immerse in gocce d’acqua a temperature comprese tra 0°C e circa -30°C, rivelando così la concentrazione di particelle che innescano la formazione del ghiaccio presenti nelle nuvole a basso livello dell’Artico.”
La componente proteica delle particelle che innescano la formazione del ghiaccio
Franz Conen, ricercatore presso l’Università di Basilea, in Svizzera, ha aggiunto: “Sottoponendo i filtri a un ulteriore riscaldamento a 95°C, abbiamo potuto identificare la componente proteica delle particelle che innescano la formazione del ghiaccio, gettando luce sulla loro possibile origine biologica. I nostri risultati stabiliscono inequivocabilmente la prevalenza di particelle biologiche che contribuiscono alla nucleazione del ghiaccio presso l’Osservatorio Zeppelin.”
Implicazioni per la scienza del clima
Paul Zieger, professore associato presso l’Università di Stoccolma e coautore, ha sottolineato l’importante implicazione di questi risultati per la scienza del clima: “Questa ricerca offre intuizioni critiche sull’origine e le proprietà delle particelle biologiche e che innescano la formazione del ghiaccio nell’Artico che potrebbero consentire agli sviluppatori di modelli climatici di migliorare la rappresentazione delle interazioni aerosol-nuvola nei modelli e ridurre le incertezze relative alle stime della forzante radiativa antropogenica.”
L’aumento delle aree di oceano aperto e della tundra senza neve, entrambe fonti di particelle biologiche nell’Artico, è previsto nei prossimi decenni. Pertanto, approfondire la comprensione del rapporto tra queste particelle e le nuvole potrebbe fornire preziose intuizioni sulle trasformazioni in corso e future nell’Artico.