Морские водоросли делают облака

01.08.2015

Над антарктическими водами Мирового океана почти никогда не рассеиваются облака, и причина тому, как оказалось, в фитопланктоне - местные микроскопические водоросли в буквальном смысле делают облака, выделяя в атмосферу аэрозольные частицы. Обычно, когда говорят про аэрозоли, то имеют в виду те, которые получаются в результате человеческой деятельности (дым из заводских труб и т. д.). Частицы сажи служат своеобразными "семенами", вокруг которых конденсируются пары воды - так и получаются капли, объединяющиеся в облако.

Но такие точки конденсации могут иметь и вполне природное происхождение: мельчайшие брызги воды, содержащие органические вещества и морскую соль, или сульфаты и соли аммония как продукты жизнедеятельности каких-нибудь живых организмов. О том, что море и его обитатели служат источником "натуральных аэрозолей", говорят давно, однако до сих пор мало кто пытался количественно оценить вклад морских экосистем в формирование облаков. Именно это попытались сделать Дэннис Хартманн (Dennis Hartmann) из Вашингтонского университета вместе коллегами из Университета Лидса, Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Лос-Аламосской национальной лаборатории.

В работе были использованы данные спутников НАСА, позволившие оценить плотность облаков между 35° и 55° южной широты. Состояние облаков сравнивали с концентрацией хлорофилла а, который обычно служит маркером биологической активности в морях и океанах. В статье в Science Advances авторы пишут, что связь между облаками и уровнем хлорофилла была однозначной: чем больше было фотосинтезирующего пигмента (то есть чем больше было водорослей), тем облачней была погода.

Жизнь в океане ежегодно повышала количество облачных водяных капель на 60%; сильнее всего эффект был заметен летом. Облака, располагающиеся невысоко над землей, отражают солнечный свет, и поверхность планеты под ними будет охлаждаться. ("Запирание" тепла и парниковый эффект обуславливаются другими, высокоуровневыми облаками.) Летом уровень солнечной радиации возрастает, и одновременно же, как было сказано, увеличивается концентрация фитопланктона - по оценкам исследователей, активность водорослей приводит к тому, что количество отраженного солнечного излучения увеличивается на 10 ватт на квадратный метр. Это сравнимо с тем, что происходит в северном полушарии, за тем исключением, что на севере добавочное "облачное отражение" возникает из-за промышленного загрязнения атмосферы.

Как микроскопические водоросли могут повышать облачность? Первый способ: выделяя газообразный диметилсульфид, который в атмосфере превращается в остаток серной кислоты - сульфат, который, в свою очередь, очень хорошо конденсирует пары воды. Второй способ: за счет органических остатков, поднимающихся в воздух на поверхности мельчайших пузырьков, оторвавшихся от воды. Такие пузырьки с органическими добавками тоже могут работать центрами конденсации облачных капель. Любопытно, что с 35° по 45° южной широты облака над океаном формируются преимущественно за счет диметилсульфида, а с 45° по 55° - за счет фитопланктонной органики.

Таким образом, предположения об активной климатической деятельности морских экосистем подтвердились - крохотные водоросли действительно могут делать облака. Мы привыкли полагать, что только человек обладает достаточным могуществом, чтобы по-крупному влиять на климат, однако, как видим, настоящее положение дел может быть сложнее. (И не только из-за фитопланктона - здесь же можно вспомнить работу сотрудников Геттингенского университета, опубликованную в прошлом году в Angewandte Chemie: в ней описывается, как обычные хвойные деревья с помощью веществ, содержащихся в их смолах, помогают формироваться облакам.) Строя климатические модели, пытаясь оценить наше влияние на погоду на планете, мы должны учитывать и вклад природных производителей облакообразующих аэрозолей.

<< Назад: TPL5110 - нанопотребляющий таймер управления питанием 01.08.2015

>> Вперед: Датчики изображения с пикселями 1 мкм 31.07.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Электропроводные бактерии 17.06.2016 Обычно белковые молекулы и белковые сверхмолекулярные комплексы электрический ток не проводят. Однако и тут есть исключения, и одно из них - пили, или ворсинки, бактерии Geobacter sulfurreducens. Пилями называют длинные белковые структуры, сидящие на поверхности бактериальной клетки (из-за чего бактерия выглядит довольно волосатой) и выполняющие самые разные функции. С помощью рентгеноструктурных методов американским ученым удалось выяснить, что у проводящих нитей есть важная особенность - в их структуре повторяется промежуток в 0,32 нм. А вот у штамма G. sulfurreducens, чьи пили утратили способность проводить ток, такого повторяющегося по длине ворсинок 0,32-нанометрового зазора не было. Кроме того, непроводящие пили были лишены аминокислот с ароматическими химическими группами. Известно, что в ароматических соединениях (самым простым и известным из которых является бензол из школьного учебника) электронная плотность равномерно распределена по всем атомам, образующим кольцо; иными словами, все электроны, задействованные в создании молекулы, как бы равномерно размазаны по всей ароматической группе. При сближении и перекрывании электронных орбиталей двух ароматических молекул электроны как бы получат в свое пользование новую территорию, на которую смогут заходить сравнительно беспрепятственно. Если такие близко расположенные кольца выстроятся в ряд от точки А до точки Б, то между А и Б возникнет электропроводность. Ароматические группы торчат на ворсинке G. sulfurreducens подобно перекладинам винтовой лестницы, перекидывая друг другу электроны. Важно только, чтобы они находились на правильно расстоянии друг относительно друга, и вот вышеупомянутые повторяющиеся 0,32 нм в проводящих ворсинках G. sulfurreducens как раз это самое правильное расстояние и есть. В статье в mBio также говорится о том, в чем причина известного феномена с проводящими ворсинками - в более ранних экспериментах их электропроводность возрастала едва ли не в 100 раз при закислении среды. Оказалось, что при уменьшении pH с 10 до 2 (то есть при повышении кислотности) необходимые для электропроводности периодические 0,32-нанометровые зазоры в пилях становился более выраженным, и они начинали лучше проводить ток. Внимание, которым пользуются "электропроводные бактерии", вполне понятно, ведь их пили - это готовые нанопровода, которые можно дешево и быстро выращивать в пробирке и потом собирать из них какую-нибудь наноэлектронику. Если пили геобактера докажут свою эффективность, и если найдут способ еще как-то их улучшить, то, возможно в недалеком будущем нас ждут гаджеты на бактериально-белковой основе.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026