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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Создана компьютерная модель бактерии 01.08.2012 Исследователи из Стэнфордского университета и Института Крейга Вентера заявили в пятницу через журнал Cell, что им удалось создать полную компьютерную модель бактерии и проследить на молекулярном уровне весь ее жизненный цикл между делениями. За образец была взята патогенная бактерия Mycoplasma genitalium, та самая, которую сотрудники Института Крейга Вентера использовали в 2008-м году для создания искусственной хромосомы. Причина выбора проста - это бактерия с самым маленьким в мире геномом, состоящим всего из 525 генов. Однако и этот, простейший из простейших, живой организм потребовал для своей компьютерной виртуализации совместной работы 128 мощных компьютеров. Хотя сами исследователи интерпретируют то, что они сделали, как "первый драфт", первый черновик M.genitalium, это был несомненно полностью "живой" одноклеточный организм, содержащий 28 видов взаимодействующих между собой молекул - РНК, ДНК, белков и маленьких молекул, называемых метаболитами - продуктов клеточной жизнедеятельности. Любопытно, что жизненный цикл бактерии вплоть до ее деления занял 9-10 часов машинного времени. Примерно такое же время M.genitalium живет и в реальном мире. Работа стэнфордской команды уже признана серьезным прорывом в очень юном научнном направлении - компьютерной биологии. Компьютерные модели клеток создаются в различных лабораториях уже около десяти лет, но все это очень приблизительные модели, способные описывать лишь небольшое количество функций и включающие в себя работу лишь части генов. Сейчас перед исследователями стоит следующая, на первый взгляд почти невыполнимая задача - создать модель бактерии Escherichia coli, которая участвует в подавляющем большинстве микробиологических экспериментов. Ее ДНК состоит из 4288 генов, она делится каждые 20-30 минут и по количеству молекулярных взаимодействий на порядки обгоняет M.genitalium. Доцент биоинженерии Маркус Коверт, возглавляющий исследование, заявляет что виртуальная E. Coli будет создана его группой через два года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025