¿Dónde está el aire más limpio de la Tierra?

Este aire debe estar lejos de los continentes, en zonas marítimas y lejos de las trayectorias de barcos y aviones intercontinentales. La profesora de la Universidad Estatal de Colorado, Sonia Kreidenweis, y su grupo de investigación identificaron una región atmosférica sin cambios por las actividades relacionadas con los humanos en el primer estudio para medir la composición de bioaerosol del Océano Austral (Southern Ocean, SO) al sur de los 40 º de latitud sur.

El grupo de Kreidenweis, con sede en el Departamento de Ciencia Atmosférica, descubrió que el aire de la capa límite que alimenta las nubes más bajas sobre el Océano Austral es prístino, libre de partículas, llamadas aerosoles, producidas por actividades antropogénicas o transportadas desde tierras distantes. Sus hallazgos se publican en Proceedings of the National Academy of Sciences.

El tiempo y el clima son procesos complejos que conectan cada parte del mundo con cualquier otra región, y con el cambio climático rápidamente como resultado de la actividad humana, es difícil encontrar cualquier área o proceso en la Tierra que no haya sido tocado por las personas.

Kreidenweis y su equipo sospecharon que el aire directamente sobre el remoto Océano Austral que rodea la Antártida sería el menos afectado por los humanos y el polvo de los continentes. Se dispusieron a descubrir qué había en el aire y de dónde venía.

"Pudimos usar las bacterias en el aire sobre el Océano Austral como una herramienta de diagnóstico para inferir las propiedades clave de la atmósfera inferior", dijo el investigador Thomas Hill, coautor del estudio. "Por ejemplo, que los aerosoles que controlan las propiedades de las nubes de SO están fuertemente vinculados a los procesos biológicos oceánicos, y que la Antártida parece estar aislada de la dispersión de microorganismos hacia el sur y la deposición de nutrientes de los continentes del sur. En general, se sugiere que el SO es uno de los muy pocos lugares en la Tierra que se hayan visto mínimamente afectados por actividades antropogénicas ".

Las muestras fueron recolectadas durante la campaña de campo SÓCRATES financiada por NSF, dirigida por el científico investigador y coautor Paul DeMott. La estudiante de posgrado Kathryn Moore analizó el aire en la capa límite marina, la parte inferior de la atmósfera que tiene contacto directo con el océano, a bordo del Research Vessel Investigator mientras navegaba hacia el sur desde Tasmania hasta el borde del hielo antártico.

El científico investigador y primer autor Jun Uetake examinó la composición de los microbios en el aire capturados desde el barco. La atmósfera está llena de estos microorganismos dispersados en cientos a miles de kilómetros por el viento.

Las bacterias que encontraron solo son marinas

Utilizando la secuenciación del ADN, el seguimiento de la fuente y las trayectorias de rebobinado, Uetake determinó que los orígenes de los microbios eran marinos, provenientes del océano. La composición bacteriana también se diferenciaba en amplias zonas latitudinales, lo que sugiere que los aerosoles de masas de tierra distantes y las actividades humanas, como la contaminación o las emisiones del suelo causadas por el cambio en el uso de la tierra, no viajaban hacia el sur en el aire antártico.

Estos resultados contrarrestan todos los otros estudios de los océanos en zonas subtropicales y el hemisferio norte, que encontraron que la mayoría de los microbios provenían de continentes a favor del viento. Las plantas y el suelo son fuertes fuentes de partículas que desencadenan la congelación de las gotas de nubes sobreenfriadas, conocidas como partículas de nucleación de hielo. Este proceso reduce la reflectividad de las nubes y aumenta la precipitación, aumentando la cantidad de luz solar que llega a la superficie y alterando el equilibrio radiativo de la Tierra.

Sobre el Océano Austral, las emisiones de rocío marino dominan el material disponible para formar gotas de nubes líquidas. Las concentraciones de partículas nucleantes de hielo, raras en el agua de mar, son las más bajas registradas en cualquier parte del planeta.

Referencia
Airborne bacteria confirm the pristine nature of the Southern Ocean boundary layer. Jun Uetake, Thomas C. J. Hill, Kathryn A. Moore, Paul J. DeMott, Alain Protat, and Sonia M. Kreidenweis. PNAS, June 1, 2020.