Arktik'te dikkat çeken keşif! Eriyen deniz buzu atmosferde yeni parçacıklar oluşturuyor

Grönland'ın batı kıyılarında, Arktik deniz buzunun erimesiyle birlikte ortaya çıkan sıra dışı bulut oluşumu süreci, uluslararası bir araştırma ekibinin son keşfiyle bilim dünyasının gündemine oturdu. Mayıs ve Haziran 2022'de Birmingham Üniversitesi'nden Zongbo Shi'nin liderliğinde düzenlenen keşif gezisinde, deniz buzu ile açık suyun temas ettiği bölgede gözlemlenen kimyasal reaksiyonların, atmosferde yeni bulut tohumlarının ortaya çıkmasına neden olduğu saptandı. Elde edilen bulgular, Arktik hava koşullarının ve iklim değişikliğinin anlaşılması açısından kritik bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.

Zongbo Shi ve ekibinden Arktik'te rekor parçacık artışı

Shi'nin ekibi, RRS Discovery araştırma gemisiyle Grönland'ın güneydoğu kıyılarından Davis Boğazı'na kadar uzanan bölgede 13 gün boyunca ayrıntılı ölçümler yaptı. Araştırmacılar, deniz buzu kırıldığında ve açık suyla birleştiğinde, deniz ve buzdan atmosfere çeşitli gazların salındığını belirledi. Güneş ışığının etkisiyle bu gazlar, havada yeni parçacıkların oluşumuna yol açtı. Özellikle güçlü güneş ışığına sahip günlerde, santimetreküpteki parçacık sayısı 50'den iki gün içinde 1.500'e fırladı. Arktik'in temiz atmosferi nedeniyle, su buharının yoğunlaşacak bir çekirdek bulması oldukça güçken, bu yeni parçacıkların ortaya çıkışı bölgenin bulut oluşumuna dair bilinenleri değiştirdi. Shi, bu süreçte gözlemlenen yoğunluk ve büyüme hızının kendilerini şaşırttığını vurguladı.

Kükürt ve iyotun bulut oluşumundaki rolü ortaya çıktı

Araştırma ekibi, bulut oluşumunu tetikleyen kimyasal zincirin iki önemli bileşenini belirledi: kükürt ve iyot. Algler ve diğer deniz organizmaları tarafından salınan kükürt gazı, güneş ışığıyla sülfürik aside dönüşürken, deniz buzu ve Grönland kıyılarından yayılan iyot bileşenleri de iyot asitlerine dönüştü. Elde edilen veriler, bu iki asidin birlikte olduğu günlerde yeni parçacıkların oluştuğunu gösterdi. Önceki çalışmalar, parçacık oluşumunu yalnızca iyot ya da kükürt kaynaklarına bağlarken, Shi'nin ekibi bu iki sürecin birlikte işlediğini ilk kez açık atmosferde doğruladı. Bu bulgu, Arktik'te bulut tohumlarının oluşumuna dair bilimsel bakış açısını kökten değiştirdi.

Organik moleküller büyümeyi hızlandırdı

Yeni oluşan parçacıkların bulut damlası oluşturacak boyuta gelmesi için büyümesi gerekiyor. Shi'nin ekibi, asitlerin parçacıkları başlatmada etkili olsa da, esas büyümenin organik moleküller sayesinde gerçekleştiğini tespit etti. Okyanus ve buz kenarından yayılan oksijen açısından zengin yüzlerce organik bileşik, parçacıkların hızla büyümesini sağladı. Mao Du ve meslektaşları, buharların 591 farklı türünü katalogladı; bunların 91'i ise daha önce hiç tespit edilmemiş iyot içeren moleküllerden oluşuyordu. Parçacıklar, saatte 1,5 ila 3,6 nanometre hızında büyüyerek, 13 günün sekizinde kısa sürede 20 nanometreye, bazı günlerde ise 100 nanometreye ulaştı. Bu hız, Arktik koşulları için olağanüstü bir gelişme olarak kaydedildi.

Buz kenarında alg patlaması ve gaz salınımı

Keşif sırasında ekip, ince deniz buzunun altında yoğun bir alg patlaması gözlemledi. Bu algler, güneş ışığını yakalamak için klorofil açısından zenginleşirken, aynı zamanda atmosferdeki kükürt gazı seviyesini artırdı. Rüzgarın, buz ve açık okyanus arasındaki sınır boyunca havayı 24 saate kadar taşıdığı günlerde, organik gazlar rekor seviyelere ulaştı. Ozonun deniz yüzeyindeki yağlı filmle etkileşime girerek aldehitler oluşturduğu ve bu aldehitlerin 420 parçacık/trilyon seviyesine çıktığı tespit edildi. Bu süreçte, parçacıklar ilk gün 30 nanometreye, ikinci gün ise 100 nanometreye ulaşarak, büyüme hızlarını iki katına çıkardı.