El Ártico está perdiendo hielo marino rápidamente, y menos hielo significa más aguas abiertas, y más aguas abiertas significa más emisiones de gases y aerosoles del océano al aire, calentando la atmósfera y haciéndola más nublada.
Trabajando con su compañero científico de aerosoles Andrew Ault, Kirpes descubrió que las partículas de sulfato de amonio, que deberían haber sido líquidas, en realidad eran sólidas. Los resultados del equipo se publican en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Los aerosoles sólidos pueden cambiar la forma en que se forman las nubes en el Ártico. Y, a medida que el Ártico pierde hielo, los investigadores esperan ver más de estas partículas únicas formadas a partir de las emisiones oceánicas combinadas con el amoníaco de las aves, lo que afectará la formación de nubes y el clima. Además, comprender las características de los aerosoles en la atmósfera es fundamental para mejorar la capacidad de los modelos climáticos para predecir el clima actual y futuro en el Ártico y más allá.
«El Ártico se está calentando más rápido que cualquier otro lugar del mundo. A medida que tenemos más emisiones de aguas abiertas en la atmósfera, este tipo de partículas podrían volverse más importantes», dijo Pratt, profesor asociado de química y ciencias ambientales y de la tierra. «Este tipo de observaciones son tan críticas porque tenemos muy pocas observaciones para siquiera evaluar la precisión de los modelos de la atmósfera del Ártico.
«Con tan pocas observaciones, a veces te encuentras con sorpresas como esta cuando haces mediciones. Estas partículas no se parecían a nada que hayamos visto en la literatura, en el Ártico o en cualquier otro lugar del mundo».
Los aerosoles observados en el estudio tenían hasta 400 nanómetros, o unas 300 veces más pequeños que el diámetro de un cabello humano. Ault, profesor asociado de química, dice que normalmente se supone que los aerosoles en el Ártico son líquidos.
Una vez que la humedad relativa de la atmósfera alcanza el 80%, aproximadamente el nivel de un día húmedo, la partícula se vuelve líquida. Cuando vuelve a secar el aerosol, no se vuelve sólido hasta que la humedad relativa es de aproximadamente 35 % a 40 %. Debido a que el aire sobre el Océano Ártico, o cualquier océano, es húmedo, los investigadores esperan ver aerosoles líquidos.
«Pero lo que vimos es un fenómeno bastante nuevo en el que una pequeña partícula choca con nuestras gotas cuando está por debajo del 80 % de humedad, pero por encima del 40 %. humedad de lo que hubiera esperado», dijo Ault.
«Estas partículas se parecían mucho más a una canica que a una gota. Eso es realmente importante, particularmente en una región donde no ha habido muchas mediciones porque esas partículas eventualmente pueden terminar actuando como semillas de nubes o teniendo reacciones en ellas». .»
Además, dicen los investigadores, el tamaño, la composición y la fase de los aerosoles atmosféricos afectan el cambio climático a través de la absorción de agua y la formación de nubes.
«Es nuestro trabajo seguir ayudando a los modeladores a refinar sus modelos», dijo Ault. «No es que los modelos estén equivocados, pero siempre necesitan más información nueva a medida que cambian los eventos en el terreno, y lo que vimos fue algo completamente inesperado».
El equipo de Pratt recolectó aerosoles entre agosto y septiembre de 2015 en Utqia?vik, el punto más al norte de Alaska. Para ello, utilizaron lo que se denomina un impactador multietapa, un dispositivo que tiene varias etapas que recogen partículas según su tamaño. Posteriormente, Kirpes analizó estas partículas en el laboratorio de Ault utilizando técnicas de microscopía y espectroscopia que pueden examinar la composición y la fase de partículas de menos de 100 nanómetros de tamaño.
«Si retrocediéramos varias décadas cuando había hielo cerca de la costa, incluso en agosto y septiembre, no estaríamos observando estas partículas. Estamos observando las consecuencias de este clima que ya está cambiando», dijo Pratt. «Necesitamos capturar la realidad en modelos que simulen las nubes y la atmósfera, que son fundamentales para comprender el balance energético de la atmósfera del Ártico, para este lugar que está cambiando más rápido que cualquier otro».