De nouvelles recherches révèlent que les courants et les tempêtes de l'océan Arctique déplacent les bactéries des proliférations d'algues marines dans l'atmosphère où les particules aident à la formation des nuages. Ces particules, qui sont d'origine biologique, peut affecter les conditions météorologiques dans le monde entier, selon la nouvelle étude de la revue AGU Lettres de recherche géophysique .

Les particules en suspension dans l'air appelées aérosols peuvent parfois accélérer la formation de cristaux de glace dans les nuages, ayant un impact sur le climat et les conditions météorologiques. De telles particules de nucléation de glace comprennent la poussière, fumée, pollen, champignons et bactéries. Des recherches antérieures avaient montré que des bactéries marines semaient des nuages ​​dans l'Arctique, mais comment ils sont passés de l'océan aux nuages ​​était un mystère.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont prélevé des échantillons d'eau et d'air dans le détroit de Béring, et testé les échantillons pour la présence de particules de nucléation de glace biologique. Les bactéries normalement trouvées près du fond marin étaient présentes dans l'air au-dessus de la surface de l'océan, suggérant que les courants océaniques et les turbulences contribuent à rendre les bactéries aéroportées.

Les courants océaniques et les systèmes météorologiques ont amené des bactéries se nourrissant des proliférations d'algues dans les embruns au-dessus de la surface de l'océan, aider à semer des nuages ​​dans l'atmosphère, selon la nouvelle recherche.

"Ces types spéciaux d'aérosols peuvent en fait " semer " des nuages, un peu similaire à la façon dont une graine ferait pousser une plante. Certaines de ces graines sont vraiment efficaces pour former des cristaux de glace nuageuse, " dit Jessie Creamean, un scientifique de l'atmosphère à la Colorado State University à Fort Collins, Colorado, et auteur principal de la nouvelle étude.

Comprendre comment les nuages ​​sont ensemencés peut aider les scientifiques à comprendre les conditions météorologiques de l'Arctique.

Les gouttelettes d'eau pure dans les nuages ​​ne gèlent pas avant environ moins 40 degrés Celsius (moins 40 degrés Fahrenheit). Ils sont surfondus en dessous de leur point de congélation mais toujours liquides. Les aérosols élèvent la température de congélation de base dans les nuages ​​​​surfondus à moins cinq degrés Celsius (23 degrés Fahrenheit), en fournissant une surface sur laquelle l'eau peut cristalliser, et créer des nuages ​​​​mélangés de gouttelettes et de cristaux de glace surfondus. Les nuages ​​mixtes sont le type de nuages ​​le plus courant sur la planète et le meilleur pour produire de la pluie ou de la neige.

" Graines de nuages, " comme les bactéries présentes dans les proliférations d'algues, peut créer plus de nuages ​​avec des quantités variables de glace et d'eau. Une augmentation des nuages ​​peut affecter la quantité de chaleur piégée dans l'atmosphère, qui peut influencer le climat. La composition des nuages ​​peut affecter le cycle de l'eau de l'Arctique, changer la quantité de pluie et de neige produite. L'augmentation du nombre de nuages ​​et la modification de la composition des nuages ​​arctiques affectent également les systèmes météorologiques nordiques, affectant potentiellement les tendances météorologiques dans le monde entier, les auteurs de la nouvelle étude ont déclaré.

Sans particules de nucléation de glace, les précipitations provenant des nuages ​​sont moins susceptibles de se produire, Heike Wex, un scientifique de l'atmosphère à l'Institut Leibniz pour la recherche troposphérique à Leipzig, Allemagne, non affilié à la nouvelle étude a expliqué.

De l'océan à l'atmosphère

Pour apprendre comment les "graines de nuages" biologiques voyagent des profondeurs océaniques vers l'atmosphère, Creamean et ses collègues ont prélevé des échantillons à 8 mètres (26 pieds) sous la surface de l'eau et des échantillons d'air à environ 20 mètres (66 pieds) au-dessus de la surface de l'eau dans le détroit de Béring lors d'une prolifération d'algues.

Les efflorescences d'algues sont une forte augmentation des micro-organismes photosynthétiques ressemblant à des plantes que de nombreux animaux marins mangent, y compris certains types de bactéries. Les chercheurs ont découvert des bactéries connues pour ensemencer des nuages ​​​​au fond d'une prolifération de phytoplancton dans le détroit de Béring, mais pas dans l'air ambiant. Les scientifiques ont trouvé la même bactérie à environ 250 kilomètres (155,3 miles) au nord-ouest de la floraison, suggérant qu'un fort courant a transporté les bactéries vers un nouvel endroit. Les bactéries étaient également dans l'air au-dessus de l'eau. Une tempête a ramené les bactéries des profondeurs de l'océan à la surface, transportant les "graines de nuages" bactériennes dans l'air sous forme de gouttelettes d'eau.

"Ce qui existait au fond de l'océan remontait jusqu'aux eaux de surface, " dit Creamean.

Comme les scientifiques n'ont pu prélever des échantillons qu'à 20 mètres (66 pieds) de hauteur, ils ne savent pas encore comment les particules de nucléation de la glace montent jusqu'à l'altitude des nuages, qui commence en moyenne à 1,9 kilomètre (1,2 mille) au-dessus de la surface.

Les régions polaires subissent un réchauffement rapide dû au changement climatique. Le réchauffement accéléré de l'Arctique pourrait provoquer plus de proliférations d'algues ainsi qu'un plus grand nombre de bactéries du type de celles qui ensemencent les nuages, à son tour affectant davantage ses systèmes météorologiques, selon les auteurs.

"C'est une pièce du puzzle sur la façon dont ces nuages ​​se forment dans l'Arctique et ont potentiellement un impact sur les conditions météorologiques dans le monde entier, " dit Creamean.