Így szólnak bele a baktériumok és a mikroműanyagok az időjárásba

A felhők kialakulásához a vízen túl szükség van kondenzációs magokra is, olyan mikroszkopikus szemcsékre, amelyekre a víz kicsapódhat, kifagyhat. Ezek a a tengerből a légkörbe jutó sótól kezdve a kénes vulkáni gázokon át a spórákig, baktériumokig rengeteg különféle anyagot jelenthetnek. A biológiai eredetű szemcsék különösen abban a folyamatban fontosak, amelyben a felhőképződés során jégszemcsék jönnek létre. Főként amiatt, hogy esetükben már relatíve magasabb hőmérsékleten is beindul a szemcséken a jég kifagyása.

A Virginiai Műszaki Egyetem (Virginia Tech) kutatói ez utóbbi folyamatot vizsgálták meg – mégpedig a mikroműanyagokon lévő baktériumok hatását. Az Environmental Science & Technology  folyóiratban számoltak be az eredményeikről.

A kutatók laborkísérleteket végeztek baktériumok borította mikroműanyagokkal, és arra jutottak, hogy így már 6,5 Celsius-fokkal magasabb hőmérsékleten beindulhatott a jégképződés. Ez felhőfizikai szempontból hatalmas ugrásnak számít, jelentősen beleszólhat így a mikroműanyag a felhőképződésbe.

A mikroműanyagokat eddig passzív szennyező anyagoknak gondoltuk, ám a vizsgálataink azt mutatták, hogy átalakíthatják a légkörben működő természetes folyamatokat

– mondta Carrie Carpenter, a kutatás vezetője.

A kutatók a laborkísérletek során a természetes folyamatokat utánozták: különféle méretű polietilén és polisztirol mikroműanyag szemcséket helyeztek ellenőrzött környezetbe. Ezt követően hagyták, hogy a természetesen elődforduló baktériumok (Pseudomonas syringae – ez a jégképződésből ismert baktérium) rárakódjanak és növekedjenek rajtuk.

A baktériumok néhány nap alatt leheletvékony biofilm réteget alkottak a szemcsék felületén. Ezt követően azt mérték meg, hogy milyen hamar kezd el megfagyni az a mikroszkopikus vízcseppecske, amelyben efféle mikroműanyag szemcse volt.

Biofilm nélkül a szemcsékre -21 / -24 Celsius-fokon fagyott ki a víz, biofilmmel viszont már -15 / -17 Celsius-fokon. Ez azt jelenti, hogy a légkörben lévő mikroműanyag akkor válik igazán érdekessé, ha rajta a baktériumok is megtelepedhetnek. A vizsgálatok ráadásul arra is rámutattak, hogy bár a baktérium önmagában is elősegíti a jégképződést, ezt sokkal hatékonyabban teszi, ha a mikroműanyagon ki tud rakódni.

A kutatók szerint ennek az is az oka, hogy így a sok baktériumsejt egyszerűen a kifagyáshoz alkalmasabb felületet teremt, mivel a műanyagon stresszelt körülmények közepette élhetnek csak. A stressz, például a kevés tápanyag elvezet ahhoz, hogy a baktérium sejtfelszínét olyan fehérjék borítják be, amelyek kémiailag elősegítik a kifagyást.

A felhőkben lejátszódó jégképződésnek nemcsak a kihullható csapadékra van hatása, de arra is, hogy mennyi napfényt képes a felhő visszaverni. Ez pedig azt is jelenti, hogy a mikroműanyagok hatással lehetnek a helyi csapadékviszonyokra és az albedóra is. A feltárt összefüggéseket az időjárási- és klímamodellekbe is érdemes lesz mielőbb beleszámolni.