Некоторые пыльцы выделяют сильнодействующие соединения, образующие кристаллы льда
Пчелы и их нектаролюбивые друзья - не единственные средства переноса пыльцы на большие расстояния. Молекулы воды захватывают развеянную ветром пыльцу и уносят ее в облака, где они могут стать семенами, на которых образуются кристаллы льда. Эти крошечные кусочки растительной ткани могут повышать температуру, при которой вода в облаках замерзает, до 18 градусов по Цельсию, как показывает новое исследование, увеличивая отражательную способность облаков и вероятность того, что капли станут достаточно тяжелыми для дождя.
Это образование ледяных кристаллов, называемое зародышеобразованием, стало возможным не благодаря самой пыльце, а благодаря растворимым в воде химическим веществам на поверхности некоторых пыльц. Австрия и Германия сообщают онлайн 5 октября в обсуждении химии и физики атмосферы.
Исследователям давно известно, что пыльцевые зерна могут достигать некоторых облаков. Но эти носители мужских половых клеток - растительного эквивалента спермы - относительно большие и тяжелые, отмечает микробиолог Брент Кристнер из Университета штата Луизиана в Батон-Руж. Очень немногие ученые подозревали, что достаточное количество пыльцы может достичь облаков, чтобы сыграть важную роль в химии облаков.
Но картина меняется, если активным агентом пыльцы является наноразмерная молекула, которую можно смыть и поднять на большие высоты, говорит Кристнер.«Тогда потенциально пыльца может играть большую роль», особенно если зародышеобразующие молекулы обладают почти такой же силой, что и некоторые бактерии, что является золотым стандартом для природных агентов для засева льда.
Новое исследование было вызвано интересом к тому, как биологическое стимулирование образования льда может повлиять на способность облаков фильтровать свет и, в конечном итоге, повлиять на климат, объясняет соавтор Хинрих Гроте, физический химик из Венского университета. технологии. Он объясняет, что по мере образования льда облака становятся более отражающими, что приводит к охлаждению атмосферы и поверхности. Когда их влага выпадает, облака истончаются, позволяя большему количеству согревающего солнечного света достигать поверхности Земли.
Немецкая группа сообщила почти десятилетие назад, что пыльца в целом является слабым зародышем кристаллизации льда. Гроте решил проверить способность пыльцы 15 различных типов, включая сосны и другие деревья, а также кустарники, травы и травы, стимулировать образование льда. В их экспериментальных условиях только дистиллированная вода замерзала примерно при -36°. Добавление пыльцы кукурузы или амброзии не давало эффекта, но пыльца крапивы двудомной, ивы или лещины позволяла воде замерзать при температуре от -24° до -25°. А пыльца березы, сосны и одного вида можжевельника допускала замерзание при -21° до -18°.
На изменения температуры в значительной степени не повлияло удаление самой пыльцы, что позволяет предположить, что некоторые оставшиеся поверхностные молекулы ответственны за изменение точки замерзания. Гроте и его команда подтвердили, что загадочные молекулы не являются белками, но все еще изучают их истинную сущность.
Новое исследование вносит свой вклад в растущий объем данных, показывающих, что биологические объекты «могут оказывать важное и часто неожиданное влияние на погоду», - говорит микробиолог Ноа Фиерер из Колорадского университета в Боулдере.
«Это увлекательная работа, которая, я уверен, вызовет широкий интерес», - добавляет ученый-атмосферник Пол ДеМотт из Университета штата Колорадо в Форт-Коллинзе. Хотя в новом отчете не подтверждается влияние пыльцы на высотные облака, по его словам, «он предполагает ранее неизвестный и, возможно, важный путь биологического воздействия на атмосферу».