Tundra perto da vila de Ny-Ålesund no verão de 2019 com o Observatório Zeppelin ao fundo (lado esquerdo, envolto em nuvens). A tundra é potencialmente uma importante fonte de bioaerossóis no Ártico. Crédito: Gabriel Freitas
Uma equipa internacional de cientistas da Suécia, Noruega, Japão e Suíça apresentou resultados de investigação que revelam um papel crucial das partículas biológicas, incluindo pólen, esporos e bactérias, na formação de gelo nas nuvens do Ártico. Essas descobertas, publicadas hoje em Comunicações da Naturezatêm implicações de longo alcance para a ciência climática e para a nossa compreensão das rápidas mudanças climáticas do Ártico.
A investigação, cujos resultados revelaram a ligação entre as partículas biológicas e a formação de gelo nas nuvens do Ártico, foi conduzida ao longo de vários anos no Observatório Zeppelin, situado no remoto arquipélago norueguês de Svalbard, Noruega, no Alto Ártico.
Gabriel Freitas, autor principal e estudante de doutoramento na Universidade de Estocolmo, detalhou a sua abordagem inovadora: “Identificamos e contamos individualmente estas partículas biológicas utilizando uma técnica óptica sensível dependente da dispersão da luz e da fluorescência induzida por UV. Esta precisão é essencial à medida que navegamos pelo desafio de detectar estas partículas em concentrações minúsculas, semelhante a encontrar uma agulha num palheiro.”
Álcoois de açúcar e esporos de fungos
O estudo investigou a dinâmica sazonal das partículas biológicas, estabelecendo correlações com variáveis como cobertura de neve, temperatura e parâmetros meteorológicos. Além disso, a presença de partículas biológicas foi confirmada através de diversas metodologias, incluindo microscopia eletrônica e detecção de substâncias específicas, como os compostos de álcool de açúcar arabitol e manitol.
Gabriel Freitas, autor principal da pesquisa e aluno de doutorado na Universidade de Estocolmo. Crédito: Paul Zieger
Karl Espen Yttri, cientista sénior do Instituto de Investigação Climática e Ambiental NILU e coautor do estudo, sublinhou que: “Embora o arabitol e o manitol estejam presentes em vários microrganismos, a sua presença no ar está relacionada com esporos de fungos e pode originar tanto de fontes locais como de transporte atmosférico de longo alcance.”
Compreendendo a Nucleação do Gelo
A quantificação de partículas nucleantes de gelo e a compreensão de suas propriedades provaram ser um desafio complicado. Os pesquisadores empregaram dois métodos distintos, envolvendo a coleta de partículas em filtros durante uma semana, seguida de rigorosas análises laboratoriais.
Yutaka Tobo, professor associado do Instituto Nacional de Pesquisa Polar do Japão e coautor do estudo, descreveu sua estratégia: “Nosso método pode quantificar a capacidade de nucleação de gelo de partículas de aerossol imersas em gotículas de água a temperaturas que variam de 0°C ( 32°F) até cerca de -30°C (-22°F), revelando assim a concentração de partículas nucleantes de gelo ambiente ativas nas nuvens de baixo nível do Ártico.”
Franz Conen, pesquisador da Universidade de Basel, Suíça, acrescentou: “Ao submeter os filtros a aquecimento adicional a 95°C (203°F), poderíamos identificar o componente proteico das partículas de nucleação de gelo, lançando luz sobre seu potencial biológico. origem. Nossas descobertas estabelecem inequivocamente a prevalência de partículas biológicas que contribuem para a nucleação do gelo no Observatório Zeppelin.”
Paul Zieger, professor associado da Universidade de Estocolmo e coautor da pesquisa. Crédito: Stella Papadopoulou
Implicações para a ciência climática
Paul Zieger, professor associado da Universidade de Estocolmo e coautor, enfatizou a importante implicação destas descobertas para a ciência climática: “Esta pesquisa oferece insights críticos sobre a origem e as propriedades das partículas biológicas e de nucleação de gelo no Ártico que poderiam permitir aos desenvolvedores de modelos climáticos para melhorar a representação das interações aerossol-nuvem em modelos e reduzir as incertezas relacionadas às estimativas de forçamento radiativo antropogênico.”
Aumentos nas áreas de oceano aberto e na tundra sem neve, ambas fontes de partículas biológicas no Ártico, são esperados nas próximas décadas. Portanto, obter uma compreensão mais profunda da relação entre estas partículas e nuvens pode fornecer informações valiosas sobre as transformações atuais e futuras que ocorrem no Ártico.
