Internationale wetenschappers hebben ontdekt dat het smelten van zeeijs in het Noordpoolgebied leidt tot een snelle toename van wolkenvormende deeltjes in de atmosfeer. Onderzoekers onder leiding van de Britse Universiteit van Birmingham stelden vast dat chemische stoffen uit de oceaan en mariene algen bij de ijsranden onder invloed van zonlicht combineren. Hierdoor ontstaat een natuurlijk proces dat op zonnige dagen tot wel vijftig keer meer deeltjes produceert die wolken kunnen vormen. De bevindingen, gebaseerd op een expeditie in 2022 rond Groenland en de Straat Davis, zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Geoscience.
- Een chemische reactie tussen jodium, zwavel en organische stoffen bij smeltend poolijs veroorzaakt een snelle aanwas van wolkenkiemdeeltjes.
- Tijdens metingen steeg het aantal bruikbare deeltjes binnen één dag van ongeveer 50 naar 1500 per kubieke centimeter.
- Het mechanisme was eerder alleen aangetoond in het laboratorium van CERN, maar is nu voor het eerst in de natuur waargenomen.
- Klimaat onderzoekers verwerken de ontdekking in computersimulaties om toekomstige opwarming nauwkeuriger te voorspellen.
Een chemische kettingreactie aan de ijsrand
Tijdens een expeditie met het onderzoeksschip Royal Research Ship Discovery in het voorjaar en de zomer van 2022 analyseerde het onderzoeksteam, met partners uit China en Spanje, de chemische samenstelling van de lucht rond Groenland. In de zogeheten randijs-zone — de smalle strook waar open oceaanwater en smeltend ijs elkaar ontmoeten — bleek op meer dan 80 procent van de zonnige dagen een intensieve vorming van nieuwe zwevende deeltjes op te treden.
Het proces wordt aangedreven door een combinatie van jodiumverbindingen uit het water en ijs, dimethylsulfide afkomstig van algen en mariene planten, en natuurlijke organische stoffen. Onder invloed van zonlicht transformeren deze stoffen tot nieuwe atmosferische moleculen, waaronder recent geïdentificeerde jodiumhoudende geoxygeneerde organische moleculen (I-OOMs).
In de randijs-zone zagen de onderzoekers het aantal deeltjes dat groot genoeg is om wolkendruppels te vormen binnen een etmaal toenemen van circa 50 naar 1500 per kubieke centimeter.
Dit levert het eerste bewijs in de buitenlucht voor een chemisch proces dat tot dusver alleen gecontroleerd was waargenomen in de CLOUD-experimentenkamer van het CERN-instituut.
Gevolgen voor klimaatmodellen en opwarming
Wolken spelen een sleutelrol in de stralingsbalans van de aarde: ze kunnen zonlicht weerkaatsen naar de ruimte en zo voor afkoeling zorgen, maar tegelijkertijd warmte vasthouden boven de oceaan. Het Noordpoolgebied is de afgelopen veertig jaar meer dan drie keer zo snel opgewarmd als het wereldwijde gemiddelde. Naarmate het ijs verder terugtrekt, wordt de productieve zone langs de ijsrand groter, wat leidt tot een hogere productie van deze deeltjes.
Omdat dit natuurlijke proces tot nu toe ontbrak in wereldwijde klimaatmodellen, werd de invloed ervan op de Arctische regio nog niet meegenomen in toekomstige scenario’s.
Volgens hoogleraar Zongbo Shi en onderzoeker James Brean helpt het inzichtelijk maken van deze reacties om de wisselwerking tussen de opwarmende Noordpool en het wereldwijde klimaat beter te begrijpen. Het team werkt momenteel aan het inbouwen van de nieuwe chemische mechanismen in klimaatcomputersimulaties.
Denkt u dat verfijnde klimaatmodellen zullen bijdragen aan een doeltreffender internationaal klimaatbeleid? Laat uw mening achter in de reacties.
