В ходе удивительного открытия выяснилось, что аммиак, выделяемый из гуано миллионов пингвинов в Антарктиде, может помочь смягчить нагрев континента из-за изменения климата.
Исследователи обнаружили, что это вещество способствует образованию аэрозолей, которые служат ядрами конденсации для облаков! Это означает, что сокращение популяции пингвинов может ещё больше ускорить изменение климата.
Пингвины и их влияние на климат
Пингвины обитают только в Южном полушарии, и сорок миллионов этих выносливых птиц живут в Антарктиде и вокруг неё. Два вида, императорский и Адели, обитают на континенте, в то время как другие, такие как папуанский, генту и макарони, используют Антарктический полуостров только для размножения. Как говорится в Британской антарктической службе: «Настоящее жилище всех пингвинов — это более прохладные воды Южного полушария».
Эти птицы питаются богатой белком рыбой, кальмарами и крилем, которые в конечном итоге превращаются в гуано (пингвиньи экскременты), когда они возвращаются на берег. Колонии пингвинов могут вмещать миллион и более размножающихся пар. Это значит, что образуется много гуано и выделяется большое количество азота, когда оно начинает разлагаться.
Исследование в Антарктиде
Атмосферный учёный и аспирант Хельсинкского университета Мэтью Бойер и его коллеги измеряли концентрацию аммиака в воздухе на Антарктическом полуострове с января по март 2023 года рядом с колонией из 60 000 пингвинов Адели возле базы Марибио, аргентинской исследовательской станции на острове Марибио. Концентрации аммиака в 8 км от колонии составляли более 13,5 частей на миллиард, что более чем в 1000 раз превышало базовое значение, говорит Бойер.
Даже когда пингвины покинули лежбище в конце февраля, концентрация аммиака была в 100 раз выше базовой, поскольку оставшееся гуано всё ещё выделяло газ. «Я думал, что концентрация аммиака уменьшится быстрее, когда пингвины покинут это место», — говорит Бойер.
Концентрации частиц, образующих облака, также резко возросли, когда ветер дул со стороны лежбища, иногда создавая, предположительно зловонный, туман над местом исследования.
Взаимодействие с морским фитопланктоном
Бойер говорит, что реакция аммиака с соединением серы — диметилсульфидом (ДМС), выделяемым фитопланктоном, — образует аэрозоли. Эти шлейфы частиц действуют как поверхности, на которых может конденсироваться влага, образуя облака. Больше облаков означает, что больше солнечного света отражается, и нагрев снижается.
Морской фитопланктон ДМС придаёт морю его запах и хорошо известен своей ролью в образовании облаков. «Пингвины и фитопланктон играют синергетическую роль в образовании частиц в атмосфере», — говорит Бойл.
Хотя газообразный аммиак не задерживается в атмосфере надолго, по словам Бойера, от нескольких часов до суток, частицы могут сохраняться несколько дней. В это время они могут переноситься над частями Южного океана и Антарктическим континентом, влияя на образование облаков на большей площади, говорит он. Это может быть особенно важно внутри материка, где не так много других аэрозолей.
Угроза для пингвинов и изменение климата
Потеря морского льда в Антарктике уже угрожает среде обитания, источникам пищи и размножению большинства видов пингвинов, что приводит к сокращению их популяции. Некоторые виды могут исчезнуть к концу XXI века, говорит Бойер, добавляя, что такие потери могут вызвать дальнейшее потепление летом из-за сокращения облачного покрова, вызванного нехваткой аэрозолей.
Всё это усложняет антарктическую атмосферную науку. По сути, говорит Бойер, антарктическая атмосфера зависит от взаимодействия между морским льдом, метаболизмом фитопланктона и популяциями птиц, — все эти факторы меняются способами, которые не до конца понятны.
«Есть связи между событиями на нашей планете, которых мы просто не ожидаем», — сказал Бойер в интервью Washington Post.
Статья опубликована в журнале Nature Communications Earth and Environment.