El Ártico está perdiendo hielo marino rápidamente, y menos hielo significa más aguas abiertas, y más aguas abiertas significa más emisiones de gases y aerosoles del océano al aire, lo que hace que la atmósfera sea más cálida y nublada.

Cuando los investigadores del laboratorio de la científica de aerosoles de la Universidad de Michigan, Kerri Pratt, recolectaban aerosoles de la atmósfera del Ártico en el verano de 2015, la entonces estudiante de doctorado Rachel Kirpes descubrió algo extraño: las partículas de sulfato de amonio en aerosol no se veían como los típicos aerosoles líquidos.

Trabajando con el científico de aerosoles Andrew Ault, Kirpes descubrió que las partículas de sulfato de amonio que deberían haber sido líquidas eran en realidad sólidas. Los resultados del equipo serán publicados en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Los aerosoles sólidos pueden alterar la formación de nubes en el Ártico. Y a medida que el Ártico pierde hielo, los investigadores esperan ver más de estas partículas únicas, formadas a partir de emisiones oceánicas combinadas con amoníaco de las aves, lo que afectará la formación de nubes y el clima. Además, comprender las propiedades de los aerosoles en la atmósfera es crucial para mejorar la capacidad de los modelos climáticos para predecir los climas actuales y futuros en el Ártico y más allá.

“El Ártico se está calentando más rápido que cualquier otro lugar del mundo. A medida que tengamos más emisiones de aguas abiertas a la atmósfera, este tipo de partículas podrían volverse más importantes», dijo Pratt, profesor asociado de química y ciencias ambientales y de la tierra. “Este tipo de observaciones son tan críticas porque tenemos muy pocas observaciones para siquiera evaluar la precisión de los modelos de la atmósfera del Ártico.

“Con tan pocas observaciones, a veces te llevas sorpresas cuando haces mediciones. Estas partículas no se parecían a nada que hayamos visto en la literatura, en el Ártico o en cualquier otro lugar del mundo”.

Los aerosoles observados en el estudio tenían un tamaño de hasta 400 nanómetros, unas 300 veces más pequeños que el diámetro de un cabello humano. Ault, profesor asociado de química, dice que generalmente se supone que los aerosoles en el Ártico son líquidos.

Una vez que la humedad relativa de la atmósfera alcanza el 80%, aproximadamente el nivel de un día bochornoso, la partícula se vuelve líquida. Cuando vuelve a secar el aerosol, no se vuelve sólido hasta que la humedad relativa es de aproximadamente 35% a 40%. Dado que el aire sobre el Océano Ártico, o cualquier océano, es húmedo, los investigadores esperan aerosoles líquidos.

«Pero lo que hemos visto es un fenómeno bastante nuevo en el que una pequeña partícula choca con nuestras gotas cuando está por debajo del 80 % de humedad pero por encima del 40 % de humedad. Esencialmente, esto proporciona una superficie para que el aerosol se solidifique y se solidifique a una proporción de humedad más alta de lo que podría haber esperado», dijo Alt.

“Estas partículas se parecían mucho más a una canica que a una gota. Esto es realmente importante, especialmente en una región donde no se han tomado muchas medidas, ya que estas partículas pueden eventualmente actuar como núcleos de nubes o desencadenar reacciones en ellas».

Además, dicen los investigadores, el tamaño, la composición y la fase de los aerosoles atmosféricos influyen en el cambio climático a través de la absorción de agua y la formación de nubes.

«Es nuestro trabajo continuar ayudando a los modeladores a refinar sus modelos», dijo Ault. «No es que los modelos estén equivocados, pero siempre necesitan nueva información a medida que cambian los eventos en el terreno, y lo que vimos fue algo completamente inesperado».

El equipo de Pratt recolectó aerosoles entre agosto y septiembre de 2015 en Utqia?vik, el punto más septentrional de Alaska. Para ello, utilizaron el denominado impactador multietapa, un dispositivo con varias etapas que recoge partículas según su tamaño. Posteriormente, Kirpes analizó estas partículas en el laboratorio de Ault utilizando técnicas de microscopía y espectroscopia que pueden estudiar la composición y la fase de partículas de tamaño inferior a 100 nanómetros.

«Si retrocediéramos varias décadas cuando había hielo cerca de la costa, incluso en agosto y septiembre, no veríamos estas partículas. Estamos observando las consecuencias de este clima ya cambiante», dijo Pratt. «Necesitamos capturar la realidad en modelos que simulen las nubes y la atmósfera, que son fundamentales para comprender el equilibrio energético de la atmósfera del Ártico, para este lugar que está cambiando más rápido que cualquier otro».

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