Når blir det regn? Det kan bakterier i atmosfæren kanskje være med på å bestemme. (Illustrasjonsfoto: Microstock)
Bakterier kan gi bedre værvarsler
Forskere har fått øyene opp for at bakterier i atmosfæren kan spille en viktig rolle for om det blir regn. Håpet er at oppdagelsen kan gjøre fremtidens værvarsler mer presise.
Fakta
Bakterier, soppsporer, støv og andre partikler kan virke som fortetningskjerner – såkalte aerosoler – som vanndamp i atmosfæren kan samle seg omkring, slik at det dannes dråper.
Dermed kan aerosolene spille en rolle for dannelsen av skyer.
I tillegg kan levende og døde bakterier som blir en del av vanndråper i skyene, trolig påvirke skyenes kjemiske sammensetning – og dermed også når det begynner å regne.
Forskere er i ferd med å undersøke hvor stor rolle bakterier i atmosfæren betyr for været og klimaet på jorden.
Kilder: Aktuel Naturvidenskab, Tina Santl-Temki
Slik oppstår regn
Først må det dannes skyer – men ikke alle skyer gir nedbør.
Nedbør fra skyene dannes ved flere prosesser.
På våre kjølige breddegrader er det som regel ved at det oppstår små iskrystaller i den øvre delen av skyen. Mer og mer vann samler seg omkring iskrystallene, og når vekten er stor nok, vil de begynne å falle gjennom skyen.
I tropene skjer nedbørsdannelsen ved at skydråpene støter sammen inne i skyene og vokser seg så store at de faller.
Bakterier lever ikke bare i tennene, på badet og i hagen. Selv høyt oppe i atmosfæren finnes de, og forskerne mener de kan spille en viktig rolle for når det begynner å drypper fra himmelen.
Flere og flere studier tyder på at bakterier i atmosfæren har innflytelse på dannelsen av nedbør, og forskerne håper på denne kunnskapen kan forbedre fremtidens værvarsler.
– Alle vet at værvarslene ikke alltid er presise. Men forhåpentligvis kan kunnskapen om bakterienes rolle i atmosfæren gjøre dem bedre i fremtiden, sier Tina Santl-Temkiv, som er postdoktor ved Stellar Astrophysics Center ved Aarhus Universitet.
Hun er hovedforfatter på en studie som nylig har funnet en rekke bakterier i regnvann og snø som er samlet nær inn Roskilde i Danmark.
Ukjent rolle
På Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) er forskere allerede i ferd med å undersøke om det er mulig å ta med kunnskap om bakterier i modellene de bruker.
– Det er mye usikkerhet om hvor mye bakterier det er der oppe, og hvilken effekt de eventuelt har. Vi har gjennomført forsøk hvor vi tar med effekten av bakterier i værmodellene. Det ser ut til at bakteriene faktisk har en effekt på mengden nedbør, sier Ulrik Smith Korsholm, som er seksjonsleder og forsker ved Danmarks Meteorologiske Institut (DMI).
Forskerne understreker at det fortsatt er mye de ikke vet om bakterienes rolle i atmosfæren.
– I de siste årene har det vært stor interesse for å forske på dette. Men det er fortsatt en veldig ny idé, og det er behov for mye forskning før det blir brukt til værvarselet på TV, sier Tina Santl-Temkiv.
Endrer frysepunkt
Teorien er at bakterier i atmosfæren påvirker når vanndråper i skyene fryser til is.
– For at det skal regne, må vannet i skyene normalt fryse til is først. Selv når det er sommer, er det kaldt høyt oppe i atmosfæren, og det blir dannet iskrystaller inne i skyene, forklarer Santl-Temkiv.
Når det er snakk om helt rent vann – slik det er når det fordamper – kan frysepunktet faktisk være under null grader.
– Hvis man avkjøler helt rent vann, fryser det faktisk først omkring minus 40. Men hvis det er støv eller andre små partikler i vannet, endres frysepunktet. Det samme gjelder hvis det er bakterier i vannet, sier Santl-Temkiv.
Får vannet til å fryse
Tidligere forskning har vist at når rent vann avkjøles langsomt, kan det under visse omstendigheter nå helt ned til minus 48 grader celsius før det fryser til is – med mindre det inneholder bakterier eller andre partikler.
«Bakterier har større effekt på frysepunktet enn støv og mineraler.»
– For 15 år siden trodde man det bare var mineraler og andre partikler som sørget for at skyene frøs og dannet regn. Nå ser vi at det dannes is selv om temperaturen ligger over minus ti. Det skyldes sannsynligvis bakterier, sier Santl-Temkiv og legger til at små sopper trolig virker på samme måte.
Samler inn regn
I den nye studien har Santl-Temkiv samlet inn prøver av snø og regn om lag 30 meter over bakken, i Roskilde i Danmark.
Det var viktig for forskerne at prøvene ikke ble forurenset med støv eller bakterier fra jorden, og for å sjekke metoden helte de også sterilisert vann i innsamlingsbøttene sine på samme sted. Hvis det steriliserte vannet senere viste seg å være fylt med bakterier eller støv, kunne det være tegn på forurensning.
– En vanndråpe som inneholder bakterier eller fragmenter av bakterier vil fryse til is ved høyere temperaturer. Det kan påvirke dannelsen av regn – og kanskje også klimaet generelt. Men det er fortsatt mye som gjenstår før vi vet nøyaktig hvilken effekt bakteriene har, sier Ulrik Smith Korsholm, DMI, som er medforfatter på den nye artikkelen.
Kan påvirke klimaet
Aksel Walløe Hansen, som er førsteamanuensis og meteorolog ved seksjon for klima- og geofysikk ved Niels Bohr-instituttet ved Københavns Universitet, er enig.
– Det er ikke så overraskende at de har funnet bakterier og organisk materiale i atmosfæren. Nå er neste skritt å studere hvordan det påvirker helheten. Vi vet fra mange andre sammenhenger at det ikke bare er fysikk som bestemmer hva som skjer på jorden – hele jordens utviklingshistorie er dominert av liv. Dermed passer det godt inn i bildet at bakterier i atmosfæren påvirker klimaet, sier Hansen, som ikke har vært involvert i den nye forskningen.
Referanser:
Tina Šantl-Temkiv m.fl.: Characterization of airborne ice-nucleation-active bacteria and bacterial fragments. Atmospheric Environment, 2015. doi:10.1016/j.atmosenv.2015.02.060. Sammendrag.
Emily B. Moore og Valeria Molinero: Structural transformation in supercooled water controls the crystallization rate of ice. Nature, 2011. doi:10.1038/nature10586. Sammendrag.
© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.
