Wo auf der Erde ist die Luft am saubersten?

Wo ist denn die Luft auf der Erde am saubersten? Dieser Ort oder diese Region muss wahrscheinlich sehr weit weg sein von der nächsten Stadt, Flughafen oder sonstigen menschlichen Ansammlung. Die Professorin der Colorado State University, Sonia Kreidenweis, und ihre Forschungsgruppe identifizierten in der ersten Studie zur Messung der Bioaerosol-Zusammensetzung des Südlichen Ozeans (SO) eine atmosphärische Region, die durch Aktivitäten im Zusammenhang mit Menschen unverändert blieb.

Die Kreidenweis-Gruppe mit Sitz im Department of Atmospheric Science stellte fest, dass die Grenzschichtluft, die die tiefsten Wolken über dem Südpolarmeer speist, makellos ist, frei von Partikeln, sogenannten Aerosolen, die durch anthropogene Aktivitäten erzeugt oder vom Land transportiert werden. Ihre Ergebnisse werden in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.

Wetter und Klima sind komplexe Prozesse, die jeden Teil der Welt mit anderen Region verbinden. Da der Klimawandel recht schnell ist und durch menschliche Aktivitäten verursacht wird, ist es schwierig, einen Bereich oder Prozess auf der Erde zu finden, der nicht von Menschen berührt wurde.

Kreidenweis und sein Team vermuteten, dass die Luft direkt über dem abgelegenen Südpolarmeer rund um die Antarktis am wenigsten von Menschen und Staub von den Kontinenten beeinflusst wird. Daher wurde diese Regionen von ihnen ausgewählt und untersucht.

Sie haben dabei zahlreiche Messdaten ausgewertet und in der Tat festgestellt, dass diese Region eine der saubersten, wenn nicht sogar die sauberste Region der ganzen Erde sein muss. Dort gab es keine vom Menschen verursachten Partikel in der Luft. Weder wurden welche vor Ort erzeugt, noch konnten Wind und Wetter menschliche Partikel in diese Region verfrachten. Hier hat der Mensch bisher tatsächlich noch keine Finger im Spiel.

Die Proben wurden während der von der NSF finanzierten SOCRATES-Feldkampagne unter der Leitung des Wissenschaftlers und Co-Autors Paul DeMott gesammelt. Die Doktorandin Kathryn Moore analysierte die Luft in der marinen Grenzschicht, dem unteren Teil der Atmosphäre. Diese hat direkten Kontakt mit den Ozeanen.

Der Forscher und Erstautor Jun Uetake untersuchte die Zusammensetzung der vom Schiff gefangenen Mikroben in der Luft. Die Atmosphäre ist voll von diesen Mikroorganismen, die Hunderttausende von Kilometern vom Wind zerstreut werden.

Gefunden wurden nur Meeresbakterien

Mithilfe von DNA-Sequenzierung, Quellenverfolgung und Rückwärtstrajektorien stellte Uetake fest, dass die Ursprünge der Mikroben aus dem Meer stammten. Die Bakterienzusammensetzung unterschied sich auch in weiten Bereichen von dem, was der Mensch sonst so alles von sich gibt. Daraus konnte man schließen, dass der Mensche hier einen Einfluss hatte.

Diese Ergebnisse wirken allen anderen Untersuchungen der Ozeane in subtropischen Gebieten und der nördlichen Hemisphäre entgegen. Dort wurde festgestellt, dass die meisten Mikroben aus Kontinenten stammen und vom Wind hergeweht wurden. Pflanzen und Boden sind starke Partikelquellen, die das Einfrieren unterkühlter Wolkentröpfchen auslösen, die als Eiskeimbildungspartikel bekannt sind. Dieser Prozess verringert das Reflexionsvermögen von Wolken und erhöht den Niederschlag, erhöht die Menge an Sonnenlicht, die die Oberfläche erreicht, und verändert so das Strahlungsgleichgewicht der Erde.

Referenzen
Airborne bacteria confirm the pristine nature of the Southern Ocean boundary layer. Jun Uetake, Thomas C. J. Hill, Kathryn A. Moore, Paul J. DeMott, Alain Protat, and Sonia M. Kreidenweis. PNAS, June 1, 2020.