Льодові кристали з небес: виявлено, як вулканічні виверження сприяють формуванню льоду у атмосфері (фотографії)

У свіжому дослідженні науковці застосували супутникові спостереження для вивчення процесу формування тонких хмар, що виникають внаслідок викиду величезних хмар попелу під час вулканічних вивержень.

Цю інформацію опубліковано в журналі Science Advances, як повідомляє Science Alert.

Вулкани мають значний вплив на процеси, що регулюють кліматичні умови нашої планети. Під час вивержень вони вивільняють різноманітні гази, такі як вуглекислий газ і діоксид сірки, які можуть як підвищувати, так і знижувати температурні показники. Крім того, вулканічний попіл і дрібний пил піднімаються в атмосферу, створюючи аерозолі, які сприяють формуванню хмар.

У Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал. Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших і найцікавіших новин з галузі науки!

Вчені вже тривалий час намагаються розібратися, яким чином аерозолі впливають на процеси формування хмар. У новому дослідженні, проведеному командою Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса, було встановлено, що частки вулканічного попелу можуть сприяти виникненню тонких пір'ястих хмар у атмосфері Землі, слугуючи ядром, до якого прилипають кристали льоду. Цей явище відоме як "зародкоутворення льоду".

Згідно з інформацією, наданою співавтором дослідження, вченим-атмосферником Лінь Лінь, їхня робота разом з колегами заповнює важливу прогалину в знаннях про вплив вулканічних вивержень на формування хмар. Дослідження продемонструвало, що частинки вулканічного попелу можуть слугувати ядрами для утворення крижаних хмар, сприяючи процесу кристалізації льоду.

Відомо, що хмари відіграють важливу роль у регулюванні клімату та енергетичного балансу планети. Вони покривають близько 70% поверхні в будь-який момент часу, відбивають сонячне світло і поглинають тепло, а також є невіддільним аспектом колообігу води на Землі. Саме тому нам необхідно краще розуміти утворення хмар, а також вплив аерозолів.

Нове дослідження вчених ґрунтується на 10-річних даних місій NASA CloudSat і Cloud-Aerosol Lidar і Infrared Pathfinder Satellite (CALIPSO). Перша місія досліджує внутрішню частину хмар, намагаючись визначити, як відбуваються тропічні циклони й зміни клімату; друга місія відстежує роль хмар і аерозолів у регулюванні погоди, клімату і якості повітря.

Дослідження показують, що властивості перистих хмар зазнають послідовних змін після трьох вулканічних активностей. У районах, де відбувалися виверження з великим вмістом попелу, вчені зафіксували збільшення частоти цих висотних хмар, що переважно складаються з льоду. Незважаючи на те, що в таких хмарах було помічено значно меншу кількість крижаних кристалів у порівнянні з тими, що спостерігалися в інші періоди, кристали виявилися більшими. Водночас, під час вивержень, де вміст попелу був низьким, нічого подібного не було зафіксовано.

За словами Лінь, на початку дослідження вони з колегами очікували, що хмари, зачеплені вулканічними виверженнями, відрізнятимуться від природних хмар, але не так, як ми в кінцевому підсумку виявили. Вчені також очікували, що вулканічні аерозолі призведуть до збільшення кількості крижаних кристалів у хмарах. На подив команди, дані показали зворотне.

Спочатку команда очікувала, що лід формуватиметься рівномірно в процесі, за якого вода мимовільно конденсується з дуже холодних крапель води. Замість цього вони спостерігали, як вода збиралася на аерозолях попелу до того, як вони стали досить холодними, щоб мимовільно замерзнути, утворюючи більші шматки льоду.

Раніше Фокус писав про те, що "приховані бомби" в надрах Землі вибухають без попередження: тепер ми знаємо чому.