Pingviininkakka voi vaikuttaa merkittävästi Antarktiksen ilmastoon

Suurten pingviiniyhdyskuntien läheisyydessä Antarktiksen rannikolla ilmakehän ammoniakkipitoisuudet ovat huomattavasti korkeampia kuin avomerellä, kertovat Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskuksen johtaman kansainvälisen tutkijaryhmän havainnot.

Yhdessä merten kasviplanktonin tuottamien rikkiyhdisteiden kanssa tämä ammoniakki sekä pingviinikolonioista myös ilmaan päätyvä dimetyyliamiini kiihdyttävät uusien aerosolihiukkasten eli ilmakehän pienhiukkasten muodostumista. Uusia pienhiukkasia muodostuu ilmakehään kaasumaisista yhdisteistä, joita voi erittyä esimerkiksi kasvillisuudesta, meristä ja ihmisen toiminnasta. Ilmakehän pienhiukkaset toimivat pilvien tiivistymisytiminä ja vaikuttavat alueellisesti pilvisyyteen, sääoloihin ja lopulta ilmastoon. 

Tutkimus osoittaa, että pingviinien ulosteista haihtuvat ammoniakki- ja dimetyyliamiinihöyryt voivat lisätä hiukkasten muodostumisnopeutta jopa 10 000-kertaiseksi verrattuna ympäristöön, jossa näitä yhdisteitä ei ole.

–  Eteläisellä jäämerellä ja Antarktiksella ilmastoon vaikuttaa huomattavasti se, millaisella nopeudella uusia hiukkasia muodostuu. Näillä pitkälti koskemattomilla seuduilla muut hiukkaspitoisuudet ovat tyypillisesti alhaisia, kun niitä vertaa alueisiin, joilla on ihmisen toimintaa tai maakasvillisuutta, kuten metsiä. Näin jopa yksittäiset eläinlajit, kuten tässä tapauksessa jääpingviinit, voivat nousta merkittäväksi ilmastoa muokkaavaksi tekijäksi, sanoo projektin päätutkija Matthew Boyer Ilmakehätieteiden keskuksesta.

Antarktiksen ekosysteemin ja ilmakehän väliset vuorovaikutukset ovat erityisen merkittäviä ilmastonmuutoksen näkökulmasta, sillä alueen ympäristöolot muuttuvat nopeasti. Esimerkiksi merijään määrä pienenee, ja jäästä riippuvaisia lajeja uhkaa jopa sukupuutto. Näihin lajeihin kuuluu esimerkiksi toinen Etelämantereella elävä pingviinilaji keisaripingviini. Pingviinien katoaminen vaikuttaisi ammoniakkipitoisuuksiin ja edelleen ilmastoon.

Merkittävä rooli ilmaston muokkaajina

Tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että pingviineillä ja muilla merilinnuilla on merkittävä rooli ilmaston muokkaajina.  Tulokset osoittavat myös, että ekosysteemien muutoksilla, kuten pingviinikantojen tai merten planktonpitoisuuksien muutoksilla, voi olla pitkälle ulottuvia vaikutuksia ilmastoon.

Tutkijat mittasivat ammoniakkia, planktonperäisiä rikki- ja jodiyhdisteitä sekä pienhiukkasia ja pilvien tiivistymisytimiä Antarktiksen Marambion tutkimusasemalla. He havaitsivat, että ilman ammoniakkipitoisuudet olivat korkeimmat silloin, kun tuulet puhalsivat pingviiniyhdyskuntien suunnasta. Yhdessä rikkihapon kanssa ammoniakki synnytti uusia hiukkasia, jotka kasvoivat pilviä muodostaviksi tiivistymisytimiksi.

Tutkimus tuo uutta tietoa siitä, miten merkittävästi biologiset prosessit, kuten pingviiniyhdyskuntien jätökset, voivat vaikuttaa alueen ilmastoon ja sen muutoksiin.

– Pingviinit ovat merkittävä osa Antarktiksen ekosysteemin ja ilmakehän monimutkaista vuorovaikutusta. Nämä paikalliset ilmiöt voivat lopulta vaikuttaa koko maapallon ilmastoon. Ilmastoon vaikuttavia tekijöitä ja vuorovaikutuksia on tärkeää ymmärtää erityisesti nyt, kun Antarktiksen rannikot ja Eteläinen jäämeri muuttuvat nopeasti, sanoo tutkimusryhmän johtaja, professori Mikko Sipilä.

Kansainvälisenä yhteistyönä toteutettuun tutkimukseen osallistui Suomesta myös Ilmatieteen laitos. Tutkimus toteutettiin Suomen Akatemian ja Suomen Etelämanner-operaatioiden (FINNARP) tuella.

Tutkimus julkaistiin Communications Earth & Environment -lehdessä 22. toukokuuta.

Julkaisu:

Boyer, M., Quéléver, L. L. J., Brasseur, Z., McManus, B., Herndon, S., Agnese, M., Nelson, D., Roscioli, J., Weis, F., Sel, S., Marincovich, G. L., Quarin, F. J., Buchholz, A., Xavier, C., Perchivale, P. J., Kerminen, V. M., Kulmala, M., Petäjä, T., He, X., Sofieva-Rios, S., Timonen, H., Aurela, M., Barreira, L., Virkkula, A., Asmi, E., Worsnop, D., and Sipilä, M. (2025). Penguin guano is an important source of climate-relevant aerosol particles in Antarctica. Commun. Earth. Environ., 6, 368. https://doi.org/10.1038/s43247-025-02312-2

Yhteystiedot:

Matthew Boyer (englanniksi)
Väitöskirjatutkija
Ilmakehätieteiden keskus INAR, Helsingin yliopisto
matthew.boyer@helsinki.fi

Mikko Sipilä
Professori
Värriön tutkimusasema
Ilmakehätieteiden keskus INAR, Helsingin yliopisto
mikko.sipila@helsinki.fi
+358 40 709 3103