Helsingin yliopisto

Ilmakehän jodi kiihdyttää pilvien muodostusta ja vaikuttaa ilmastoon

Jaa

Helsingin yliopiston tutkijat selvittivät, kuinka jodiyhdisteistä syntyy ilmakehän pienhiukkasia. Tulokset antavat lisäymmärrystä etenkin arktisten alueiden tulevaisuudesta.

Kaavakuva pilvien muodostumisesta jodipitoisista höyryistä arktisilla merialueilla. Kuva: Helen Cawley
Kaavakuva pilvien muodostumisesta jodipitoisista höyryistä arktisilla merialueilla. Kuva: Helen Cawley

Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa (CERN) Sveitsissä tehdyissä laboratoriokokeissa tarkasteltiin, miten ilmakehän pienhiukkasia muodostuu jodipitoisista höyryistä etenkin valtamerten rannikoilla sekä arktisilla merijään peittämillä alueilla. Tutkimus perustuu Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskuksen (INAR) tutkijoiden aiempiin Atlantilla, Grönlannissa ja Etelämantereella tehtyihin havaintoihin jodihiukkasten synnystä. Uudet tulokset julkaistaan Science-tiedelehdessä 5. helmikuuta 2021.

Ilmakehän pienhiukkaset eli aerosolihiukkaset vaikuttavat pilvien muodostumiseen ja ilmaston lämpenemisen mekanismeihin. Hiukkaset toimivat pilvien tiivistymisytiminä ja säätelevät pilvien ominaisuuksia, kuten auringonvalon heijastumista takaisin avaruuteen. Pilvet toimivat myös peittona, joka estää maapallon lämpösäteilyä karkaamasta ilmakehästä.

– Ilmakehän pienhiukkasten muodostumista ei vielä kattavasti ymmärretä. Maapallon pinta-alasta suurin osa on merten peitossa, ja siten merialueilla muodostuvilla pilvillä on suuri merkitys ilmaston säätelyssä, kertoo apulaisprofessori Mikko Sipilä Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskuksesta (INAR).

Tutkijat hyödynsivät CERNin hiukkaskiihdytintä selvittääkseen, miten avaruuden kosminen säteily vaikuttaa aerosolihiukkasten muodostumiseen jodipitoisista höyryistä niin maan pinnan tasolla kuin troposfäärin yläosaa vastaavissa olosuhteissa. Tutkijat mittasivat myös, mitä hiukkasmuodostukselle tapahtuu, jos kosmisen säteilyn vaikutus estetään kokonaan.

Jodihapolla suuri merkitys

Tutkimuksessa saatiin uutta tietoa jodiyhdisteiden merkityksestä ilmastolle. Jodipitoisia höyryjä muodostuu etenkin merialueilla muun muassa kasviplanktonin ja merilevien tuottamana. Ilmaan haihtuvat jodiyhdisteet hajoavat nopeasti vähäisenkin valon vaikutuksesta ja reagoivat ilmakehän otsonin kanssa, jolloin syntyy jodihappoa. Jodihappo puolestaan muodostaa nopeasti uusia pienhiukkasia. Erityisen nopeaa uusien jodihappohiukkasten muodostuminen on, jos kosminen säteily vaikuttaa hiukkasmuodostukseen.

Tutkimuksessa selvisi myös, että muodostuneet hiukkaset koostuvat lähes kokonaan jodihaposta. Jodihappo myös kasvattaa juuri syntyneet nanometrin kokoiset hiukkaset halkaisijaltaan noin satakertaisiksi pilviytimiksi. Yhtenä tuloksena havaittiin myös toisen jodipitoisen höyryn, jodihapokkeen, vaikuttavan merkittävästi hiukkasmuodostuksen alkuvaiheisiin. Jodin merkitys hiukkasmuodostuksessa on erityisen merkittävää sellaisilla alueilla, joilla kilpailevia kaasuja, kuten rikkihappoa, ammoniakkia ja orgaanisia yhdisteitä on vähän.

Ilmakehän jodipitoisuus kasvaa

Ilmastonmuutoksen tarkkaa ennustamista vaikeuttaa se, että ei tarkasti tiedetä, paljonko aerosolien ja pilvien määrä on kasvanut verrattuna esiteolliseen aikaan. Sitäkään ei tiedetä, paljonko aerosolien ja pilvien määrä muuttuu tulevaisuudessa, jos ihmisten aiheuttamat päästöt vähenevät. Se kuitenkin tiedetään, että ilmakehän jodipitoisuus on kasvanut kolminkertaiseksi 70 viime vuoden aikana.

– Ilmakehän jodipitoisuudet todennäköisesti kasvavat myös tulevaisuudessa, kun auringonvalo ja sen myötä planktonkukinnat lisääntyvät ohenevan merijään alla ja vapauttavat jään läpi lisää jodiyhdisteitä ilmakehään, Sipilä kertoo.

– Tästä saattaa seurata, että jodiyhdisteistä alkunsa saava pilvien muodostus voi yhä enemmän estää lämpöä haihtumasta avaruuteen, mikä vähentää merijään määrää entisestään arktisilla alueilla. Tutkimuksemme auttaa osaltaan ymmärtämään, miten rajussa muutoksessa oleva ilmakehän jodipitoisuus vaikuttaa hiukkasmuodostuksen prosessin kautta pilvipeitteen ominaisuuksiin ja sitä kautta lopulta ilmastoon.  

Julkaisu: He, X.-Ch., et al. Role of iodine oxoacids in atmospheric aerosol nucleation. Science, doi 10.1126/science.abe0298 (2021)

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Xu-Cheng He (kiina, englanti)
Tohtorikoulutettava, Ilmakehätieteiden keskus INAR
Helsingin yliopisto
xucheng.he@helsinki.fi
+358 29 415 0284

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

Kuvat

Kaavakuva pilvien muodostumisesta jodipitoisista höyryistä arktisilla merialueilla. Kuva: Helen Cawley
Kaavakuva pilvien muodostumisesta jodipitoisista höyryistä arktisilla merialueilla. Kuva: Helen Cawley
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 3
00014 Helsingin yliopisto

02941 911 (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa se on ollut toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Kasvitieteelliset puutarhat tarjosivat hengähdyspaikan koronavuonna2.3.2021 15:31:49 EETTiedote

Helsingin yliopiston Luonnontieteellisen keskusmuseon Luomuksen yleisökohteissa – Luonnontieteellisessä museossa ja kahdessa kasvitieteellisessä puutarhassa – vieraili vuoden 2020 aikana yhteensä noin 233 000 eri-ikäistä luonnon ystävää. Koronavuosi koetteli Luomusta, mikä näkyi kävijämäärien hiipumisena. Kumpulan ja Kaisaniemen kasvitieteellisten puutarhojen ulkopuutarhat kuitenkin houkuttelivat runsaasti kävijöitä kasvien pariin, ja Kumpulan puutarhassa tehtiin jopa kävijäennätys.

Tutkijat löysivät mekanismin, jonka avulla solut rakentavat "minilihaksia" tumansa alle2.3.2021 10:42:17 EETTiedote

Helsingin yliopiston tutkimusryhmät selvittivät, miten lihaksien supistumisesta vastaava moottoriproteiini myosiini toimii muissa solutyypeissä muodostaen supistumiskykyisiä rakenteita solukalvon sisäpinnalle. Tämä on ensimmäinen kerta kun ”minilihasten”, jotka tunnetaan myös stressisäikeinä, on havaittu muodostuvan solun pohjalle myosiinin muokatessa solukalvon alaista aktiini-säieverkostoa. Ongelmat näiden ”minilihasten” muodostumisessa johtavat ihmisillä moniin häiriöihin, ja vakavimmissa tapauksissa syövän etenemiseen.

Tutkijat selvittivät, miksi HIV-potilaiden immuunijärjestelmä ei nykyisellä lääkehoidolla parane kaikilla tehokkaasti1.3.2021 10:00:00 EETTiedote

Uusi tutkimus osoittaa, että HIV-potilaiden immuunijärjestelmän toimintahäiriöön vaikuttavat merkittävästi proteiinikinaasit, jotka käynnistävät vastustuskykyä rapauttavan prosessin kehossa. Näitä proteiinikinaaseja salpaavat lääkkeet voivat olla ratkaisu HIV-potilaiden hoitoon, jos HI-virusta kantavan vastustuskyky ei parane ennalleen viruslääkityksen avulla.

Voimakas tupakkariippuvuus ja masennus ovat yhteydessä toisiinsa25.2.2021 09:14:07 EETTiedote

Helsingin yliopiston koordinoimassa kansainvälisessä tutkimuksessa on saatu uutta tietoa masennuksen ja tupakkariippuvuuden välisistä yhteyksistä. Tutkimusryhmän mukaan olisi tärkeää huomioida tupakointi yhtenä masennusta mahdollisesti ylläpitävänä tekijänä, pyrkiä ymmärtämään tarkemmin kunkin masennuspotilaan tupakkariippuvuutta ylläpitäviä syitä sekä huomioida nämä syyt tupakoinnin lopettamiseen tarjottavia tukimenetelmiä valitessa.

Tropiikin matkailijat altistuvat selvästi suuremmalle määrälle superbakteereja kuin tähän mennessä on uskottu24.2.2021 09:00:00 EETTiedote

Helsingin yliopiston ja HUSin kansainvälisessä yhteistyötutkimuksessa seurattiin reaaliaikaisesti 20 Kaakkois-Aasiaan lähteneen matkailijan altistumista superbakteereille: heistä jokainen sai superbakteeritartunnan reissun ensimmäisellä viikolla. Myöhemmän sekvensointianalyysin avulla selvisi, että ryhmä kantoi yhteensä yli 80 erilaista bakteerikantaa.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme