Ученые из международного климатического проекта CLOUD выяснили, что одна из причин быстрого таяния арктических льдов – образование йодсодержащих облаков над Северным Ледовитым океаном. Ядрами конденсации для их образования служат частицы йода, выделяющегося из морской воды.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Низкие сплошные облака над Арктикой и Антарктикой способствуют потеплению этих регионов, блокируя отвод длинноволнового тепла от поверхности Земли.

Все облака в атмосфере Земли образованы аэрозолями, возникающими, когда к взвешенным в воздухе частицам прикрепляется водяной пар. Для образования облаков не имеет решающего значения, из чего состоят аэрозольные частицы – из пыли, кристаллов соли, молекул, выделяемых растениями, или продуктов человеческой деятельности типа сажи – важнее всего их размер: частицы аэрозоля становятся ядрами конденсации водяных капель при размере от 70 нанометров и выше.

Исследователи из консорциума CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets), в который входят 21 научный институт, изучают, как новые частицы аэрозоля образуются из газов и продолжают расти в атмосфере.

Авторы обнаружили, что, помимо кристаллов соли, образующихся из морских брызг, и соединений серы типа диметилсульфида, выделяемого фитопланктоном, важную роль в образовании атмосферных аэрозолей играют соединения йода.

По мере того, как площадь морских льдов в Арктике сокращается, а поверхность открытой воды увеличивается, из моря поднимается все больше йодсодержащих паров. Каждый литр морской воды содержит 0,05 миллиграмма йода, и когда он попадает в атмосферу, под воздействием солнечного света и озона там образуются йодные кислоты.

При этом возникает петля положительной обратной связи: ускоренное образование йодных частиц приводит к большему количеству облаков, которые, в свою очередь, способствуют более быстрому таянию льда.

Результаты исследования показали, что образование аэрозольных частиц на основе йодной кислоты происходит очень быстро – намного быстрее, чем частиц серной кислоты или аммиака в аналогичных условиях. Дополнительно образованию частиц способствуют ионы космических лучей. Для превращения молекулярного йода в йодсодержащие кислоты необходимо даже не УФ-излучение, а лишь небольшой дневной свет, считают ученые. По такой схеме могут быстро образовываться очень большие количества аэрозоля.

В связи с тем, что глобальные выбросы йода за последние 70 лет утроились, авторы опасаются взаимного усиления таяния морского льда и образования облаков, что может ускорить потепление Арктики и Антарктики.

Ученые надеются, что выявленный ими механизм станет частью климатических моделей.