A Threefold Increase in Observed Summertime Atmospheric Dimethyl Sulfide over the Austral Southern Ocean
Neue atmosphärische Beobachtungen von Kennaook-Cape Grim offenbaren einen verdreifachten Anstieg des sommerlichen Dimethylsulfids über dem australischen Südpolarmeer zwischen 1993–96 und 2023–26, was darauf hindeutet, dass sich verändernde marine Schwefelemissionen und atmosphärische Prozesse den regionalen Schwefelkreislauf unter einem sich verändernden Klima signifikant umgestalten.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Die Luft über dem Südpolarmeer ist nicht leer; sie ist erfüllt von einem schwachen, unsichtbaren Nebel aus Schwefelverbindungen, die von mikroskopisch kleinen Meerespflanzen freigesetzt werden. Diese Pflanzen, die in den sonnenbeschienenen Oberflächengewässern driften, produzieren ein Gas namens Dimethylsulfid. Wenn dieses Gas in die Atmosphäre entweicht, verwandeln Sonnenlicht und chemische Reaktionen es in winzige Partikel aus Sulfataerosolen. Diese Partikel dienen als Keime für Wolkentröpfchen und beeinflussen, wie viel Sonnenlicht die Wolken zurück in den Weltraum reflektieren. Da der Südpolarmeer so abgelegen und weitläufig ist, spielt es eine massive Rolle im natürlichen Kühlsystem der Erde, doch Wissenschaftler hatten Schwierigkeiten zu verfolgen, wie sich diese natürlichen Emissionen im Laufe der Zeit verändern. Zu verstehen, ob der Ozean mehr oder weniger dieses Gases freisetzt, ist entscheidend für die Vorhersage zukünftiger Klimaveränderungen, da diese natürlichen Prozesse mit menschengemachter Verschmutzung interagieren und so die Temperatur des Planeten formen.
Seit Jahrzehnten dient eine Messstation auf den windgepeitschten Klippen von Tasmanien als Wächter für diese ferne Luft. Bekannt als Kennaook-Cape Grim, liegt die Station dort, wo die vorherrschenden Winde direkt aus dem Südpolarmeer wehen und Luft herantragen, die tausende Kilometer gereist ist, ohne Land berührt zu haben. Forscher verglichen kürzlich neue Messungen aus den Jahren 2023 bis 2026 mit historischen Aufzeichnungen aus den 1990er Jahren. Sie entdeckten eine erschreckende Veränderung: Die Konzentration von Dimethylsulfid in der Sommerluft hat sich verdreifacht. Die Luft, die die Station in den 2020er Jahren erreichte, enthielt während der Sommermonate dreimal so viel dieses Gases wie die Luft in den 1990er Jahren. Dies ist keine geringfügige Fluktuation, sondern eine erhebliche Verschiebung des atmosphärischen Basiswerts, was darauf hindeutet, dass der biologische Motor des Ozeans anders läuft als noch vor dreißig Jahren.
Das Team, geleitet von Wissenschaftlern des CSIRO und internationalen Partnern, schloss mehrere gängige Erklärungen für diesen Anstieg aus. Sie prüften, ob sich die Winde geändert hatten und somit Luft aus anderen, produktiveren Teilen des Ozeans brachten, aber die Luftmassen folgten in beiden Ären ähnlichen Pfaden. Sie untersuchten, ob das Gas einfach länger verweilte, weil die chemischen „Senken“, die es normalerweise abbauen, geschwächt worden waren, aber die Daten zeigten keine Anzeichen für ein solches Verlangsamen. Sie schauten auch nach, ob die Luft stagnierender war, was das Gas nahe der Oberfläche gefangen hätte, aber Windgeschwindigkeiten und die atmosphärische Durchmischung blieben konsistent. Die wahrscheinlichste Ursache, so kommen die Forscher zu dem Schluss, ist, dass der Ozean selbst mehr von dem Gas produziert. Dieser Anstieg scheint mit Veränderungen im oberen Ozean zusammenzuhängen, insbesondere damit, wie tief das Wasser durchmischt wird und wie viel Sonnenlicht die Phytoplankton erreicht, welche die winzigen Pflanzen sind, die für die Emissionen verantwortlich sind.
Neben dem Dimethylsulfid massen die Forscher auch eine verwandte Verbindung namens Methanthiol, die in den 1990er Jahren noch nicht nachverfolgt worden war. Sie fanden heraus, dass die Methanthiol-Werte parallel zum Dimethylsulfid anstiegen, insbesondere im Frühling und Sommer, wenn das marine Leben am aktivsten ist. Dieses gleichzeitige Auftreten deutet darauf hin, dass sich der gesamte Prozess der Schwefelproduktion im Ozean intensiviert hat. Eine überraschende Wendung ergab sich jedoch, als das Team das Endprodukt untersuchte: die Sulfataerosol-Partikel. Trotz des massiven Anstiegs der Gasvorläufer stieg die Gesamtmenge der Sulfataerosole in der Luft nicht proportional an. Tatsächlich hat sich das saisonale Muster dieser Partikel verschärft. Die Hintergrundwerte von Sulfat im Winter sind gesunken, wahrscheinlich weil die menschengemachte Verschmutzung durch Schiffe und Industrie abgenommen hat, während der Sommerhöhepunkt aufgrund des Anstiegs der natürlichen Emissionen stabil geblieben ist oder leicht gestiegen ist.
Diese Diskrepanz zwischen dem Gas und den daraus resultierenden Partikeln deutet darauf hin, dass die Atmosphäre den Schwefel anders verarbeitet als zuvor. Das zusätzliche Gas verwandelt sich nicht einfach in der direkten Weise in zusätzliche Partikel. Die Forscher vermuten, dass die chemischen Pfade komplexer werden, möglicherweise beeinflusst durch das sich ändernde Gleichgewicht zwischen natürlichen und menschengemachten Schwefelquellen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass der natürliche Klimamotor des Südpolarmeeres nicht statisch ist; er verschiebt sich als Reaktion auf eine sich verändernde Umgebung. Während sich der Ozean erwärmt und seine Chemie sich entwickelt, verändert sich die Menge an Schwefel, die er freisetzt, was wiederum die Wolken verändert, die den Südhimmel bedecken. Diese Beobachtungen liefern den ersten direkten Beweis für einen verdreifachten Anstieg dieses kritischen Gases im gemäßigten Bereich des Südpolarmeeres und bieten ein neues Puzzleteil für das Verständnis, wie sich das Klimasystem der Erde an die moderne Welt anpasst.
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