天氣和氣候緊密相連,將世界各地與其他地區聯繫在一起。人類活動不斷增多導致氣候變化迅速,微生物在大氣中無處不在且高度多樣化。在沿海地區,夏季空氣傳播的細菌群落主要由海浪中散發的海洋細菌所控制。因此,科學家們正努力尋找一個不受人類影響的地球「角落」。
近日,發表在《美國國家科學院院刊(PNAS)》上的一項研究中,來自美國科羅拉多州立大學Sonia Kreidenweis教授領導的研究團隊稱,他們在地球上發現了最乾淨的空氣,並稱該地區「真正處於原始狀態」。
空氣汙染是由氣溶膠引起的,氣溶膠是懸浮在氣體介質中的固態或液態顆粒所組成的氣態分散系統。
這個世外桃源一樣的存在位於南極洲周圍的南大洋上空,那裡的空氣中沒有人類活動造成的顆粒物。
這項對南大洋生物氣溶膠成分的首次研究中,該研究團隊確定了一個大氣區域,該區域由於沒有人類活動而保持不變。
Kreidenweis教授的團隊認為,南大洋上空的空氣受到的人類活動和來自世界大陸的塵埃影響最小。
該研究團隊利用空氣中的細菌作為診斷工具,來分析該區域的空氣中的微生物組成及其來源,以推斷低層大氣的特性。
研究人員發現,為南大洋上空較低雲層提供養分的邊界層空氣中沒有人類活動(包括燃燒化石燃料、種植作物、生產化肥和汙水處理)或從世界其他國家運輸而產生的氣溶膠顆粒。
該研究合作者Thomas Hill解釋說:「控制南大洋雲層性質的氣溶膠與海洋生物過程有著密切聯繫,南極洲似乎與南部大陸的微生物向南擴散和養分沈積分離開來。總的來說,這表明南極洲是地球上受人為活動影響最小的少數幾個地方之一。」
研究團隊在一艘從澳大利亞塔斯馬尼亞州南下前往南極冰原邊緣的考察船上,採集了海洋邊界層的空氣樣本。海洋邊界層是與海洋直接接觸的大氣層。然後,他們檢查了空氣中微生物的組成,這些微生物存在於大氣中,通常被風吹散到數千公里外。
通過DNA測序、源追蹤和空氣回溯軌跡,研究團隊發現這些微生物來源於海洋。
根據這些微生物的細菌組成,研究人員得出結論,來自遙遠大陸和人類活動的氣溶膠,如土地變化引起的汙染或土壤排放,並沒有向南移動進入到空氣中。
科學家們說,這一結果與北半球和亞熱帶的所有其他海洋研究結果有著明顯的不同,後者發現大多數微生物來自逆風大陸。