Antarktida se často popisuje jako nejčistší vzdušná laboratoř planety. Právě proto tam i nenápadný zdroj plynů dokáže změnit chemii atmosféry mnohem zřetelněji než nad městem. Výzkumníci nyní přímo sledovali řetězec, v němž podstatnou roli hraje tučňáčí guáno: dusíkaté látky z ptačích výkalů se dostanou do vzduchu, pomohou vytvořit nové aerosolové částice a ty se následně mohou uplatnit při vzniku mlhy či oblaků.
Příběh začíná amoniakem, plynem složeným z dusíku a vodíku. Tučňáci jedí potravu bohatou na bílkoviny, především ryby a kril, a v jejich exkrementech proto končí hodně dusíku. Ten je z velké části vázán v kyselině močové. Mikroorganismy ji v půdě a ve vrstvě guána rozkládají a při tom se může uvolňovat amoniak. V husté kolonii tak nevzniká jen výrazný pach, ale i místní chemický zdroj pro ovzduší.
Podle studie zveřejněné v časopise Communications Earth & Environment měřil tým v létě roku 2023 vzduch poblíž argentinské stanice Marambio na Antarktickém poloostrově. Oblast ovlivňuje nedaleká hnízdní kolonie tučňáků kroužkových. Badatelé sledovali koncentrace plynů i velikost a počet aerosolových částic, tedy mikroskopických pevných nebo kapalných částeček rozptýlených ve vzduchu. Zjistili, že kolonie je významným zdrojem amoniaku, zatímco otevřený Jižní oceán byl v jejich měřeních ve srovnání s ní zanedbatelný.
Klíčový byl 1. únor 2023. Když proudění přineslo vzduch od kolonie, začaly se v něm rychle vytvářet nové částice. Jejich koncentrace nad velikostí 10 nanometrů překročila 16 000 částic v krychlovém centimetru. Nanometr je miliardtina metru, takže šlo o útvary mnohonásobně menší než průměr lidského vlasu. Během zhruba šesti hodin částice dorostly přibližně na 30 nanometrů a měření zachytila také epizodu mlhy.
Amoniak sám oblak nevyrobí. V pobřežní Antarktidě se však setkává s kyselinou sírovou, jejíž předchůdce vznikají z látek uvolňovaných mořským planktonem. Tato směs umí spustit nukleaci, tedy proces, při němž se z jednotlivých molekul začnou skládat stabilní nové částice. Práce navíc zaznamenala i dimethylamin, dusíkatou látku, která patrně také souvisí s guánem a může první kroky vzniku částic výrazně urychlit. Autoři ovšem u jejího původu mluví opatrně: jde o pravděpodobné, nikoli definitivně prokázané vysvětlení.
Teprve částice, které dostatečně vyrostou, mohou fungovat jako kondenzační jádra oblaků. Jsou to drobné povrchy, na nichž se při vhodné vlhkosti sráží voda. Vzniká pak více malých kapiček, než kdyby ve vzduchu bylo jader málo. V terénním pozorování se po období mlhy zvýšil podíl větších částic, které odpovídaly zbytkům někdejších oblačných kapek. Jejich složení tvořil téměř výhradně síran amonný, což dobře zapadá do cesty vedoucí od tučňáčího amoniaku ke kondenzaci vody.
To neznamená, že tučňáci představují jednoduchý přírodní termostat, který ochlazuje Antarktidu. Vliv oblaků závisí na výšce, tloušťce, době trvání, slunečním záření i vlastnostech podkladu. Autoři studie proto netvrdí, že změřili přesný klimatický účinek konkrétní kolonie. Ukazují ale přímo pozorovaný mechanismus, jenž může měnit mikrofyziku pobřežních oblaků v oblasti, kde je aerosolových částic přirozeně málo.
Na význam tohoto propojení upozornila také studie v časopise npj Climate and Atmospheric Science. Využila pozorování z plavby u Antarktidy a modelování, podle něhož střídání mrznutí a tání může z guána uvolňování amoniaku násobně zesílit. Připomíná to, že klima netvoří jen skleníkové plyny a oceánské proudy. Do atmosférických procesů na polárním pobřeží vstupuje i velmi konkrétní koloběh: plankton živí kril, kril a ryby živí tučňáky a tučňáci nakonec přidávají do vzduchu látku, bez níž by některé drobné částice a kapky vznikaly obtížněji.
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.