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看似不起眼的细菌,却能影响天气变化

科普小知识2022-04-13 20:00:35
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看似不起眼的细菌,却能影响天气变化

照片:米卡-佩卡·马克肯

人类总是为他们的适应性感到自豪,但是细菌已经在这几十亿年里打败了我们。微生物大军可以在深海、南极洲和其他恶劣环境中占据一席之地。一些顽固分子甚至可以在平流层生存。最近的一份报告指出,这些漂浮在空中的微生物可能会影响天气、农作物甚至人类健康。

目前,人类对大气微生物的认识仍在发展中,大多数研究集中在对流层,即我们生活和呼吸的大气水平。美国国家海洋与大气管理局(NOAA)全球监测部副主任拉塞尔·施内尔(Russell Schnell)在1979年探究了为什么肯尼亚西部的茶园经常受到冰雹的“青睐”。他发现这种现象部分是由于采茶者在采摘茶叶时也将丁香假单胞菌带入空气中,并且在喜欢茶的微生物膜周围容易形成冰晶。

这种生物沉淀现象的证据已经在世界各地被发现,并且有各种微生物罪犯的影子。最近的研究表明,微生物可以影响云的形成和覆盖,甚至天空的亮度。低层大气中的微生物极其密集,不仅包括造雨者,还包括随风流动并导致疾病的生物体。随着气候变化改变了全球气候模式,人们逐渐开始量化这些看似微不足道的微生物的影响。

然而,基本数据仍然不足。麻省理工学院大气化学教授丹尼尔·奇佐说:“即使作为科学家,我们也无法准确估计大气中的生物量。”

这是因为空气量很大,目前还没有完全纯净和无污染的样品可供参考和比较。美国国家航空航天局的微生物学家大卫·史密斯说:“无论是收集生物样本还是在获取后保存和控制它们,我们都缺乏实验所需的可用系统。”

我们对对流层了解不多,对平流层了解更少。马里兰大学医学院的普里娅·达萨玛指出,尽管平流层位于对流层顶(约10公里)和50公里的高度之间,但即使在温度可降至零下60华氏度(-51摄氏度)的稀薄干燥空气中,仍有一群微小但顽强的微生物。

除了对天气系统的潜在影响,达斯萨尔马说,这一群高海拔居民也可能传播过敏原和疾病。“平流层中的一些分离物对动物和植物有致病作用,临床试验表明这些分离物可以在高海拔地区存活。我们需要更详细地研究微生物在大气中的迁移过程,并研究它们的生存机制。”

自20世纪90年代以来,对大气中微生物传播的研究表明,每年夏天,细菌都会带着撒哈拉沙漠的矿尘从非洲飞到佛罗里达。然而,由于喷射流,海拔越高,这种长距离运输越有效,因为喷射流是地球上最快的气流带。

然而,Cziczo认为,在更高海拔的平流层和更靠近人类的对流层中的微生物研究应该尽快提上日程。

虽然平流层是病原体四处移动的可行手段,但克赖斯特纳也同意,在这个高度水平上细菌迁移的问题并不紧迫。他认为植物(不是人类)可能有更多的病原体,毕竟,有更多的植物。

然而,由于快速的气候变化,这些新兴研究的紧迫性越来越高。在暴风雨天气,更多的微生物会被风吹到低层大气中。克赖斯特纳说:“一些地区变得越来越干燥,这也可能导致灰尘雾化和分散,然后四处飘散,大气将变得更加混合。”

目前,平流层中微生物的影响尚未触及气候变化预测。然而,科学家们都指出,更好地了解我们上方的空气有助于我们建立一个基线,从而更好地了解未来的各种变化。

蝌蚪工作人员从gizmodo编译,翻译狗格格,转载必须授权