Schmelzendes Eis treibt einen bislang unbekannten natürlichen Prozess an, der die Wolkenbildung in der Arktis anregt

Da der Klimawandel das arktische Eis schmelzen lässt, legen dessen freigelegten Ränder einen bisher unbekannten natürlichen Prozess frei, der die Anzahl der wolkenbildenden Partikel in der Region erhöht.

Diese Partikel könnten erhebliche Auswirkungen auf das Klima haben, indem sie die Wolkendecke, die Reflexion des Sonnenlichts und den künftigen Klimawandel beeinflussen.

Durch das Schmelzen des arktischen Eises werden Partikel freigesetzt, die zur Wolkenimpfung genutzt werden

Die von der Universität Birmingham geleitete Studie liefert den ersten empirischen Nachweis dafür, dass an der Schnittstelle zwischen arktischem Meereis und offenem Ozean Meereslebewesen und Sonnenlicht gemeinsam eine chemische Mischung freisetzen, die den Himmel mit wolkenbildenden Partikeln „beimpft“.

Eine Mischung aus natürlich vorkommendem Jod, Schwefel und organischen Verbindungen wird freigesetzt, wodurch neue Partikel in der Atmosphäre entstehen. In der Nähe der Eisgrenze stieg die Anzahl der Partikel, aus denen sich Wolkentröpfchen bilden können, innerhalb eines Tages um das Fünfzigfache an.

Und da die steigenden Temperaturen das Eis weiter schmelzen lassen, wird ein größerer Teil der Eisgrenze freigelegt und es werden mehr Partikel freigesetzt, was die Wolkendecke verändern und die Strahlungsbilanz der Erde beeinflussen kann.

„Unsere Ergebnisse liefern die erste Validierung unter realen Bedingungen für einen kürzlich identifizierten Mechanismus der Atmosphärenchemie, an dem Jodoxosäuren und Schwefelsäure beteiligt sind“, sagte Dr. James Brean, Assistenzprofessor für Atmosphärenchemie in Birmingham. „Bislang war dieser Prozess nur in Laborexperimenten in der CLOUD-Kammer am CERN nachgewiesen worden.“

Neue atmosphärische Verbindung entdeckt

Zudem wurden jodhaltige, sauerstoffhaltige organische Moleküle (I-OOMs) entdeckt. Diese neue Klasse atmosphärischer Verbindungen scheint eine wichtige Rolle dabei zu spielen, dass neu gebildete Partikel groß genug werden, um Wolken zu beeinflussen.

Brean fügte hinzu: „Diese neu identifizierten Verbindungen tragen dazu bei, dass sich kleine Partikel zu größeren Partikeln entwickeln, die als Wolkenkeime dienen können – wir glauben, dass solche Moleküle zum ersten Mal beobachtet wurden, und dies deutet auf wichtige neue Wege in der Jodchemie hin.“

Diese neuen Partikel bildeten sich typischerweise eher an sonnigen Tagen, an denen in die Luft abgegebene Verbindungen unter Sonneneinstrahlung chemisch umgewandelt werden, was darauf hindeutet, dass dieser Prozess in diesem Teil der Arktis weit verbreitet ist. Zu ihnen gehören eine Kombination aus Jodverbindungen, die aus dem Ozean, dem Meereis und den Küstengebieten freigesetzt werden, Dimethylsulfid aus Meerespflanzen und Algen sowie organische Verbindungen, die auf natürliche Weise aus dem Ozean oder vom Land freigesetzt werden.

Zongbo Shi, Professor für atmosphärische Biogeochemie in Birmingham, erklärte, die Entdeckung sei wichtig, „da diese neuen Partikel Wolken beeinflussen können, die eine entscheidende Rolle dabei spielen, wie viel Wärme gespeichert oder reflektiert wird. Mehr oder dichtere Wolken in der Erwärmungssaison könnten das Abschmelzen des Eises beschleunigen und gleichzeitig den offenen Ozean abkühlen.“

Er fügte hinzu: „Die Arktis hat sich in den letzten 40 Jahren mehr als dreimal so schnell erwärmt wie der globale Durchschnitt, was sie zu einer der Regionen auf der Erde macht, die am empfindlichsten auf den Klimawandel reagieren. Zu verstehen, wie natürliche Emissionen die Wolken beeinflussen, ist entscheidend für die Vorhersage von Klimaveränderungen in dieser Region. Unsere Entdeckung wird dazu beitragen, dass Klimamodelle besser erfassen können, wie sich der Klimawandel auf die Arktis auswirkt und wie die Region selbst das globale Klima beeinflusst.“

Die stärksten Auswirkungen wurden in der Randzone des Meereises beobachtet, einem schmalen Streifen, in dem das offene Meer auf schmelzendes Meereis trifft und in dem Meeresalgen am produktivsten sind. Mit dem Rückgang des arktischen Meereises wird dieser Streifen immer breiter.

Da dieser Prozess in den aktuellen Klimamodellen nicht berücksichtigt wird, fließt sein Einfluss auf die Region bislang nicht in die Prognosen ein; das Team arbeitet nun daran, dies zu berücksichtigen.

Artikelreferenz

Mao, D., et al. (2026). Arctic cloud condensation nuclei enhanced by iodine, sulfur and organic precursors.