Maar waar bestaat deze ongerepte lucht precies uit? En… waar komt het vandaan?

Luchtvervuiling is vooral in wereldsteden een groot probleem dat jaarlijks talloze levens eist. Naar schatting ademt maar liefst negen op de tien mensen wereldwijd vervuilde lucht in. De verontreinigende deeltjes waar deze vervuilde lucht uit bestaat, dringt door tot de verste uithoeken op aarde. Dit maakt het lastig om een gebied op aarde te vinden dat nog onaangetast is. In een nieuwe studie gingen onderzoekers echter op zoek naar de schoonste en meest ongerepte lucht op aarde. En de vindplaats zal je wellicht verbazen.

Zuidelijke Oceaan
De onderzoekers kwamen erachter dat de schoonste lucht op aarde niet te vinden is in met planten begroeide jungles of op een verlaten tropisch eiland. Daarentegen bevindt de meest smetteloze lucht zich boven de ijskoude Zuidelijke Oceaan rond Antarctica. “Uit eerder onderzoek was al gebleken dat de lucht daar uitzonderlijk schoon is,” vertelt onderzoeker Thomas Hill tegen Scientias.nl. “Tegelijkertijd wisten we ook dat stoffige lucht regelmatig de Zuidelijke Oceaan bereikt door weerpatronen in Zuid-Amerika, Afrika en Australië.” Toch had het team het vermoeden dat de afgelegen Zuidelijke Oceaan het minst zou worden aangetast door mensen. En na een grondige analyse van verzamelde monsters, blijkt de lucht ter plaatse inderdaad ongeschonden.


Vrij van deeltjes
De luchtlaag blijkt vrij te zijn van deeltjes – ook wel aerosolen genaamd – die geproduceerd worden door menselijke activiteiten en uit verre landen overwaaien. Het betekent dat er in de lucht geen sporen te vinden zijn van door de mens veroorzaakte vervuiling. Deze deeltjes lijken Antarctica dus niet te kunnen bereiken. “Over het geheel genomen suggereert dit dat de Zuidelijke Oceaan één van de weinige plaatsen op aarde is die minimaal worden aangetast door menselijke activiteiten,” zegt Hill.

Samenstelling
Maar waar bestaat deze schone lucht dan wel uit? Om dat te achterhalen onderzocht een team aan boord van een schip dat vanuit Tasmanië zuidwaarts naar Antarctica voer, de deeltjes in de lucht. “De atmosfeer zit vol met piepkleine micro-organismen, die verspreid worden door de wind en over honderden tot duizenden kilometers kunnen afleggen,” legt Hill uit. “Omdat verschillende soorten bacteriën zijn aangepast om in verschillende omgevingen te gedijen, kunnen we de samenstelling van de in de lucht zwevende microben gebruiken om te achterhalen waar ze vandaan komen.”

Met behulp van dit instrument namen de onderzoekers monsters van de lucht boven de Zuidelijke Oceaan. Afbeelding: Kathryn Moore

Met behulp van onder andere DNA-sequencing stelde de onderzoekers vast dat de aan het licht gebrachte microben afkomstig waren uit de oceaan. “We hadden verwacht voornamelijk terrestrische micro-organismen te zien,” zegt Hill. “We waren dan ook verrast dat zelfs monsters die niet ver ten zuiden van Tasmanië waren verzameld, volledig werden gedomineerd door mariene microben.” Naar aanleiding hiervan konden de onderzoekers een aantal belangrijke conclusies trekken. “We waren in staat om de bacteriën in de lucht boven de Zuidelijke Oceaan te gebruiken als hulpmiddel om de belangrijkste eigenschappen van de lagere atmosfeer te onthullen,” zegt Hill. “Bijvoorbeeld dat de aerosolen die de wolken boven de oceaan vormen sterk verbonden zijn met de biologische processen in de oceaan. Dit betekent dat de eigenschappen van laaghangende wolken afhangen van zeespray-aerosolen. Variaties in deze eigenschappen zijn dus ook gekoppeld aan biologische processen in zee.”


Onze atmosfeer is rijk aan fijnstofdeeltjes. Sommige hebben een natuurlijke oorsprong. Andere zijn het resultaat van industriële processen. Eenmaal in onze atmosfeer aangekomen, kunnen deze fijnstofdeeltjes dienst doen als een zogenoemde condensatiekern. Hierbij condenseert water – dat eveneens volop in onze atmosfeer aanwezig is – op zo’n fijnstofdeeltje. Het resultaat is een wolkendruppel. En hoe meer van deze wolkendruppeltjes er zijn, hoe beter de zo gevormde wolk het zonlicht (en dus warmte) kan reflecteren.

De lucht boven de Zuidelijke Oceaan blijkt dus opvallend weinig deeltjes te bevatten en is daardoor heel zuiver. “De lucht bevat bijna geen verontreinigende gassen en bevat eveneens lage concentraties radon (een radioactief edelgas dat van nature ontstaat in bodem en bodemmaterialen, red),” legt Hill uit. “Wel bevat de lucht natuurlijk zeezout-deeltjes. De schone lucht is dus waarschijnlijk het resultaat van een combinatie van een ononderbroken oceaan en het feit dat terrestrische aerosolen niet in de grenslaag terechtkomen die de lagere wolken beïnvloeden. Het betekent dat dit gebied één van de weinige regio’s op aarde is die waarschijnlijk niet zullen veranderen als gevolg van antropogene activiteiten.”

Directe metingen
Dankzij de studie hebben onderzoekers nu belangrijke gegevens verzameld die gebruikt kunnen worden voor computermodellen en voorspellingen om ons begrip van weersomstandigheden en klimaatverandering over de hele wereld te verbeteren. En dat is geen overbodige luxe. “Klimaatmodellen kunnen soms bepaalde factoren verkeerd interpreteren, wat kan leiden tot onnauwkeurige berekeningen,” zegt Hill. “Maar nu hebben we directe metingen.”

Op ditzelfde probleem stuitte een ander onderzoeksteam al eerder. Klimaatmodellen kunnen bijvoorbeeld veel grove stofdeeltjes die in de atmosfeer huizen, over het hoofd zien. Modellen suggereren namelijk dat de aardse atmosfeer zo’n 4 miljoen ton grove stofdeeltjes bevat. Maar de onderzo
ekers kwamen erachter dat de atmosfeer van de aarde veel stoffiger is en in werkelijkheid maar liefst 17 miljoen ton grof stof herbergt. Het betekent dat er vier keer meer grof stof in de aardse atmosfeer huist dan momenteel wordt gesimuleerd door klimaatmodellen. Dit toont het grote belang van directe metingen dan ook maar al te goed aan. Het betekent dat we nu een beter idee hebben over hoe stoffig onze atmosfeer echt is. En dat is heel belangrijk aangezien wetenschappers de impact van het stof op ons klimaatsysteem, evenals in hoeverre dit ons beïnvloedt, nauwkeurig willen gaan begrijpen.