过去,研究学者们认为,降水的形成是由于云层中的矿物质或者其他粒子,它们促使水滴聚集在一起,积累到一定时候就会形成降雨、雪花和冰雹。但是,新的研究表明,云层中各种各样的细菌,甚至真菌、藻类等才是引发沉积的开始。研究人员们将这项新兴研究领域命名为生物沉淀学(bioprecipitation)。
在第111届美国微生物协会全体大会上,路易斯安那州立大学(Louisiana State University)的微生物学家布伦特·克里斯特纳(Brent Christner)说:“矿物质被看做是大气中主要的冰成核剂,但其实它们远非像生物粒子那般活跃。”克里斯特纳的研究方向正是生物沉淀学。他解释说,矿物质若想形成冰核(ice nuclei),云层里的水分必须达到比平时更冷的低温条件,而细菌和其他微生物粒子则不需要,它们同样能在大气中发挥成核剂的作用。
先前克里斯特纳的研究小组发现,植物病原体丁香假单胞菌(Psuedomonas syringae)在全世界范围内影响着雪的形成,甚至包括没有植物的南极。这种病原体具有特殊物质,能以一定的排列顺序绑定水分子,促使水在0℃以上结冰。一旦落到地面上,这种细菌能用冰破坏植物,导致植物细胞破裂,细菌得以进入。当这种细菌出现在地表面或者云层中时,就会影响天气及水循环。
另外,蒙大拿州立大学(Montana State University)的亚历山大·米修(Alexander Michaud)在大型冰雹中发现了大量的微生物细菌,他认为,这种细菌具有引发雨雪、冰雹的能力。
在微生物大会上,米修展示了他从冰雹中得到的成果。他在2010年6月搜集了一些约有高尔夫球大小的冰雹,并将冰雹分解为四个层面,最核心层面的细菌水平最高。冰雹在云层中上上下下地移动,最终被一层又一层的冰包裹。米修总结说:“细菌发现于胚胎期,也就是冰雹最开始形成的部分。而胚胎期再现了冰雹初始形成时的有关情况。证据表明,细菌及其他生物粒子才是形成冰核的原因。”并且,研究小组发现,这些细菌可以让冰雹形成于相对较温暖的温度条件。
细菌引发雨雪天
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