Gazy emitowane przez odchody pingwinów mogą przyczyniać się do tworzenia chmur chłodzących klimat – wynika z badania opublikowanego w maju 2025 r. w Nature Communications Earth & Environment. Obecność pingwinów może zatem spowalniać zmianę klimatu, ale jednocześnie im samym zmiana klimatu zagraża. Zmniejszenie ich populacji wywołane topnieniem lodu morskiego mogłoby wywołać uruchomienie dodatniego sprzężenia zwrotnego, dodatkowo przyspieszajacego globalne ocieplenie.

Aromatyczne guano

Dzięki diecie bogatej w ryby i kryl odchody pingwinów żyjących na wybrzeżu Antarktydy są pełne azotu, który następnie przekształca się w amoniak. Ten gaz emitowany przez pingwinie guano przyczynia się do powstawania chmur, które mogą mieć lokalny chłodzący wpływ na klimat, ponieważ odbijają promieniowanie słoneczne, co przekłada się na wpływ na klimat całej planety.

Dr Matthew Boyer, badacz atmosfery z Uniwersytetu Helsińskiego i główny autor badania, oraz jego zespół, zmierzyli stężenie amoniaku w pobliżu bazy Marambio na Półwyspie Antarktycznym w okresie między styczniem a marcem 2023 r. Gdy wiatr wiał od strony pobliskiej kolonii złożonej z 60 tys. pingwinów białookich, stężenie amoniaku w powietrzu było znacznie wyższe. Co ciekawe, podwyższone stężenie w powietrzu utrzymywało się także po opuszczeniu kolonii przez pingwiny, ponieważ guano wciąż wydzielało amoniak przez co najmniej miesiąc. Jak wskazali badacze, latem, w koloniach lęgowych, stężenie tego gazu może osiągać podobny poziom do stężenia obserwowanego na terenach rolniczych. Ilość amoniaku pochodząca z Oceanu Południowego jest przy tym pomijalna.

Ogólnie rzecz biorąc, atmosfera Antarktydy to dziewicze środowisko. Jest ona położona z dala od źródeł zanieczyszczeń antropogenicznych, w związku z czym stężenie cząstek aerozolu w powietrzu jest niskie. Powstawanie nowych cząstek, powstających z gazów emitowanych ze źródeł naturalnych (np. przez pingwiny i ocean), jest zatem ważnym źródłem cząstek aerozolu w tym regionie.
dr Matthew Boyer, współautor badania, badacz atmosfery z Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii, w wywiadzie dla Popular Science 22 maja 2025 r.

Nawet niewielka zmiana w stężeniu aerozolu jest więc tu łatwo zauważalna.

Po tym, jak wiatr zmieniał kierunek, badacze obserwowali powstawanie mgły w okolicy. Zdaniem badaczy był to efekt wzrostu stężenia cząstek aerozolu w atmosferze, który umożliwiał formowanie się chmur.

Jak to działa?

Działa tutaj pośredni efekt aerozolowy. Do powstania chmur w atmosferze niezbędna jest obecność tzw. jąder kondensacji w atmosferze, czyli cząstek, na których może skroplić się para wodna, tworząca chmurę. Tymi jądrami są właśnie cząstki aerozolu. Ich rodzaj i ilość mają wpływ na budowę i czas życia chmury.

Cząsteczki aerozolu są niezbędne do tworzenia się chmur. Bez obecności cząstek aerozolu woda nie skropli się w atmosferze w postaci kropli, z których składają się chmury. Chmury wpływają na bilans promieniowania powierzchniowego (albedo – przyp. Energetyka24), który z kolei wpływa na temperaturę powierzchni. Dlatego chmury wpływają na zmianę klimatu. Dotyczy to całej planety, a nie tylko Antarktydy.
dr Matthew Boyer, współautor badania, badacz atmosfery z Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii, w wywiadzie dla Popular Science 22 maja 2025 r.

Jak wytłumaczyli to autorzy z portalu Nauka o Klimacie:

Jeśli w atmosferze znajdzie się dużo jąder kondensacji, to powstająca dzięki nim chmura będzie się składała z wielu drobnych kropelek. Jeśli przy tej samej wilgotności w powietrzu będzie mało jąder kondensacji, powstanie również mniej kropel chmurowych (będą za to większe). Ma to wpływ na ilość promieniowania słonecznego rozpraszanego przez chmurę: im drobniejsze krople, tym większe albedo.
Nauka o Klimacie, Efekt cieplarniany dla średniozaawansowanych (6): Aerozole, 6 lipca 2020 r.

A więc:

duże stężenie aerozolu → dużo kropelek chmurowych → wysokie albedo (chmura dobrze odbija promienie słoneczne) i dłuższy czas życia chmury

małe stężenie aerozolu → mało kropelek chmurowych → niskie albedo (chmura słabo odbija promienie słoneczne) i krótszy czas życia chmury

Co ma do tego amoniak?

Aerozolem, który umożliwia tworzenie się chmur w tym regionie, jest kwas siarkowy, powstający dzięki planktonowi morskiemu. Amoniak stabilizuje skupiska kwasu siarkowego i znacząco ułatwia powstawanie cząstek aerozolu w atmosferze. Na Antarktydzie brakuje innych źródeł aerozoli (np. roślin), dlatego obecność amoniaku z guana, który wspomaga ten proces, jest bardzo ważna dla powstawania chmur w tym regionie.

Jeżeli obecność pingwinich odchodów zwiększa stężenie cząstek aerozolu, to dzięki temu mogą potencjalnie powstawać chmury o większym albedo, które mają chłodzący wpływ na klimat.

Jednakże, jak zauważył dr Boyer, ponieważ lód sam w sobie ma wysokie albedo (ma jasny kolor) i dobrze odbija promieniowanie słoneczne, chmury „zasilane” pingwinimi odchodami mogą też teoretycznie zatrzymywać ciepło przy powierzchni planety. Natomiast jak stwierdził dr Peter Roopnarine, kurator działu geologii w Kalifornijskiej Akademii Nauk, ochrona pingwinów przed zanieczyszczeniem środowiska i polowaniami to naturalny sposób na równoważenie ocieplenia planety i należy szukać kolejnych kolonii ptaków, które mogłyby zapewniać ochładzające zachmurzenie. Ilościowy wpływ odbijania światła przez chmury nad Antarktydą powstające dzięki odchodom pingwinów wymaga jeszcze dalszych badań.

Cenne odchody

Z badań zespołu dr. Boyera wynika, że kolonie pingwinów mogą stanowić silne punktowe źródła cząstek aerozolu w miejscach, gdzie powstawanie chmur jest ograniczone przez brak jąder kondensacji, czyli na całym wybrzeżu Antarktydy, ponieważ nawet po opuszczeniu danej kolonii przez pingwiny (a nawet inne ptaki morskie) pozostawione guano wciąż emituje amoniak. Nie dotyczy to więc tylko miejsc aktualnie zamieszkanych przez pingwiny.

Jak stwierdził w wywiadzie dla The Washington Post dr Matthew Boyer, „istnieją powiązania między zjawiskami zachodzącymi na naszej planecie, których po prostu niekoniecznie się spodziewamy. A to jest jedno z nich”.

#READ[ articles: 1038418 | showThumbnails: true ]

Badacze zwrócili uwagę, że to, co zagraża pingwinom na Antarktydzie, powoduje jednocześnie ryzyko powstania dodatniego sprzężenia zwrotnego, powodującego dalsze ocieplenie klimatu. Zmniejszenie populacji pingwinów oznaczałoby mniejszą dostępność ich odchodów, a więc mniejszą ilość amoniaku w lokalnej atmosferze i mniejsze możliwości powstawania chmur odbijających promieniowanie słoneczne. Zanik pokrywy lodowej zagraża siedliskom i źródłom pożywienia pingiwnów, a ich populacje maleją już teraz. Niektóre gatunki mogą całkowicie wyginąć do końca XXI wieku. „Nasze pomiary pokazują, że te zmiany środowiskowe i ekosystemowe wpłyną następnie na atmosferę i klimat regionu. To ważne, ponieważ zmiany klimatu i ekosystemu Antarktydy mogą mieć konsekwencje dla globalnego klimatu” – podsumował dr Boyer.