El humo de los incendios forestales reabre el agujero en la capa de ozono | Ciencia y Tecnología

La vida en la Tierra ocurre en la troposfera, la capa inferior de la atmósfera que es rica en oxígeno (O2), que respiran los seres vivos. Encima está la estratosfera rica en ozono (O3), que actúa como un filtro UV. La vida debajo simplemente no sería posible sin este compuesto. Ahora, un grupo de científicos ha descubierto que el humo de los incendios forestales se combina con otros gases generados por humanos para destruir ese ozono. Después de los incendios del verano de 2019-20 en Australia, el agujero en este filtro creció un 10 %. Como fenómeno global, los incendios gigantes en California, el norte de Canadá, Chile, la selva de Indonesia, Siberia o el mar Mediterráneo debilitarán la protección atmosférica que hace de este planeta un lugar tan bueno para vivir.

Durante la evolución geológica de la Tierra -quizás por simple coincidencia- surgió un mecanismo que protege al planeta de las radiaciones ultravioleta, especialmente las de tipo B y C, que son las que tienen mayor potencial de daño celular y genético. Este mecanismo, en su versión simplificada, involucra moléculas de oxígeno (O₂, formado por dos átomos de oxígeno, O). La exposición a la luz ultravioleta descompone las moléculas de O₂ en átomos de O, que luego se unen con otras moléculas de O₂ para formar O₃, es decir, ozono. Sus moléculas absorben la radiación solar hasta que se desgastan, se descomponen en oxígeno y vuelven a empezar. Así era hace millones de años. Pero entonces, hace un siglo, los ingenieros de General Motors y DuPont inventaron un gas al que llamaron freón, y lo que había funcionado durante millones de años se vino abajo en un abrir y cerrar de ojos.

El freón fue el primero de muchos clorofluorocarbonos (CFC) en los que se basó la democratización de los primeros refrigeradores y luego del aire acondicionado y las latas de aerosol. Varias décadas después, en 1974, el científico mexicano Mario Molina demostró que los clorofluorocarbonos (CFC) suben a la estratosfera y abren un agujero en la capa de ozono. Bajo la influencia de la radiación, el cloro de estos gases se vuelve altamente reactivo y, en una progresión geométrica, descompone el ozono en oxígeno. El temor era que en 1987 el Protocolo de Montreal prohibiera el uso de CFC. La mala noticia es que se han quedado en la estratosfera durante décadas. Pero la buena noticia es que hace cinco años se informó que la capa de ozono se estaba recuperando. Sin embargo, los incendios pueden hacer que esta recuperación se esfume.

En 2020, tras años de recuperación, el agujero de ozono antártico se ha debilitado como nunca antes. La mayoría de los estudiosos lo consideraron una excepción a esta tendencia. Sin embargo, Susan Solomon, química atmosférica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y otros colegas no estuvieron de acuerdo con esta suposición. Al mismo tiempo que ocurría el agotamiento del ozono estratosférico en la mayor parte del hemisferio sur, había niveles inusualmente bajos de ácido clorhídrico y niveles históricamente altos de monóxido de cloro.

El ácido clorhídrico (HCl) en la estratosfera proviene de la descomposición de los clorofluorocarbonos liberados por los humanos hace casi un siglo. En principio, el cloro que contiene no es reactivo, a menos que se libere, y al entrar en contacto con el oxígeno se convierte en monóxido de cloro, el verdadero asesino del ozono. Hasta ahora, se sabía que el HCl interactuaba con las partículas de las nubes y la radiación, convirtiéndose en monóxido de cloro (ClO₂) o cloro atómico (Cl). Antes de que se conviertan en ácido clorhídrico, destruirán 1.000 moléculas de ozono. Pero tal interacción tuvo lugar en condiciones térmicas y radiativas óptimas en la estratosfera de las regiones polares. Por eso, el agujero de la capa de ozono se abre sobre el Polo Sur y, a veces, sobre el Polo Norte, pero no sobre el resto del planeta. Pero Solomon y sus colegas informan en la revista Nature que ahora también se está deteriorando en otras partes del mundo.

El hecho de que el ácido clorhídrico hubiera caído a niveles sin precedentes en latitudes medias fue una advertencia para Salomón de que algo grave estaba pasando. Los niveles químicos no se acumularon en la estratosfera. Faltaba un elemento en la ecuación, y pensaron que la respuesta podría estar escondida en el humo de los incendios. En los meses inmediatamente anteriores al agotamiento anual de la capa de ozono, Australia sufrió una horrible ola de incendios que destruyó 30 millones de hectáreas, mató a más de mil millones de organismos y arrojó casi un millón de toneladas de humo a la atmósfera. Estas partículas, de treinta kilómetros de altura, eran ricas en carbono orgánico. En principio, el carbono no es reactivo.

Es un shock brutal para los científicos que estudian la estratosfera. Nadie esperaba que los incendios produjeran tal efecto”.

Susan Solomon, química atmosférica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

Después de buscar en libros y estudios de química, descubrieron que el HCl de los CFC es soluble en una variedad de compuestos orgánicos a base de carbono y, lo que es peor, a las temperaturas que se dan en la estratosfera en latitudes medias. Las piezas empiezan a encajar.

problema mundial

El carbono orgánico termina en compuestos como alcoholes y ácidos orgánicos. Los ácidos orgánicos y los alcoholes en las moléculas hacen que reaccionen con el ácido clorhídrico a temperaturas más cálidas de lo que normalmente lo harían en la estratosfera. Finalmente, se producen reacciones en la superficie de las partículas de humo que liberan cloro que destruye el ozono. Este proceso es el mismo que ocurre en los polos, explica Solomon, pero solo a temperaturas más frías, porque las nubes estratosféricas polares no tienen una alta solubilidad hasta que están muy frías. Esta es la nueva clave. Es un shock brutal para los científicos que estudian la estratosfera. Nadie esperaba que los incendios tuvieran tal efecto”, lamentó el científico estadounidense.

Salomón no es nuevo en esto. Ya había descubierto que las partículas liberadas por la erupción masiva del volcán Pinatubo en Filipinas en 1991 no solo redujeron la temperatura del planeta en al menos medio grado centígrado durante los siguientes dos años, sino que también debilitaron la capa de ozono durante meses. Ahora, los resultados de sus experimentos, comparados con los datos de tres satélites (que ven la situación desde arriba de la estratosfera) muestran que el espesor de esta capa protectora se ha reducido entre un 3% y un 5% en la mayor parte del hemisferio sur. Como cada primavera, la capa de ozono sobre la Antártida se contrajo en 2020; Pero ese año lo hizo un 10% más y el agujero se amplió en 2 millones de kilómetros cuadrados.

“Es muy relevante, y será más frecuente a medida que aumente la frecuencia de incendios masivos en los próximos años debido al cambio climático”.

V. Fay McNeil, experta en química y física de los átomos atmosféricos de la Universidad de Columbia.

Para V. Faye McNeill, experta en química y física de moléculas atmosféricas de la Universidad de Columbia, el trabajo de Solomon podría tener importantes implicaciones. «Como hemos señalado muchas veces, incluso con la erupción del Pinatubo, cuando las partículas alcanzan la estratosfera, pueden viajar por todo el mundo y tener un impacto global en el clima y la química del ozono». Ahora, se ha descubierto que estos aerosoles pueden provenir de incendios. «Es muy relevante y será más frecuente a medida que aumente la frecuencia de incendios masivos en los próximos años debido al cambio climático», dice MacNeil.

Agregar incendios a la ecuación podría ayudar a explicar muchas cosas: por ejemplo, por qué cuando el agujero de ozono se cierra sobre la Antártida, la capa sobre otras partes del planeta se debilita sin que los científicos tengan claras las causas. También podría arrojar luz sobre lo que observaron los científicos a bordo del rompehielos alemán Polarstern durante el viaje MOSAIC: navegaron por el Ártico durante el invierno y la primavera de 2019-20 hasta que el hielo atrapó el barco y luego se dejaron llevar durante el estudio. atmósfera con un sistema de detección basado en láser (LiDAR). Al hacer rebotar el espectro de luz en las partículas de la estratosfera, esperaban encontrar una capa estrecha de partículas de origen volcánico. Sin embargo, como informan en una revista científica, lo que encontraron fue una gruesa cinta de unos 10 kilómetros de altura compuesta principalmente de material orgánico que solo podría provenir de los incendios que asolaron Siberia el verano pasado.

Si el descubrimiento de Solomon fuera un asunto global, todo encajaría en el mayor agujero en la capa de ozono jamás registrado sobre el Polo Norte. En 2020 hubo grandes incendios en Siberia, en 2021 en Canadá y, casi todos los veranos, en el oeste de EE. UU., el Mediterráneo, Chile y Australia.

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