El humo de los incendios reabre el agujero en la capa de ozono

La vida sobre la Tierra se desarrolla en la troposfera, la capa inferior de la atm¨®sfera donde abunda el ox¨ªgeno (O2) que respiran los seres vivos. Pero encima est¨¢ la estratosfera, rica en ozono (O3), que hace de filtro de la radiaci¨®n ultravioleta. Sin este compuesto, la vida no ser¨ªa posible. Ahora, un grupo de cient¨ªficos ha descubierto que el humo de los incendios se combina con otros gases generados por los humanos para acabar con este ozono. Tras los incendios del verano de 2019-2020 en Australia, el agujero en este filtro se agrand¨® en un 10%. Si fuera un fen¨®meno global, los megaincendios de California, norte de Canad¨¢, Chile, las selvas de indonesia, Siberia o las oleadas incendiarias en el Mediterr¨¢neo, estar¨ªan debilitando la protecci¨®n atmosf¨¦rica que hace de este planeta un buen sitio para vivir.

Durante toda su evoluci¨®n geol¨®gica, quiz¨¢ por simple azar, en la Tierra emergi¨® un mecanismo que protege al planeta de los rayos ultravioleta (UV), en especial los de tipo B y C, los que tienen mayor potencial de da?o celular y gen¨¦tico. Este mecanismo, en su versi¨®n simplificada, implica a las mol¨¦culas de ox¨ªgeno (O?), formado por dos ¨¢tomos de ox¨ªgeno at¨®mico, O). Su exposici¨®n a la radiaci¨®n UV descompone las mol¨¦culas de O? en ¨¢tomos de O. Estos, enseguida, se unen a otras mol¨¦culas de O? para formar O?, es decir, ozono. Sus mol¨¦culas absorben la radiaci¨®n solar hasta que se agotan y vuelven a descomponerse en ox¨ªgeno y vuelta a empezar. As¨ª ha sido durante millones y millones de a?os. Pero hace apenas un siglo, ingenieros de General Motors y Du Pont crearon un gas al que llamaron fre¨®n y en unos a?os se descabal¨® lo que ven¨ªa funcionando desde hac¨ªa millones.

El fre¨®n fue el primero de los muchos clorofluorocarburos (CFC) en los que se bas¨® la democratizaci¨®n de los frigor¨ªficos primero y la del aire acondicionado y los envases con spray despu¨¦s. Varias d¨¦cadas m¨¢s tarde, el mexicano Mario Molina demostr¨® en 1974 que los CFC sub¨ªan hasta la estratosfera y estaban abriendo un agujero en la capa de ozono. Bajo la acci¨®n de la radiaci¨®n, el cloro de estos gases se vuelve muy reactivo y, en una progresi¨®n geom¨¦trica, descompone el ozono en ox¨ªgeno. La alarma fue tal que en 1987, el protocolo de Montreal prohibi¨® el uso de los CFC. Lo malo es que estos permanecen durante d¨¦cadas en la estratosfera. Lo bueno es que desde hace un lustro la capa de ozono se estaba recuperando. Pero los incendios podr¨ªan quemar esta recuperaci¨®n.

Tras a?os de recuperaci¨®n, el agujero de la capa de ozono de la Ant¨¢rtida volvi¨® a debilitarse como nunca en 2020. La mayor¨ªa de los cient¨ªficos pensaron que fue la excepci¨®n a la tendencia. Pero a Susan Solomon, qu¨ªmica atmosf¨¦rica del Instituto de Tecnolog¨ªa de Massachussetts (MIT) y otros colegas, no le encajaba la anomal¨ªa. Al mismo tiempo que se produc¨ªa la merma del ozono estratosf¨¦rico en la mayor parte del hemisferio sur, se registraron niveles extraordinariamente bajos de ¨¢cido clorh¨ªdrico e hist¨®ricamente altos de mon¨®xido de cloro.

El ¨¢cido clorh¨ªdrico (HCl) presente en la estratosfera viene de la descomposici¨®n de los CFC que los humanos emitimos durante casi un siglo. En principio, el cloro que contiene no es reactivo, a no ser que se libere y, en contacto con el ox¨ªgeno, se convierta en mon¨®xido de cloro, el aut¨¦ntico matador del ozono. Hasta ahora se sab¨ªa que el HCl (conocido por muchos como agua fuerte o salfum¨¢n) interactuaba con las part¨ªculas de las nubes y la radiaci¨®n, descomponi¨¦ndose en mon¨®xido de cloro (ClO?) o cloro at¨®mico (Cl). Antes de que estos vuelvan a ser ¨¢cido clorh¨ªdrico, habr¨¢n destruido 1.000 mol¨¦culas de ozono. Pero tal reacci¨®n se daba en unas condiciones t¨¦rmicas y de radiaci¨®n cuyo ¨®ptimo se produce en la estratosfera de las regiones polares. Por eso el agujero en la capa de ozono se abre en la Ant¨¢rtida y ocasionalmente en el ?rtico, pero no en el resto del planeta. Pero ahora tambi¨¦n se resquebraja en otras partes del globo, seg¨²n publican en la revista Nature, Solomon y sus colegas. ¡°El hecho de que el HCl cayera a niveles sin precedentes en latitudes medias fue para m¨ª una advertencia de que algo serio estaba pasando¡±, dice Solomon.

Los niveles de qu¨ªmicos en la estratosfera no encajaban. Les faltaba un elemento, algo que a?adir a la ecuaci¨®n. Y pensaron que el humo de los incendios podr¨ªa esconder la respuesta. Durante los meses inmediatamente anteriores al adelgazamiento anual de la capa de ozono, Australia vivi¨® una espantosa oleada de incendios que arras¨® 30 millones de hect¨¢reas, acabando con la vida de m¨¢s de mil millones de seres vivos y expulsando a la atm¨®sfera casi un mill¨®n de toneladas de humo. Estas part¨ªculas elevadas una treintena de kil¨®metros eran ricas en carbono org¨¢nico. En principio, el carbono no es reactivo.

¡°Es un choque brutal para los cient¨ªficos que estudiamos la estratosfera. Nadie esperaba que los incendios produjeran tal efecto¡±

Susan Solomon, qu¨ªmica atmosf¨¦rica del Instituto de Tecnolog¨ªa de Massachussetts (MIT)

Tras rebuscar en los libros y estudios de qu¨ªmica, comprobaron que el ¨¢cido clorh¨ªdrico procedente de los CFC es soluble en un amplio grupo de compuestos org¨¢nicos que tienen como base al carbono y, lo que es peor, a temperaturas que se dan en la estratosfera de las latitudes medias. Empezaban a encajar las piezas. ¡°El c¨®mo funciona es muy simple¡±, explica Solomon en un correo. ¡°El carbono org¨¢nico acaba en compuestos como alcoholes y ¨¢cidos org¨¢nicos. Todo el mundo sabe que el alcohol es un gran disolvente, tal vez lo hayan usado para limpiar alguna vez. Los ¨¢cidos org¨¢nicos y los alcoholes de las part¨ªculas hacen que reaccionen con el ¨¢cido clorh¨ªdrico a temperaturas mucho m¨¢s c¨¢lidas de lo que normalmente sucede en la estratosfera. Finalmente, se producen reacciones en la superficie de las part¨ªculas de humo que liberan el cloro que destruye el ozono¡±. El proceso es el mismo que sucede en los polos, ¡°pero solo a temperaturas mucho m¨¢s fr¨ªas, porque las nubes estratosf¨¦ricas polares no tienen una solubilidad tan alta hasta que se enfr¨ªan mucho¡±, a?ade Solomon. ¡°Esta es la clave nueva. Es un choque brutal para los cient¨ªficos que estudiamos la estratosfera. Nadie esperaba que los incendios produjeran tal efecto¡±, concluye la cient¨ªfica estadounidense.

Solomon no es nueva en esto. Ya descubri¨® que las part¨ªculas (sobre todo los sulfatos, el azufre) que liber¨® la enorme erupci¨®n del volc¨¢n Pinatubo (Filipinas) en 1991 no solo enfriaron el planeta al menos medio grado durante los dos a?os siguientes, sino que durante meses debilitaron la capa de ozono. Ahora, los resultados de sus experimentos, cotejados con los datos de tres sat¨¦lites (que ven desde arriba lo que pasa en la estratosfera) muestran que el grosor de este manto protector se encogi¨® entre un 3% y un 5% en la mayor parte del hemisferio sur. Como cada primavera, la capa de ozono sobre la Ant¨¢rtida tambi¨¦n adelgaz¨® en la de 2020. Pero aquel a?o, lo hizo en un 10% m¨¢s y el agujero ocup¨® otros 2 millones de kil¨®metros cuadrados adicionales.

¡°Es muy relevante, y lo ser¨¢ a¨²n m¨¢s a medida que los mega incendios se vuelvan m¨¢s frecuentes en los pr¨®ximos a?os debido al cambio clim¨¢tico¡±

V. Faye McNeill, experta en la qu¨ªmica y la f¨ªsica de las part¨ªculas atmosf¨¦ricas en la Universidad de Columbia, Estados Unidos

Para V. Faye McNeill, experta en la qu¨ªmica y la f¨ªsica de las part¨ªculas atmosf¨¦ricas en la Universidad de Columbia (Estados Unidos), el trabajo de Solomon puede tener grandes implicaciones. ¡°Como hemos observado muchas veces, incluso con la erupci¨®n volc¨¢nica del Pinatubo, cuando las part¨ªculas alcanzan la estratosfera, pueden transportarse por todo el globo y tener un efecto global en el clima y la qu¨ªmica del ozono¡±. Y ahora se ha descubierto que estos aerosoles pueden proceder de los incendios. ¡°Es muy relevante, y lo ser¨¢ a¨²n m¨¢s a medida que los mega incendios se vuelvan m¨¢s frecuentes en los pr¨®ximos a?os debido al cambio clim¨¢tico¡±, recuerda McNeill.

La entrada de los incendios en la ecuaci¨®n podr¨ªa ayudar a explicar muchas cosas. Podr¨ªa ayudar a explicar, por ejemplo, que mientras el agujero de ozono se est¨¢ cerrando sobre la Ant¨¢rtida, sobre otras parte del planeta la capa se est¨¢ debilitando sin que los cient¨ªficos tuvieran claro las causas. Tambi¨¦n podr¨ªa aclarar lo que observaron los cient¨ªficos que iban a bordo del rompehielos alem¨¢n Polarstern durante la expedici¨®n MOSAIC. Surcaron el ?rtico durante el invierno y la primavera de 2019-20 hasta que el hielo atrap¨® el nav¨ªo y se dejaron llevar por el casquete mientras estudiaban la atm¨®sfera con un LIDAR, un sistema de detecci¨®n basado en el l¨¢ser que est¨¢ dando muchas alegr¨ªas a la ciencia. Al rebotar el espectro de luz en las part¨ªculas de la estratosfera, esperaban encontrarse una estrecha capa de part¨ªculas de origen volc¨¢nico. Pero, como publicaron en una revista cient¨ªfica, lo que hallaron fue una gruesa franja de unos 10 kil¨®metros de alto formada sobre todo por compuestos org¨¢nicos. Solo pod¨ªan provenir de la ola de incendios que quem¨® Siberia el verano anterior.

De ser global lo descubierto por Solomon, todo esto encajar¨ªa con el mayor agujero en la capa de ozono sobre el ?rtico jam¨¢s registrado. En 2020 tambi¨¦n hubo megaincendios en Siberia, y en 2021 en Canad¨¢ y, casi todos los veranos, en el oeste de Am¨¦rica, en el Mediterr¨¢neo, Chile y de nuevo en Australia.

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