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Halógenos oceánicos: claves para la regulación del ozono troposférico

Publicada el 22 DE ENERO 2020, 16:12 En Divulgación Científica.

Un estudio internacional, en el que participó un investigador del CONICET, comprobó que los halógenos naturales tendrán un rol fundamental en la destrucción de uno de los contaminantes existentes en la capa más baja de la atmósfera.
Halógenos oceánicos: claves para la regulación del ozono troposférico
Rafael Fernández. Investigador del ICB y profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNCuyo

Los niveles de ozono troposférico durante el siglo XXI estarán regulados por una fuerte amortiguación natural producida por compuestos halogenados -sustancias orgánicas e inorgánicas que contienen cloro, bromo y yodo- emitidos naturalmente desde los océanos a través de procesos bióticos y abióticos. A esta conclusión arribó un grupo internacional de científicos, en el cual participó el investigador adjunto del CONICET en el Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (ICB, CONICET-UNCuyo), Rafael Fernandez.

En la actualidad se estima que los halógenos naturales, normalmente no considerados en los modelos de química-clima, destruyen entre el diez y el veinte por ciento de la carga total de ozono que existe en la tropósfera, donde actúa como un contaminante de la calidad del aire -a diferencia del ozono que se encuentra en la estratósfera, beneficioso por absorber la radiación ultravioleta-.

“En lo que se refiere a química atmosférica de halógenos, la mayoría de los estudios climáticos consideran exclusivamente las fuentes antropogénicas, ya que son las que afectan directamente a la capa de ozono en la estratósfera; sin embargo la línea de base natural sobre la cual se adicionan las fuentes antrópicas es de suma importancia a la hora de evaluar el ozono troposférico, sobre todo en un contexto de cambio climático”, explica Fernandez.

En un artículo recientemente publicado en la revista Nature Climate Change, los investigadores revelan que los halógenos naturales poseen una fuerte capacidad de regulación, que controla la carga de ozono troposférico a medida que el calentamiento global del planeta avanza.

Los halógenos naturales, emitidos desde los océanos, ayudan a rebajar los niveles de ozono. Crédito: Alfons Puertas / Observatorio Fabra

Los científicos realizaron simulaciones climáticas para el período 1950-2100 utilizando un modelo de química-clima de última generación (CAM-Chem, Community Atmospheric Model with Chemistry), el cual fue actualizado para incluir una completa representación de la química de halógenos. En comparación con estudios previos, la particularidad de estas simulaciones es que se acoplaron los cambios en las emisiones de halógenos naturales a los cambios climáticos (temperatura y velocidad de viento) y biogeoquímicos (producción biológica marina) previstos para el siglo XXI. De este modo pudo determinarse un rango mínimo y máximo en la evolución del poder destructor de ozono troposférico que tendrán los halógenos naturales en el futuro. Los resultados muestran que la destrucción de ozono mediada por halógenos es altamente heterogénea, con marcadas asimetrías hemisféricas, regionales y verticales. El estudio sugiere que las pérdidas de ozono troposférico debido a los halógenos naturales hacia finales del siglo XXI serán hasta un 70 por ciento más grandes (en comparación con el presente) en regiones altamente industrializadas como el sudeste asiático o la costa Este de los Estados Unidos, con importantes beneficios para la calidad del aire. Sin embargo, se proyecta que la capacidad de destrucción del ozono troposférico global en el futuro, mediada por halógenos, será similar a la actual, debido principalmente a la fuerte capacidad amortiguadora que generan las emisiones de yodo.

“En 2015 propusimos que existe un eficiente mecanismo de retroalimentación en el cual un incremento en los niveles de ozono troposférico aumentaba las emisiones de yodo, que a su vez actúa como un potente destructor del ozono que genera las emisiones. En este nuevo artículo evaluamos el impacto de este feedback natural sobre la evolución de los niveles de ozono durante el siglo XXI, y encontramos que el yodo actúa como un amortiguador natural que regula los incrementos de ozono”, comenta el investigador.

Los autores del estudio esperan que estos hallazgos abran un nuevo horizonte de investigación sobre la química de halógenos naturales en los próximos años, la cual regula una fracción importante del ozono troposférico en tiempo presente, pero que, debido a los cambios climáticos que se esperan, jugará un papel cada vez más importante.

El trabajo se enmarca dentro del proyecto CLIMAHAL (“Climate dimension of natural halogens in the Earth system: Past, present, future”) financiado por el European Research Council (programa Consolidator Grant 2016 ERC, IP: Alfonso Saiz-López) y fue dirigido por el Instituto de Química-Física “Rocasolano” del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España.

Referencia bibliográfica

Iglesias-Suarez, F., Badia, A., Fernandez, R.P. et al. Natural halogens buffer tropospheric ozone in a changing climate. Nat. Clim. Chang. (2020). https://doi.org/10.1038/s41558-019-0675-6

Sobre investigación:

Rafael Fernández, Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (UNCuyo-CONICET) - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN-UNCuyo)

Fernando Iglesias-Suarez, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, España)

Alba Badia, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, España)

Carlos Alberto Cuevas, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, España)

Alfonso Saiz-Lopez, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC, España)

Douglas E. Kinnison, National Center of Atmospheric Research (NCAR, Boulder, USA)

Simone Tilmes, National Center of Atmospheric Research (NCAR, Boulder, USA)

Jean-François Lamarque, National Center of Atmospheric Research (NCAR, Boulder, USA)

Matthew Long, National Center of Atmospheric Research (NCAR, Boulder, USA)

Ryan Hossaini, Universidad de Lancaster (UK)