El efecto inesperado que tiene el humo de los incendios en la atmósfera

MADRID.– La vida sobre la Tierra se desarrolla en la troposfera, la capa inferior de la atmósfera donde abunda el oxígeno (O2) que respiran los seres vivos. Pero encima está la estratosfera, rica en ozono (O3), que hace de filtro de la radiación ultravioleta. Sin este compuesto, la vida no sería posible. Ahora, un grupo de científicos 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 agrandó en un 10%. Si fuera un fenómeno global, los megaincendios de California, norte de Canadá, Chile, las selvas de indonesia, Siberia o las oleadas incendiarias en el Mediterráneo, estarían debilitando la protección atmosférica que hace de este planeta un buen sitio para vivir.

Durante toda su evolución geológica, quizá por simple azar, en la Tierra emergió 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 daño celular y genético. Este mecanismo, en su versión simplificada, implica a las moléculas de oxígeno (O₂), formado por dos átomos de oxígeno atómico, O). Su exposición a la radiación UV descompone las moléculas de O₂ en átomos de O. Estos, enseguida, se unen a otras moléculas de O₂ para formar O₃, es decir, ozono. Sus moléculas absorben la radiación solar hasta que se agotan y vuelven a descomponerse en oxígeno y vuelta a empezar. Así ha sido durante millones y millones de años. Pero hace apenas un siglo, ingenieros de General Motors y Du Pont crearon un gas al que llamaron freón y en unos años se descabaló lo que venía funcionando desde hacía millones.

El freón fue el primero de los muchos clorofluorocarburos (CFC) en los que se basó la democratización de los frigoríficos primero y la del aire acondicionado y los envases con spray después. Varias décadas más tarde, el mexicano Mario Molina demostró en 1974 que los CFC subían hasta la estratosfera y estaban abriendo un agujero en la capa de ozono. Bajo la acción de la radiación, el cloro de estos gases se vuelve muy reactivo y, en una progresión geométrica, descompone el ozono en oxígeno. La alarma fue tal que en 1987, el protocolo de Montreal prohibió el uso de los CFC. Lo malo es que estos permanecen durante décadas en la estratosfera. Lo bueno es que desde hace un lustro la capa de ozono se estaba recuperando. Pero los incendios podrían quemar esta recuperación.

Tras años de recuperación, el agujero de la capa de ozono de la Antártida volvió a debilitarse como nunca en 2020. La mayoría de los científicos pensaron que fue la excepción a la tendencia. Pero a Susan Solomon, química atmosférica del Instituto de Tecnología de Massachussetts (MIT) y otros colegas, no le encajaba la anomalía. Al mismo tiempo que se producía la merma del ozono estratosférico en la mayor parte del hemisferio sur, se registraron niveles extraordinariamente bajos de ácido clorhídrico e históricamente altos de monóxido de cloro.

El ácido clorhídrico (HCl) presente en la estratosfera viene de la descomposición 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 oxígeno, se convierta en monóxido de cloro, el auténtico matador del ozono. Hasta ahora se sabía que el HCl (conocido por muchos como agua fuerte o salfumán) interactuaba con las partículas de las nubes y la radiación, descomponiéndose en monóxido de cloro (ClO₂) o cloro atómico (Cl). Antes de que estos vuelvan a ser ácido clorhídrico, habrán destruido 1.000 moléculas de ozono. Pero tal reacción se daba en unas condiciones térmicas y de radiación cuyo óptimo se produce en la estratosfera de las regiones polares. Por eso el agujero en la capa de ozono se abre en la Antártida y ocasionalmente en el Ártico, pero no en el resto del planeta. Pero ahora también se resquebraja en otras partes del globo, según publican en la revista Nature, Solomon y sus colegas. “El hecho de que el HCl cayera a niveles sin precedente en latitudes medias fue para mí una advertencia de que algo serio estaba pasando”, dice Solomon.

Niveles químicos

Los niveles de químicos en la estratosfera no encajaban. Les faltaba un elemento, algo que añadir a la ecuación. Y pensaron que el humo de los incendios podría esconder la respuesta. Durante los meses inmediatamente anteriores al adelgazamiento anual de la capa de ozono, Australia vivió una espantosa oleada de incendios que arrasó 30 millones de hectáreas, acabando con la vida de más de mil millones de seres vivos y expulsando a la atmósfera casi un millón de toneladas de humo. Estas partículas elevadas una treintena de kilómetros eran ricas en carbono orgánico. En principio, el carbono no es reactivo.

Tras rebuscar en los libros y estudios de química, comprobaron que el ácido clorhídrico procedente de los CFC es soluble en un amplio grupo de compuestos orgánicos 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 cómo funciona es muy simple”, explica Solomon en un correo. “El carbono orgánico acaba en compuestos como alcoholes y ácidos orgánicos. Todo el mundo sabe que el alcohol es un gran disolvente, tal vez lo hayan usado para limpiar alguna vez. Los ácidos orgánicos y los alcoholes de las partículas hacen que reaccionen con el ácido clorhídrico a temperaturas mucho más cálidas de lo que normalmente sucede en la estratosfera. Finalmente, se producen reacciones en la superficie de las partículas 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 más frías, porque las nubes estratosféricas polares no tienen una solubilidad tan alta hasta que se enfrían mucho”, añade Solomon. “Esta es la clave nueva. Es un choque brutal para los científicos que estudiamos la estratosfera. Nadie esperaba que los incendios produjeran tal efecto”, concluye la científica estadounidense.

Solomon no es nueva en esto. Ya descubrió que las partículas (sobre todo los sulfatos, el azufre) que liberó la enorme erupción del volcán Pinatubo (Filipinas) en 1991 no solo enfriaron el planeta al menos medio grado durante los dos años siguientes, sino que durante meses debilitaron la capa de ozono. Ahora, los resultados de sus experimentos, cotejados con los datos de tres satélites (que ven desde arriba lo que pasa en la estratosfera) muestran que el grosor de este manto protector se encogió entre un 3% y un 5% en la mayor parte del hemisferio sur. Como cada primavera, la capa de ozono sobre la Antártida también adelgazó en la de 2020. Pero aquel año, lo hizo en un 10% más y el agujero ocupó otros 2 millones de kilómetros cuadrados adicionales.

Para V. Faye McNeill, experta en la química y la física de las partículas atmosféricas en la Universidad de Columbia (Estados Unidos), el trabajo de Solomon puede tener grandes implicaciones. “Como hemos observado muchas veces, incluso con la erupción volcánica del Pinatubo, cuando las partículas alcanzan la estratosfera, pueden transportarse por todo el globo y tener un efecto global en el clima y la química del ozono”. Y ahora se ha descubierto que estos aerosoles pueden proceder de los incendios. “Es muy relevante, y lo será aún más a medida que los mega incendios se vuelvan más frecuentes en los próximos años debido al cambio climático”, recuerda McNeill.

La entrada de los incendios en la ecuación podría ayudar a explicar muchas cosas. Podría ayudar a explicar, por ejemplo, que mientras el agujero de ozono se está cerrando sobre la Antártida, sobre otras parte del planeta la capa se está debilitando sin que los científicos tuvieran claro las causas. También podría aclarar lo que observaron los científicos que iban a bordo del rompehielos alemán Polarstern durante la expedición MOSAIC. Surcaron el Ártico durante el invierno y la primavera de 2019-20 hasta que el hielo atrapó el navío y se dejaron llevar por el casquete mientras estudiaban la atmósfera con un LIDAR, un sistema de detección basado en el láser que está dando muchas alegrías a la ciencia. Al rebotar el espectro de luz en las partículas de la estratosfera, esperaban encontrarse una estrecha capa de partículas de origen volcánico. Pero, como publicaron en una revista científica, lo que hallaron fue una gruesa franja de unos 10 kilómetros de alto formada sobre todo por compuestos orgánicos. Solo podían provenir de la ola de incendios que quemó Siberia el verano anterior.

De ser global lo descubierto por Solomon, todo esto encajaría con el mayor agujero en la capa de ozono sobre el Ártico jamás registrado. En 2020 también hubo megaincendios en Siberia, y en 2021 en Canadá y, casi todos los veranos, en el oeste de América, en el Mediterráneo, Chile y de nuevo en Australia.

Por Miguel Ángel Criado

©EL PAÍS, SL

Conforme a los criterios de

Conocé más

¿El mate nos hace más felices? El sorprendente descubrimiento de un estudio científico sobre su influencia en la dopamina

Con fuerte presencia de la IA. Siete hallazgos científicos y médicos que se destacaron en 2024 por su impacto en la vida humana

Física básica. Qué significa que una persona transmita corriente a otra, según la ciencia