Partículas de humo de incendios forestales parecen erosionar la capa de ozono

Un incendio forestal puede bombear humo a la estratosfera, donde las partículas permanecen a la deriva durante más de un año. Un nuevo estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, ha descubierto que, mientras permanecen suspendidas, estas partículas pueden desencadenar reacciones químicas que erosionan la capa protectora de ozono que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta del sol.

El estudio, publicado en la revista 'Nature', se centra en el humo del megaincendio Verano Negro en el este de Australia, que ardió entre diciembre de 2019 y enero de 2020. Los incendios --los más devastadores registrados en el país-- calcinaron decenas de millones de hectáreas y bombearon más de un millón de toneladas de humo a la atmósfera.

El equipo del MIT identificó una nueva reacción química por la cual las partículas de humo de los incendios forestales australianos empeoraron el agotamiento del ozono. Al desencadenar esta reacción, los incendios contribuyeron probablemente a reducir entre un 3 y un 5% el ozono total en las latitudes medias del hemisferio sur, en regiones situadas por encima de Australia, Nueva Zelanda y partes de África y Sudamérica.

El modelo de los investigadores también indica que los incendios afectaron a las regiones polares, erosionando los bordes del agujero de ozono sobre la Antártida. A finales de 2020, las partículas de humo de los incendios forestales australianos ampliaron el agujero de ozono antártico en 2,5 millones de kilómetros cuadrados, un 10% de su superficie en comparación con el año anterior.

No está claro qué efecto tendrán a largo plazo los incendios forestales en la recuperación del ozono. Las Naciones Unidas informaron recientemente de que el agujero de ozono, y el agotamiento de la capa de ozono en todo el mundo, están en vías de recuperación, gracias a un esfuerzo internacional sostenido para eliminar progresivamente las sustancias químicas que agotan la capa de ozono.

Pero el estudio del MIT sugiere que mientras estas sustancias químicas persistan en la atmósfera, los grandes incendios podrían desencadenar una reacción que agotara temporalmente el ozono.

"Los incendios australianos de 2020 fueron realmente una llamada de atención para la comunidad científica", afirma Susan Solomon, catedrática Lee y Geraldine Martin de Estudios Ambientales del MIT y destacada climatóloga que identificó por primera vez las sustancias químicas responsables del agujero de ozono antártico.

"El efecto de los incendios forestales no se había tenido en cuenta antes en las proyecciones de recuperación del ozono --reconoce--, y creo que ese efecto puede depender de si los incendios se hacen más frecuentes e intensos a medida que se calienta el planeta".

Este nuevo estudio, realizado por Solomon y el estudiante de posgrado del MIT Peidong Wang, con colaboradores del Instituto de Investigación Medioambiental y Climática de Guangzhou (China), la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, el Centro Nacional de Investigación Atmosférica y la Universidad Estatal de Colorado, amplía un descubrimiento realizado en 2022 por Solomon y sus colegas, en el que identificaron por primera vez un vínculo químico entre los incendios forestales y el agotamiento del ozono.

Descubrieron que los compuestos que contienen cloro, emitidos originalmente por las fábricas en forma de clorofluorocarbonos (CFC), podían reaccionar con la superficie de los aerosoles de los incendios. Esta interacción desencadenó una cascada química que produjo monóxido de cloro, la molécula que más destruye la capa de ozono. Sus resultados mostraron que los incendios forestales australianos probablemente agotaron el ozono a través de esta reacción química recién identificada.

"Pero eso no explicaba todos los cambios observados en la estratosfera --reconoce Solomon--. Había un montón de química relacionada con el cloro que estaba totalmente fuera de lugar".

En el nuevo estudio, el equipo examinó más de cerca la composición de las moléculas de la estratosfera tras los incendios forestales de Australia. Examinaron tres conjuntos independientes de datos de satélite y observaron que, en los meses posteriores a los incendios, las concentraciones de ácido clorhídrico disminuyeron considerablemente en las latitudes medias, mientras que las de monóxido de cloro aumentaron.

El ácido clorhídrico (HCl) está presente en la estratosfera a medida que los CFC se descomponen de forma natural con el paso del tiempo. Mientras el cloro esté unido en forma de HCl, no tiene posibilidad de destruir el ozono. Pero si el HCl se rompe, el cloro puede reaccionar con el oxígeno y formar monóxido de cloro, que destruye la capa de ozono.

En las regiones polares, el HCl puede romperse al interactuar con la superficie de las partículas de las nubes a temperaturas gélidas de unos 155 grados Kelvin. Sin embargo, no se esperaba que esta reacción se produjera en latitudes medias, donde las temperaturas son mucho más cálidas.

Entonces Solomon se preguntó si el HCl también podría interactuar con las partículas de humo, a temperaturas más cálidas y de forma que liberara cloro para destruir el ozono. Si tal reacción fuera posible, explicaría el desequilibrio de moléculas y gran parte de la destrucción de ozono observada tras los incendios forestales australianos.

El equipo investigó en la literatura química para ver qué tipo de moléculas orgánicas podían reaccionar con el HCl a temperaturas más cálidas para romperlo. "Descubrí que el HCl es extremadamente soluble en una amplia gama de especies orgánicas --recuerda--. Le gusta pegarse a muchos compuestos".

La cuestión entonces era si los incendios forestales australianos liberaron alguno de esos compuestos que podrían haber desencadenado la ruptura del HCl y el consiguiente agotamiento del ozono. Cuando el equipo analizó la composición de las partículas de humo en los primeros días tras los incendios, el panorama no estaba nada claro.

"Miré esas cosas y me eché las manos a la cabeza pensando: hay tantas cosas ahí, ¿cómo voy a descubrirlo? --recuerda Solomon--, pero entonces me di cuenta de que en realidad habían pasado algunas semanas antes de que se viera el descenso del HCl, así que realmente hay que mirar los datos sobre las partículas envejecidas de los incendios forestales".

Cuando el equipo amplió su búsqueda descubrió que las partículas de humo persistían durante meses, circulando por la estratosfera en latitudes medias, en las mismas regiones y momentos en que descendían las concentraciones de HCl.

"Son las partículas de humo envejecidas las que realmente absorben gran parte del HCl --revela Solomon--. Y entonces se obtienen, sorprendentemente, las mismas reacciones que en el agujero de ozono, pero sobre latitudes medias, a temperaturas mucho más cálidas".

Cuando el equipo incorporó esta nueva reacción química a un modelo de química atmosférica y simuló las condiciones de los incendios forestales australianos, observó una disminución del 5% del ozono en toda la estratosfera a latitudes medias y un aumento del 10% del agujero de ozono sobre la Antártida.

La reacción con el HCl es probablemente la principal vía por la que los incendios forestales pueden agotar el ozono. Pero Solomon supone que puede haber otros compuestos que contengan cloro a la deriva en la estratosfera, que los incendios forestales podrían desbloquear.

"Ahora estamos en una especie de carrera contrarreloj --reconoce--. Esperemos que los compuestos que contienen cloro hayan sido destruidos, antes de que la frecuencia de los incendios aumente con el cambio climático. Razón de más para estar atentos al calentamiento global y a estos compuestos que contienen cloro".

Europa Press