La vida en la Tierra tiene lugar en la troposfera, la capa inferior de la atmósfera que contiene mucho oxígeno (O2), que respiran los seres vivos. Por encima está la estratosfera que es rica en ozono (O3), que funciona como un filtro para la radiación ultravioleta. La vida debajo no sería posible sin estos compuestos. Ahora, un grupo de científicos ha descubierto que el humo de los incendios forestales se combina con otros gases producidos por el hombre para destruir este ozono. Después de los incendios forestales del verano de 2019-2020 en Australia, los agujeros en este filtro han aumentado en un 10 %. Como fenómeno global, grandes incendios en California, el norte de Canadá, Chile, los bosques de Indonesia, Siberia o el Mediterráneo debilitarán la atmósfera protectora que hace de este planeta un buen lugar para vivir.

A lo largo de la evolución geológica de la Tierra -quizás por simple coincidencia- surgió un mecanismo que protegía al planeta de los rayos ultravioleta (UV), especialmente de los tipos B y C, que tienen el mayor potencial de daño celular y genético. Este mecanismo, en una versión simplificada, involucra una molécula de oxígeno (O₂, formada por dos átomos de oxígeno, O). La exposición a la radiación ultravioleta rompe la molécula de O₂ en átomos de O, que luego se combinan con otras moléculas de O₂ para formar O₃, que es ozono. Sus moléculas absorben la radiación solar hasta que se agotan, se descomponen en oxígeno y comienzan de nuevo. Así ha sido durante millones de años. Pero luego, hace un siglo, los ingenieros de General Motors y Du Pont crearon un gas al que llamaron freón, y lo que había funcionado durante millones de años se desplomó en un abrir y cerrar de ojos.

El freón fue el primero de muchos clorofluorocarbonos (CFC) que primero democratizaron los refrigeradores y luego los acondicionadores de aire y las latas de aerosol. Décadas más tarde, en 1974, el científico mexicano Mario Molina demostró que los CFC ascendían a la estratosfera y abrían un agujero en la capa de ozono. Bajo la acción de la radiación, el cloro de estos gases se vuelve altamente reactivo y, en progresión geométrica, descompone el ozono en oxígeno. El miedo era tal que en 1987 el protocolo de Montreal prohibió el uso de CFC. La mala noticia es que permanecen en la estratosfera durante décadas. Sin embargo, la buena noticia es que hace cinco años se informó que la capa de ozono se estaba recuperando. Sin embargo, los incendios pueden convertir estas recuperaciones en humo.

En 2020, después de años de curación, el agujero de ozono antártico se está debilitando como nunca antes. La mayoría de los científicos lo consideran una excepción a la tendencia. Sin embargo, Susan Solomon, química atmosférica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y otros colegas, no están de acuerdo con esta suposición. Al mismo tiempo que se estaba produciendo el agotamiento del ozono estratosférico en gran parte del hemisferio sur, había niveles históricamente muy bajos de ácido clorhídrico y niveles históricamente altos de monóxido de cloro.

El ácido clorhídrico (HCl) presente en la estratosfera proviene de la descomposición de los CFC que los humanos han estado emitiendo durante casi un siglo. En principio, el cloro que contienen no reacciona a menos que se libere y, en contacto con el oxígeno, se convierte en monóxido de cloro, un verdadero eliminador de ozono. Hasta ahora se sabe que el HCl interactúa con las partículas de las nubes y la radiación, descomponiéndose en monóxido de cloro (ClO₂) o átomos de cloro (Cl). Antes de que se vuelvan a convertir en ácido clorhídrico, van a destruir 1000 moléculas de ozono. Pero tales reacciones ocurren bajo condiciones térmicas y de radiación, cuyos niveles óptimos ocurren en la estratosfera de las regiones polares. Por eso se abre un agujero en la capa de ozono sobre la Antártida y, a veces, sobre el Ártico, pero no sobre el resto del planeta. Sin embargo, ahora también está empeorando en otras partes del mundo, informan Solomon y sus colegas en la revista Nature.

El hecho de que el HCl cayera a niveles sin precedentes en las latitudes medias fue una advertencia para Solomon de que algo grave estaba pasando. Los niveles químicos en la estratosfera no aumentan. Faltaba un elemento en la ecuación y pensaron que la respuesta podría estar escondida en el humo del fuego. En los meses previos al agotamiento anual de la capa de ozono, Australia experimentó una serie de terribles incendios que destruyeron 30 millones de hectáreas, mataron a más de mil millones de seres vivos y arrojaron casi un millón de toneladas de humo a la atmósfera. Estas partículas, de treinta kilómetros de altura, son ricas en carbono orgánico. En principio, el carbono no es reactivo.

“Este fue un impacto brutal para los científicos que estudian la estratosfera. Nadie esperaba que las llamas produjeran tal efecto.

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

Tras buscar en libros y estudios químicos, encontraron que el ácido clorhídrico de los CFC se disuelve en una gran variedad de compuestos orgánicos a base de carbono y, lo que es peor, a temperaturas que se dan en la estratosfera de latitudes medias. Las piezas comenzaron a juntarse.

Problema mundial

El carbono orgánico termina en compuestos como alcoholes y ácidos orgánicos. Los ácidos orgánicos y los alcoholes en las partículas hacen que reaccionen con el ácido clorhídrico a temperaturas mucho más cálidas de lo que normalmente ocurriría en la estratosfera. Finalmente, se producen reacciones en la superficie de las partículas de humo que liberan cloro que agota la capa de ozono. El proceso es el mismo que sucede en los polos, explica Solomon, pero solo a temperaturas mucho más frías, porque las nubes estratosféricas polares no tienen mucha solubilidad hasta que están muy frías. Esta es una clave nueva. “Este fue un impacto brutal para los científicos que estudian la estratosfera. Nadie pensó que el fuego produciría tal efecto”, lamentó el científico estadounidense.

Salomón no era nuevo en esto. Ha 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 durante muchos meses también debilitaron la capa de ozono. Ahora, sus resultados experimentales, 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 también se adelgaza en 2020; pero ese año, sucedió un 10% más, y el agujero creció 2 millones de kilómetros cuadrados.

“Esto es muy relevante, y lo será aún más a medida que los grandes incendios sean más frecuentes en los próximos años debido al cambio climático”

V. Faye McNeill, química y física del atrio esférico de la Universidad de Columbia.

Para V. Faye McNeill, químico atmosférico y físico de partículas de la Universidad de Columbia, el trabajo de Solomon podría tener importantes implicaciones. “Como hemos observado muchas veces, incluso con la erupción del volcán Pinatubo, cuando las partículas alcanzan la estratosfera, pueden viajar alrededor del mundo y tener efectos globales en la química del clima y el ozono”. Ahora, se ha descubierto que estos aerosoles pueden tener su origen en el fuego. “Esto es muy relevante y lo será aún más a medida que los grandes incendios se vuelvan más frecuentes en los próximos años debido al cambio climático”, dijo McNeill.

Agregar fuego a la ecuación puede ayudar a explicar muchas cosas: por ejemplo, por qué mientras el agujero de ozono cerró la Antártida, en otras partes del planeta se está debilitando sin que los científicos sepan por qué. También podría explicar lo que los científicos a bordo del rompehielos alemán Polarstern observaron durante la expedición MOSAIC: navegaron por el Polo Norte durante el invierno y la primavera de 2019-20 hasta que el hielo atrapó el barco y luego se dejaron llevar mientras estudiaban. atmósfera con un sistema de detección basado en láser (LiDAR). Al reflejarse en el espectro de partículas de luz en la estratosfera, esperaban encontrar una capa estrecha de partículas de origen volcánico. Sin embargo, tal y como publicaron en una revista científica, lo que encontraron fueron gruesos caminos de unos 10 kilómetros de altura compuestos en su mayoría por material orgánico que solo podía provenir de los incendios que ardieron en Siberia el verano anterior.

Si los descubrimientos de Salomón fueran un problema global, corresponderían al mayor agujero en la capa de ozono jamás registrado sobre el Ártico. En 2020 hubo grandes incendios en Siberia, en 2021 en Canadá y, la mayoría de los veranos, en el oeste de EE. UU., el Mediterráneo, Chile y Australia.

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