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| Un valle en el desierto de Atacama en Chile. Crédito de la imagen: S. McMurtrey / CC BY-SA 4.0. |
El yodo es un micronutriente crítico para la salud humana que se transporta a través de la atmósfera y que posiblemente se adquiere parcialmente de ella. El yodo atmosférico prevalece en la capa límite marina, la troposfera libre inferior, la troposfera libre superior y la estratosfera. Participa en ciclos fotoquímicos rápidos, destruyendo el ozono (O3) y modificando la capacidad oxidativa de la atmósfera. Cuando los vientos elevan el fino polvo del desierto a la atmósfera, el yodo de ese polvo puede desencadenar reacciones químicas que destruyen parte de la contaminación atmosférica y permiten que los gases de efecto invernadero permanezcan más tiempo.
El bajo nivel de O3 en las capas de polvo en el aire se observa con frecuencia, pero no se comprende bien.
El hallazgo, publicado hoy en la revista Science Advances, puede obligar a los investigadores a reevaluar cómo las partículas procedentes de la tierra pueden afectar a la química de la atmósfera.
"El yodo, la misma sustancia química que se añade como nutriente a la sal de mesa, se está comiendo el ozono en el aire polvoriento de las zonas altas de la atmósfera", afirma Rainer Volkamer, becario del CIRES y profesor de química de la Universidad de California en Boulder. Volkamer dirigió el equipo que realizó mediciones atmosféricas de precisión con aviones sobre el Océano Pacífico oriental hace varios años. El nuevo hallazgo, dijo, tiene implicaciones no solo para la calidad del aire, sino también para el clima: la química del yodo puede hacer que los gases de efecto invernadero permanezcan más tiempo y debería hacernos reflexionar sobre los planes de geoingeniería con polvo.
"Nuestra comprensión del ciclo del yodo es incompleta", dijo Volkamer. "Hay fuentes terrestres y una química que desconocíamos y que ahora debemos tener en cuenta".
A los investigadores atmosféricos les interesa desde hace tiempo la observación de que las capas de aire polvoriento suelen tener un nivel muy bajo de ozono, contaminante atmosférico que, cuando se concentra, puede dañar los pulmones de las personas e incluso los cultivos.
Otros han especulado al respecto, pero ha habido muchas dudas, dijo Volkamer. En cambio, los experimentos de laboratorio han demostrado desde hace tiempo que una forma gaseosa de yodo puede engullir el ozono, pero solo había indicios de una conexión entre el polvo y el yodo.
Había otros indicios tentadores sobre el proceso en un conjunto de datos de 2012, procedentes de una serie de vuelos de aviones frente a la costa de Chile y Costa Rica. El polvo observado en las costas de América del Sur tenía niveles sorprendentes de yodo gaseoso. Volkamer entregó los datos al entonces estudiante de posgrado de la Universidad de Boulder Theodore Koenig, el autor principal. Koenig describe esos datos como parte de un conjunto de fotografías borrosas compartidas por químicos atmosféricos de todo el mundo. Por ejemplo, en una imagen, "el yodo parecía correlacionarse con el polvo... pero no con absoluta claridad", dijo.
En todas partes, el polvo parecía destruir el ozono, pero ¿por qué? "El yodo y el ozono están claramente conectados, pero no había ninguna 'foto' de ambos con el polvo", dijo Koenig, que ahora es investigador de la contaminación atmosférica en la Universidad de Pekín (China).
Los datos de TORERO (el "Intercambio de Halógenos Reactivos e Hidrocarburos Oxigenados en la Troposfera del Océano Tropical", una campaña de campo financiada por la Fundación Nacional de la Ciencia) captaron esos tres caracteres juntos, por fin, en una sola imagen, dijo. Estaba claro que donde el polvo del desierto contenía niveles significativos de yodo -como el polvo de los desiertos de Atacama y Sechura en Chile y Perú- el yodo se transformaba rápidamente en una forma gaseosa y el ozono descendía a niveles muy bajos. Pero, ¿cómo se transformó ese yodo del polvo? "El mecanismo sigue siendo esquivo", dijo Volkamer. "Ese es un trabajo futuro".
Así que el panorama es otro borroso, dijo Koenig, pero aun así, la ciencia es más nítida que antes. "Tengo más preguntas al final del proyecto que al principio", dijo. "Pero son preguntas mejores y más específicas".
También son muy importantes, para cualquiera que esté interesado en el futuro de la atmósfera, dijo Volkamer. Se sabe que las reacciones del yodo en la atmósfera reducen los niveles de OH, por ejemplo, lo que puede aumentar la vida del metano y otros gases de efecto invernadero. Y lo que es más importante, varias ideas de geoingeniería consisten en inyectar partículas de polvo en lo alto de la atmósfera terrestre para reflejar la radiación solar entrante. Allí, en la estratosfera, el ozono no es un contaminante, sino que forma una "capa de ozono" crítica que ayuda a proteger el planeta de la radiación entrante.
Si el yodo del polvo se transformara químicamente en una forma que agotara el ozono en la estratosfera, dijo Volkamer, "eso no sería bueno, ya que podría retrasar la recuperación de la capa de ozono". Evitemos añadir yodo antropogénico a la estratosfera".
"Si la deposición atmosférica de yodato es responsable de la acumulación de yodo en el polvo, actualmente no está claro si el yodo liberado que observamos se había acumulado antes de la elevación del polvo en escalas de tiempo geológicas o refleja la respuesta contemporánea de O3 de la mejora de la fuente oceánica de yodo. Es probable que la retroalimentación mediada por el yodo entre el polvo y el O3 troposférico cambie los impactos regionales relevantes para la calidad del aire y la salud humana en un clima cambiante. Predecir estos cambios en respuesta a las emisiones de polvo cambiantes en el clima es un reto y merece más atención", cita el estudio.
Fuentes, créditos y referencias:
Theodore K. Koenig et al. 2021. Ozone depletion due to dust release of iodine in the free troposphere. Science Advances 7 (52); doi: 10.1126/sciadv.abj6544