Hace cinco años, los investigadores pasaron tres horas a bordo de un vaporoso avión de investigación Gulfstream-1 mientras zigzagueaba entre el aire prístino sobre la selva amazónica y el aire contaminado cercano. Era como un viaje de ida y vuelta a través del tiempo, comoLos científicos se entretejieron entre los dos entornos muy diferentes, enganchando muestras de aire características del entorno industrial actual, así como muestras de aire no contaminado, como antes de la era industrial.
Un equipo internacional de científicos dirigido por Manish Shrivastava del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. Ha analizado algunos de los datos y descubrió que la contaminación causada por los humanos estimula la producción de partículas que cambian el clima conocidas como aerosoles orgánicos secundarios mucho más quepreviamente pensado. El equipo publicó sus resultados en Comunicaciones de la naturaleza .
Los hallazgos ilustran cómo la contaminación de los automóviles, las plantas de energía y otras fuentes se combina con las emisiones naturales de los árboles en el Amazonas para estimular un aumento marcado de pequeñas partículas que pueden reflejar o absorber la luz solar, ayudar a crear nubes, cambiar los patrones de lluvia y determinar cómoel carbono fluye entre la tierra y la atmósfera, todo con efectos dramáticos en nuestro planeta.
El resultado proviene de una campaña de investigación, conocida como GOAmazon, dirigida por la Instalación de Investigación de Medición de Radiación Atmosférica, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía. La campaña se centró en la región cerca y alrededor de Manaus, una ciudad brasileña de más de2 millones de personas que están rodeadas de bosques tropicales durante cientos de millas. Los científicos se refieren al vasto dosel del bosque alrededor de Manaus como un "Océano Verde", dando al nombre de la campaña sus primeras letras.
La región ofrece un entorno de investigación difícil de encontrar en cualquier otro lugar de la tierra. En un lado de un límite indefinido hay una selva tropical tropical vertical con aire cristalino y niveles de 300 partículas de aerosol por centímetro cúbico; en el otro lado estáel aire sobre Manaus, con concentraciones de partículas 100 veces más altas debido a la actividad humana.
"Para comprender realmente cómo la contaminación ha influido en la atmósfera, necesitamos comparar la atmósfera de hoy con tiempos anteriores a la era industrial", dijo Shrivastava. "Esto es un desafío; por supuesto, no podemos retroceder en el tiempo. Pero el Amazonas es unode los pocos lugares en la tierra donde podemos estudiar la química atmosférica tanto en el pasado como en el presente simultáneamente ".
En ese día soleado hace cinco años, el avión ARM deambulaba de un lado a otro del límite, volando a lo largo de un campo de fútbol cada segundo, tomando muestras de aire del prístino y luego contaminado.
"La región proporciona un laboratorio natural maravilloso para comprender cómo las emisiones antropogénicas tienen un impacto en la química atmosférica y el clima", dijo Shrivastava.
Si bien solo una pequeña porción de nuestro planeta brinda la oportunidad única para este estudio, los hallazgos se aplican a la química atmosférica que tiene lugar en todas partes de la Tierra en todo momento.
Esta química está detrás de los aromas refrescantes de una pradera forestal o de flores frescas. Cuando esos aromas golpean nuestro nervio olfativo, en realidad estamos detectando una serie de gases, como el isopreno y los terpenos que contienen carbono, que son emitidos naturalmente porárboles y otra vegetación. Los gases contribuyen al ozono y otras formas de neblina que afectan la cantidad de luz solar que llega a la tierra.
Cuando estas emisiones naturales de carbono interactúan en la luz solar con óxido de nitrógeno, emitido naturalmente desde los suelos pero también como un producto común emitido en gran medida por la actividad humana, uno de los resultados es la formación de pequeñas partículas conocidas como aerosoles orgánicos secundarios. Aunque los aerosoles son pequeños,mucho más pequeños que el ancho de un cabello humano, no son nada importantes cuando se trata del clima de la Tierra. Son un componente importante en los ciclos de energía y carbono del planeta, que determinan en parte el destino del vasto depósito de carbono del planeta y cómofluye entre la tierra y la atmósfera.
Shrivastava y sus colegas trataron de aprender cómo las emisiones antropogénicas aumentan la producción de estas partículas de carbono que ocurren naturalmente, cuán extensos son los efectos de la actividad humana al estimular la transformación de gases expulsados de la vegetación a estas poderosas partículas que cambian el clima.
El equipo integró estos datos con otras mediciones de laboratorio para desarrollar un modelo informático avanzado para simular reacciones químicas que forman partículas en la atmósfera. El modelo cumple una doble función, reproduciendo la química preindustrial y actual. La mayoría de los modelos han sido en gran partecreado en base a las condiciones actuales; las mediciones de Amazon proporcionan información sobre las condiciones químicas preindustriales que mejoraron las capacidades predictivas del modelo.
El equipo descubrió que el óxido de nitrógeno emitido por actividades humanas como el tráfico y las refinerías de petróleo promueve la creación de estas partículas a partir del carbono forestal natural mucho más de lo que se pensaba anteriormente, lo que provoca un aumento promedio de 60 a 200 por ciento e incluso hasta 400 por cientoen algunos casos, eso se compara con el 20 por ciento estimado previamente por los científicos sobre la base de datos en ubicaciones continentales más contaminadas.
El equipo también demostró que la mayoría de estas partículas secundarias que contienen carbono se formaron por este fenómeno.
"El impacto de la contaminación en la creación de aerosoles orgánicos secundarios ha sido muy difícil de descifrar", dice Shrivastava. "Nuestros hallazgos indican que la atmósfera de la Tierra en muchos lugares continentales ya ha sido sustancialmente alterada por las actividades humanas, y hay una actividad mucho más grande yimpacto generalizado que se ha apreciado "
En su artículo, Shrivastava y los otros autores concluyen: "Nuestros resultados proporcionan una imagen clara de cómo es probable que las emisiones antropogénicas hayan modificado en gran medida la formación de SOA biogénico [aerosol orgánico secundario] desde tiempos preindustriales en la Tierra, e implican esa rápida urbanizaciónen años futuros podría mejorar sustancialmente la formación de SOA biogénico en las regiones boscosas vírgenes de la Amazonía ".
Shrivastava es uno de los muchos científicos de todo el mundo que está creando modelos informáticos complejos para explicar la atmósfera y el sistema terrestre. Describe la atmósfera como "un gran reactor químico que procesa constantemente las emisiones tanto naturales como humanas, y a su vez afecta tanto el clima como el clima".salud humana."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . Original escrito por Tom Rickey. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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