La próxima gran erupción volcánica podría provocar reacciones químicas que dañarían gravemente la capa de ozono ya asediada del planeta.
La extensión del daño a la capa de ozono que resulta de una gran erupción explosiva depende de la química atmosférica compleja, incluidos los niveles de emisiones artificiales en la atmósfera. Utilizando modelos químicos sofisticados, investigadores de la Universidad de Harvard y la Universidad de Marylandexploró lo que sucedería con la capa de ozono en respuesta a erupciones volcánicas a gran escala durante el resto de este siglo y en varios escenarios diferentes de emisión de gases de efecto invernadero. La investigación fue publicada recientemente en Cartas de investigación geofísica .
La estratosfera de la Tierra todavía se está recuperando de la liberación histórica de clorofluorocarbonos CFC y otras sustancias químicas que agotan el ozono. A pesar de que los CFC fueron eliminados por el Protocolo de Montreal hace 30 años, los niveles de moléculas que contienen cloro en la atmósfera aún están elevados.Las erupciones volcánicas explosivas que inyectan grandes cantidades de dióxido de azufre en la estratosfera facilitan la conversión química del cloro en formas más reactivas que destruyen el ozono.
Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que cuando las concentraciones de cloro de los CFC producidos en humanos son altas, el agotamiento del ozono resultará después de una erupción volcánica. Cuando los niveles de cloro de los CFC son bajos, las erupciones volcánicas en realidad pueden aumentar el grosor de la capa de ozono. Peroexactamente cuándo ocurre esta transición, desde erupciones que agotan el ozono hasta erupciones que aumentan el espesor de la capa de ozono, hace tiempo que no se sabe con certeza. Investigaciones anteriores han puesto la ventana de la transición entre 2015 y 2040.
Los investigadores de Harvard descubrieron que las erupciones volcánicas podrían provocar el agotamiento del ozono hasta 2070 o más allá, a pesar de la disminución de las concentraciones de CFC artificiales.
"Los resultados de nuestro modelo muestran que la vulnerabilidad de la columna de ozono a las grandes erupciones volcánicas probablemente continuará a fines del siglo XXI, significativamente más tarde que las estimaciones anteriores", dijo David Wilmouth, quien dirigió la investigación y es científico del proyecto en elHarvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences y el Departamento de Química y Biología Química.
Entonces, ¿por qué ocurre este cambio mucho más tarde de lo que se pensaba anteriormente?
"Las estimaciones anteriores no tomaron en cuenta ciertas fuentes naturales de gases halógenos, como los bromocarbonos de vida muy corta procedentes del plancton marino y las microalgas", dijo Eric Klobas, autor principal y candidato a doctorado en física química de Harvard.
Teniendo en cuenta estas emisiones ajusta el tiempo del cambio de erupciones que causan el agotamiento del ozono a erupciones que aumentan el grosor de la capa de ozono. Estas fuentes naturales de bromo se vuelven especialmente importantes en la estratosfera inferior después de las concentraciones de CFC emitidos por el ser humanohan declinado
"Descubrimos que la concentración de bromo a partir de compuestos orgánicos naturales de muy corta vida es críticamente importante", dijo Klobas. "Incluso pequeños cambios, parte por billón en la cantidad de bromo de estas fuentes pueden significar la diferencia entreuna erupción volcánica de finales del siglo XXI que provoque el agotamiento de la columna de ozono o la mejora de la columna de ozono "
Luego, los investigadores exploraron cómo un evento volcánico del tamaño de la erupción del Monte Pinatubo, que disparó alrededor de 20 millones de toneladas métricas de dióxido de azufre en la estratosfera en 1991, impactaría la capa de ozono en 2100. El equipo modeló cuatro emisiones diferentes de gases de efecto invernaderoescenarios, que van desde muy optimista hasta lo que comúnmente se considera el peor de los casos.
El equipo descubrió que la proyección más optimista de las futuras concentraciones de gases de efecto invernadero resultó en el mayor agotamiento del ozono de una erupción volcánica. Por el contrario, en el escenario pesimista en el que las emisiones de gases de efecto invernadero continúan aumentando rápidamente a lo largo del siglo XXI, un Monte Pinatubo-la erupción del tamaño en realidad conduciría a un ligero aumento en el ozono. Los investigadores encontraron que las temperaturas estratosféricas más frías y los niveles más altos de metano en este escenario frenarían importantes reacciones químicas que agotan el ozono.
Pero, aquí está la patada: todos los escenarios anteriores suponían que la erupción volcánica solo inyectaría azufre en la estratosfera, como la erupción de 1991 del Monte Pinatubo en Filipinas. Si la erupción inyectara también productos químicos que contienen halógeno comocloruro de hidrógeno HCl en la estratosfera, los resultados podrían ser graves.
"Si los halógenos volcánicos, que comúnmente están presentes en grandes cantidades en las erupciones volcánicas, se dividieran sustancialmente en la estratosfera, en cualquier escenario de emisión de gases de efecto invernadero, en cualquier momento en el futuro, podrían causar graves pérdidas de estratosferaozono ", dijo Klobas.
En tal caso, los Estados Unidos podrían ver una disminución prolongada y significativa en el grosor de la capa de ozono, más del 15 al 25 por ciento en el escenario de halógeno más alto modelado. Incluso pequeñas reducciones en el grosor de la capa de ozono, que protege elLa superficie de la Tierra de la radiación ultravioleta que destruye el ADN puede afectar negativamente la salud humana y otras formas de vida en este planeta.
"Estas erupciones son eventos muy inusuales, pero existe la posibilidad, como se evidencia en el registro histórico", dijo Wilmouth.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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