La molécula orgánica de los árboles sobresale en la siembra de nubes, revela un estudio del CERN – Physics World

La molécula orgánica de los árboles sobresale en la siembra de nubes, revela un estudio del CERN – Physics World

Lubna Dada

Una familia de compuestos orgánicos liberados por los árboles podría desempeñar un papel mucho más importante de lo que se pensaba en la formación de nubes. Esa es la conclusión de Lubna Dada del Instituto Paul Scherrer de Suiza y un equipo internacional, quienes dicen que sus conocimientos podrían desempeñar un papel crucial en la predicción del futuro del clima de la Tierra.

Cuando los árboles sufren estrés, liberan moléculas orgánicas que reaccionan con el ozono, los radicales nitrato y otros compuestos de la atmósfera. Estas reacciones crean pequeñas partículas sólidas llamadas compuestos orgánicos de volatilidad ultrabaja (ULVOC).

En algunos casos, los ULVOC pueden crecer lo suficiente como para que las gotas de agua se condensen en sus superficies, fomentando la formación de nubes. Las nubes tienen efectos significativos en el clima de la Tierra, muchos de los cuales no se comprenden bien. Por lo tanto, no se puede pasar por alto la comprensión de la influencia de los ULVOC en los modelos climáticos globales.

Las moléculas más importantes involucradas en la formación de ULVOC se encuentran en tres tipos de hidrocarburos llamados isopreno, monoterpeno y sesquiterpeno. Para complicar las cosas, los científicos creen que el cambio climático está alterando sus emisiones a la atmósfera.

Concentración creciente

"La concentración de terpenos aumenta porque las plantas liberan más cuando sufren estrés, por ejemplo cuando aumentan las temperaturas y las condiciones climáticas extremas, y la vegetación está más expuesta a las sequías", explica Dada.

Gracias a investigaciones anteriores, los científicos del clima ahora tienen una comprensión sólida de cómo los niveles crecientes de isopreno y monoterpeno están afectando la formación de nubes global, ayudándolos a hacer mejores predicciones sobre el futuro del clima de la Tierra.

Hasta ahora, el papel de los sesquiterpenos ha resultado mucho más difícil de precisar. "Esto se debe a que son bastante difíciles de medir", dice Dada. "En primer lugar, porque reaccionan muy rápidamente con el ozono y, en segundo lugar, porque se encuentran con mucha menos frecuencia que otras sustancias".

A pesar de su menor emisión, estas moléculas tienen más probabilidades que el isopreno y el monoterpeno de formar las partículas grandes necesarias para la formación de nubes. En última instancia, esto significa que una comprensión más profunda del papel del sesquiterpeno en la formación de nubes será crucial para mejorar nuestros modelos del clima de la Tierra.

Nublado en el CERN

En su estudio, el equipo de Dada exploró la capacidad de los sesquiterpenos para formar ULVOC utilizando el Cósmicos dejando gotas al aire libre (NUBE) del CERN en Ginebra. Allí, los investigadores pueden simular diferentes condiciones atmosféricas implicadas en la formación de nubes.

“A casi 30 m3, esta cámara climática sellada es la más pura de su tipo en todo el mundo. Es tan puro que nos permite estudiar los sesquiterpenos incluso en las bajas concentraciones registradas en la atmósfera”, explica Dada.

Comenzando con una mezcla de isopreno y monoterpeno únicamente, el equipo midió cómo cambiaban las tasas de formación de nubes dentro de la cámara a medida que aumentaba la concentración de sesquiterpeno. El efecto fue inmediato. Incluso cuando el sesquiterpeno constituía sólo el 2% de la mezcla dentro de la cámara NUBE, su mayor rendimiento de ULVOC ya había duplicado la tasa de formación de nubes.

Como explica Dada, "Esto se puede explicar por el hecho de que una molécula de sesquiterpeno consta de 15 átomos de carbono, mientras que los monoterpenos constan de sólo diez y los isoprenos sólo cinco". Con su mayor peso molecular, el sesquiterpeno es mucho menos volátil aún que las otras dos moléculas, lo que le permite fusionarse más fácilmente en partículas sólidas.

Los resultados muestran que la influencia de los sesquiterpenos en la formación de nubes debe incluirse en los futuros modelos climáticos globales. Dada y sus colegas esperan que su estudio permita a los científicos del clima hacer mejores predicciones sobre cómo cambiará la formación de nubes y su impacto en la atmósfera de la Tierra a medida que el planeta continúe calentándose.

Basándose en sus técnicas, los investigadores intentarán ahora obtener una imagen más amplia de cómo el clima ya se ha visto afectado por las emisiones de otros compuestos artificiales. "A continuación, nosotros y nuestros socios de CLOUD queremos investigar qué sucedió exactamente durante la industrialización", explica el miembro del equipo, Imad El Haddad. "En ese momento, la atmósfera natural se mezclaba cada vez más con gases antropogénicos como dióxido de azufre, amoníaco y otros compuestos orgánicos antropogénicos".

La investigación se describe en Science Advances.

Sello de tiempo:

Mas de Mundo de la física