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Los hallazgos pueden llenar el vacío para el cambio climático, la investigación atmosférica más allá de las regiones tropicales.
Según un nuevo estudio realizado por científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) de EE.UU., los gases derivados del follaje de las plantas generan un fenómeno atmosférico previamente desconocido sobre la selva amazónica. El descubrimiento tiene implicaciones significativas para la ciencia atmosférica y el modelado del cambio climático.
La selva amazónica tropical constituye los pulmones de la Tierra, y este estudio conecta los procesos naturales en el bosque con los aerosoles, las nubes y el equilibrio radiativo de la Tierra en formas que no se han reconocido previamente. La investigación fue publicada recientemente en la revista ACS Earth and Space Chemistry .
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| El científico terrestre del PNNL, Manish Shrivastava, y su equipo identificaron un proceso atmosférico que crea un tipo de partícula fina sobre la selva amazónica. A través del proceso, los gases semivolátiles, que son compuestos químicos naturales a base de carbono que pueden condensarse fácilmente para formar partículas finas en la atmósfera superior, se emiten en toda la selva amazónica mediante procesos químicos superficiales y en la planta previamente no reconocidos. Fuente: Ilustración de Nathan Johnson | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico |
Llenando la falta de datos
Shrivastava y sus colegas estaban investigando partículas finas en la atmósfera superior cuando observaron una diferencia significativa entre sus resultados y lo que se hubiera esperado según las estimaciones de los modelos atmosféricos existentes. Investigaciones posteriores revelaron que faltaban interacciones clave entre el bosque y la atmósfera en los modelos atmosféricos actuales que rigen la cantidad de partículas finas en la atmósfera superior.
Los investigadores descubrieron un proceso previamente no reconocido que involucra gases semivolátiles producidos por plantas en la selva amazónica y transportados a la atmósfera superior por las nubes. Estos gases son compuestos químicos naturales a base de carbono que se condensan fácilmente en la alta atmósfera para crear partículas finas. Shrivastava afirma que este método es particularmente eficiente en la producción de partículas finas a grandes alturas y bajas temperaturas. Estas finas partículas enfrían la tierra al reducir la cantidad de luz solar que llega a ella. También producen nubes, que influyen en la precipitación y el ciclo del agua.
Descubrimiento crucial en los procesos atmosféricos
El proyecto de investigación de Shrivastava, financiado a través de un premio de investigación de carrera temprana del Departamento de Energía (DOE), involucró la investigación de la formación de partículas de aerosol conocidas como aerosoles orgánicos secundarios de isopreno epoxidiol (IEPOX-SOA), que se miden con aviones que vuelan a diferentes altitudes.
Los IEPOX-SOA son bloques de construcción esenciales para las partículas finas que se encuentran en todas las altitudes de la troposfera, la región de la atmósfera que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta aproximadamente 20 kilómetros de altitud sobre las regiones tropicales. Sin embargo, los modelos atmosféricos no tuvieron suficientemente en cuenta estas partículas y su influencia en las nubes muy por encima de la Tierra.
Los científicos utilizaron datos recopilados por aviones de laboratorio voladores en su descubrimiento de un proceso atmosférico que crea un tipo de partícula fina sobre la selva amazónica. Fuente: Foto de Jason Tomlinson | Instalación de usuario de Medición de Radiación Atmosférica [ARM] del Departamento de Energía de EE.UU.
Para desentrañar el misterio, los investigadores combinaron mediciones especializadas de aeronaves a gran altitud y simulaciones detalladas de modelos regionales realizadas utilizando recursos de supercomputación en el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales del PNNL. Su estudio reveló el componente no descubierto de los procesos atmosféricos. Un gas semivolátil conocido como 2-metiltetrol es transportado por corrientes ascendentes de nubes hacia la fría troposfera superior. Luego, el gas se condensa para formar partículas que la aeronave detecta como IEPOX-SOA.
Este es sin duda un descubrimiento importante porque ayuda a comprender cómo se forman estas partículas finas y, por lo tanto, arroja una nueva luz sobre cómo los procesos naturales en el bosque enfrían el planeta y contribuyen a la formación de nubes y las precipitaciones.
Junto con un clima global cambiante y una rápida deforestación en muchas partes de la Amazonía, los humanos están perturbando los procesos naturales clave que generan partículas finas en la atmósfera y modulan el calentamiento global.
Abriendo puertas a más investigaciones atmosféricas
El hallazgo del equipo solo rasca la superficie, al aprender sobre este proceso atmosférico recién descubierto y cómo afecta la formación de partículas finas en la atmósfera. El proceso recién identificado de las plantas podría explicar una amplia gama de fenómenos de partículas atmosféricas en otros lugares boscosos de todo el mundo.
En general, esto es solo el comienzo de lo que sabemos y abrirá nuevas fronteras de investigación en las interacciones tierra-atmósfera-aerosol-nube. Comprender cómo el bosque produce estas partículas podría ayudarnos a comprender cómo la deforestación y el cambio climático afectarán el calentamiento global y el ciclo del agua.
Fuente: “Tight Coupling of Surface and In-Plant Biochemistry and Convection Governs Key Fine Particulate Components over the Amazon Rainforest” by Manish Shrivastava, Quazi Z. Rasool, Bin Zhao, Mega Octaviani, Rahul A. Zaveri, Alla Zelenyuk, Brian Gaudet, Ying Liu, John E. Shilling, Johannes Schneider, Christiane Schulz, Martin Zöger, Scot T. Martin, Jianhuai Ye, Alex Guenther, Rodrigo F. Souza, Manfred Wendisch and Ulrich Pöschl, 12 January 2022, ACS Earth and Space Chemistry.
DOI: 10.1021/acsearthspacechem.1c00356
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