¿Cómo influyen los árboles en la formación de nubes?
Científicos del CERN han identificado los sesquiterpenos, unos hidrocarburos gaseosos que liberan las plantas, como factor importante en la formación de nubes. Foto: vecstock/Freepik

¿Influyen los árboles en la formación de nubes? Desde hace años, científicos de varios países, entre ellos España, colaboran en un estudio internacional sobre la influencia de la radiación cósmica en la formación de gotas de nubes. Ahora han identificado los sesquiterpenos, unos hidrocarburos gaseosos que liberan las plantas, como factor importante en la formación de nubes. Este hallazgo reducirá las incertidumbres en los modelos climáticos.

Este avance se ha producido en el Instituto Paul Scherrer, en Suiza, y se enmarca dentro del proyecto internacional Cosmics Leaving Outdoor Droplets (CLOUD), del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN).

Vídeo: CERN

 

En un estudio experimental que difunde Science Advances, detallan el hallazgo de los hidrocarburos gaseosos sesquiterpenos, que liberan las plantas.

Es bien sabido que para formar las gotas que configuran las nubes, el vapor de agua necesita núcleos de condensación, partículas sólidas o líquidas sobre las que condensarse. Estos son proporcionados por una amplia variedad de aerosoles, diminutas partículas sólidas o líquidas de entre 0,1 y 10 micrómetros de diámetro, que se producen y liberan al aire tanto por la naturaleza como por la actividad humana.

Estas partículas pueden incluir sal del mar, arena del desierto, contaminantes de la industria y el tráfico o partículas de los incendios, por ejemplo.

Sin embargo, aproximadamente la mitad de los núcleos de condensación se forman en realidad en el aire cuando diferentes moléculas gaseosas se combinan y se convierten en sólidos, un fenómeno que los expertos llaman nucleación o formación de nuevas partículas (NPF). Para empezar, estas partículas son diminutas, apenas mayores de unos nanómetros.

Isoprenos, monoterpenos y sesquiterpenos

Las últimas proyecciones del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), vaticinan que el clima global será entre 1,5 y 4,4 grados Celsius más cálido que los niveles preindustriales para el año 2100.

Esta cifra se basa en varios escenarios que describen cómo pueden evolucionar las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero en el futuro. En el mejor de los casos, si se logran frenar las emisiones rápida y radicalmente, se cumplirá el objetivo de 1,5 grados del Acuerdo de París.

Sin embargo, dichas proyecciones también están sujetas a cierta incertidumbre. En el peor de los casos, por ejemplo, si las emisiones siguieran aumentando, el incremento de la temperatura podría ser tan bajo como 3,3 o tan alto como 5,7 grados Celsius, en lugar de 4,4 grados.

El principal gas antropogénico que contribuye a la formación de partículas es el dióxido de azufre en forma de ácido sulfúrico, procedente principalmente de la quema de carbón y petróleo.

Los gases naturales más importantes implicados son los llamados isoprenos, monoterpenos y sesquiterpenos. Se trata de hidrocarburos que se liberan principalmente por la vegetación. Son componentes clave de los aceites esenciales que olemos cuando, por ejemplo, cortamos el césped o damos un paseo por el bosque. Cuando estas sustancias se oxidan, es decir, reaccionan con el ozono, se forman aerosoles en el aire.

En opinión de Lubna Dada, del PsI, “la concentración de dióxido de azufre en el aire ha disminuido significativamente en los últimos años debido a una legislación ambiental más estricta. La concentración de terpenos, por el contrario, aumenta porque las plantas liberan más terpenos cuando experimentan estrés, por ejemplo cuando hay un aumento de las temperaturas y condiciones climáticas extremas y la vegetación se expone más a las sequías”.

Árboles y nubes

La gran cuestión para mejorar las predicciones climáticas es, por tanto, cuál de los factores predominará y provocará un aumento o una disminución de la formación de nubes. Para obtener una respuesta válida, sería necesario saber cómo contribuye a la formación de nuevas partículas cada una de estas sustancias.

Hasta ahora, los sesquiterpenos no han sido objeto de investigación. «Esto se debe a que son bastante difíciles de medir. En primer lugar, porque reaccionan muy rápidamente con el ozono y, en segundo lugar, porque se encuentran con mucha menos frecuencia que otras sustancias”, explica Dada.

Cada año, se calcula que se liberan alrededor de 465 millones de toneladas de isopreno y 91 millones de toneladas de monoterpenos, mientras que los sesquiterpenos representan sólo 24 millones de toneladas.

Sin embargo, en este trabajo, han demostrado que estos compuestos desempeñan un papel importante en la formación de nubes. Según las mediciones, en la misma concentración forman 10 veces más partículas que las otras dos sustancias orgánicas.

Para determinar todo esto, Dada y el resto del equipo de científicos utilizaron la cámara CLUOD, del CERN. La cámara es una sala cerrada en la que se pueden simular diferentes condiciones atmosféricas.

“Con casi 30 metros cúbicos, esta cámara climática es la más pura de su tipo en todo el mundo. Tan puro que nos permite estudiar los sesquiterpenos incluso en las bajas concentraciones registradas en la atmósfera”, subraya Dada.

Las partículas persistentes provocan más nubes

Los experimentos revelaron que la oxidación de una mezcla natural de isopreno, monoterpenos y sesquiterpenos en aire puro produce una gran variedad de compuestos orgánicos, los llamados ULVOC (compuestos orgánicos de volatilidad ultrabaja).

Como sugiere el nombre, no son muy volátiles y, por lo tanto, forman partículas de manera muy eficiente, que pueden crecer con el tiempo hasta convertirse en núcleos de condensación.

El enorme efecto de estos compuestos se reveló cuando los investigadores agregaron sesquiterpenos a la cámara con una suspensión de sólo isoprenos y monoterpenos. Incluso añadiendo sólo un 2 % se duplicó la tasa de formación de nuevas partículas.

“Esto se puede explicar por el hecho de que una molécula de sesquiterpeno consta de 15 átomos de carbono, mientras que los monoterpenos constan sólo de 10 y los isoprenos sólo cinco”, afirma Dada.

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