El metano es un potente gas de efecto invernadero, segundo solo al dióxido de carbono en el aumento de las temperaturas globales. Sin embargo, su permanencia en la atmósfera es breve, gracias a las moléculas llamadas radicales hidroxilo, conocidas como el «detergente de la atmósfera» por su capacidad para descomponer el metano. Con el calentamiento del planeta, la respuesta de estos agentes limpiadores del aire es incierta.
Científicos del MIT han desarrollado un nuevo modelo para estudiar los procesos que controlan cómo los niveles de radicales hidroxilo variarán con el aumento de las temperaturas. Sus hallazgos indican que la situación es compleja. A medida que las temperaturas aumentan, también lo hará el vapor de agua en la atmósfera, lo que incrementará las concentraciones de estas moléculas. Sin embargo, el incremento de las temperaturas también aumentará las emisiones de compuestos orgánicos volátiles biogénicos, que son gases liberados de manera natural por algunas plantas y árboles. Estas emisiones pueden reducir los niveles de radicales hidroxilo y atenuar el efecto del vapor de agua.
Impacto del aumento de temperaturas
En particular, se ha encontrado que si la temperatura promedio del planeta aumenta en 2 grados Celsius, el aumento del vapor de agua incrementará los niveles de radicales hidroxilo en aproximadamente un 9 por ciento. Sin embargo, el incremento correspondiente en las emisiones biogénicas disminuiría los niveles de radicales hidroxilo en un 6 por ciento, resultando en un aumento neto modesto, de alrededor del 3 por ciento, en la capacidad de la atmósfera para descomponer el metano y otros compuestos químicos.
“Los radicales hidroxilo son importantes para determinar la vida útil del metano y otros gases de efecto invernadero reactivos, así como para gases que afectan la salud pública, incluyendo el ozono y otros contaminantes del aire”, afirma Qindan Zhu, autor del estudio y líder del trabajo en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT.
“Hay una serie de razones ambientales por las que queremos entender lo que sucede con esta molécula”, agrega Arlene Fiore, profesora en el EAPS. “Queremos asegurarnos de que esté presente para eliminar químicamente todos estos gases y contaminantes”.
Modelo AquaChem y sus hallazgos
El estudio de Fiore y Zhu se publicó recientemente en el Journal of Advances in Modeling Earth Systems (JAMES). Para su investigación, los científicos desarrollaron un nuevo modelo que simula los niveles de radicales hidroxilo en la atmósfera bajo un escenario climático global actual, comparado con un futuro más cálido. Su modelo, denominado “AquaChem”, es una expansión de un modelo simplificado parte del proyecto Community Earth System Model (CESM).
Los modelos de aquaplaneta permiten a los científicos estudiar interacciones detalladas en la atmósfera en respuesta a cambios en las temperaturas superficiales, sin gastar tiempo y recursos computacionales en simular dinámicas complejas entre la tierra, el agua y los casquetes polares. A este modelo, Zhu añadió un componente de química atmosférica que simula reacciones químicas detalladas consistentes con las temperaturas superficiales aplicadas.
El radical hidroxilo se produce principalmente cuando el ozono interactúa con la luz solar en presencia de vapor de agua. Zhu incorporó en su modelo diferentes tipos de emisiones, tanto antropogénicas como naturales, para evaluar el impacto de cada proceso en los niveles de radicales hidroxilo.
Perspectivas futuras sobre el radical hidroxilo
Los investigadores reconocen que hay muchos factores que afectan la respuesta de las emisiones de isopreno a un aumento de temperatura. El aumento del CO2, no considerado en este estudio, puede atenuar esta respuesta impulsada por la temperatura. De todos los factores que pueden alterar los niveles de radicales hidroxilo bajo el calentamiento global, las emisiones biogénicas son las más inciertas, a pesar de su aparente gran influencia. En el futuro, planean actualizar AquaChem para seguir estudiando cómo estas emisiones, así como otros procesos y escenarios climáticos, podrían afectar las concentraciones de radicales hidroxilo.
“Sabemos que los cambios en el radical hidroxilo, incluso de unos pocos por ciento, pueden ser significativos para interpretar cómo el metano podría acumularse en la atmósfera”, concluye Zhu. “Comprender las tendencias futuras de OH nos permitirá determinar las tendencias futuras del metano”.
