Investigadores del CONICET lideraron un estudio internacional que determinó, por primera vez, cómo los halógenos emitidos desde el hielo polar reducen las concentraciones de ozono en latitudes medias del hemisferio norte. La comprensión de estos fenómenos es clave para desarrollar estrategias que mitiguen los efectos de este gas en la salud pública.

Los halógenos son un grupo de elementos químicos muy reactivos, entre los cuales se encuentran el cloro, el bromo y el yodo. Debido a su alta reactividad, pueden provocar que ciertas sustancias, como el ozono, un contaminante que afecta la calidad del aire en las capas bajas de la atmósfera, se descompongan más rápido de lo habitual.

Investigadores del CONICET lideraron un estudio internacional que demuestra, a través de un modelo computacional, que los halógenos liberados desde el hielo ártico tienen un impacto significativo en la reducción del ozono, no solo dentro del casquete polar, sino también en las latitudes medias (47°N a 60°N) del hemisferio norte, específicamente durante la primavera. El trabajo, publicado en la prestigiosa revista PNAS, aporta datos hasta ahora desconocidos sobre un fenómeno natural que, pese a ser esencial para el estudio de la calidad del aire, aún no ha sido contemplado en los modelos globales utilizados para proyectar la evolución del clima.

«Hay una disminución en los niveles de ozono debido a la interacción con los halógenos, particularmente en primavera, en las latitudes medias del hemisferio norte. Esto es muy relevante desde el punto de vista social y por su impacto en la calidad del aire urbano, ya que muchas personas viven en esas latitudes. Canadá y toda la zona escandinava se ven fuertemente afectadas, impactando incluso en ciudades densamente pobladas de Estados Unidos y el resto de Europa», comenta Rafael Fernandez, investigador del CONICET en el Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (ICB, CONICET-UNCUYO), y uno de los líderes del estudio internacional, junto a los becarios doctorales Lucas Berná y Orlando Tomazzeli.

El científico afirma que las masas de aire frío provenientes del Ártico llegan a las latitudes medias enriquecidas en halógenos y bajas en ozono, lo que termina siendo positivo para los habitantes de esas zonas, ya que se trata de un fenómeno natural que ayuda a reducir la contaminación regional asociada a este elemento gaseoso.

En el Ártico, durante la primavera, las bajas temperaturas y la luz solar intensa crean condiciones especiales donde los halógenos, que son emitidos de forma natural desde el océano y se depositan sobre la superficie de la nieve y el hielo, reaccionan y se reciclan mediante procesos fotoquímicos. «Todos los años, en primavera, hay un pulso de emisión de halógenos desde los polos que, comparado con la emisión global de halógenos de todo el planeta, no es significativo; pero si se limita a las regiones polares y su periferia, puede producir una reducción de entre un 10 y un 40 por ciento en los niveles de ozono superficial, dependiendo de la latitud», explica el científico, quien realizó parte de su investigación en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España gracias al Programa de Financiamiento Parcial de Estadías Breves en el Exterior del CONICET para investigadores asistentes y adjuntos. Además, agregó: «Nuestro modelo predice que este fenómeno también ocurre en la Antártida, y actualmente estamos trabajando para evaluar si estos pulsos de halógenos pueden alcanzar la Patagonia durante la primavera austral».

El estudio es la continuación de una serie de trabajos previos del equipo científico sobre la interacción entre la química y el clima en relación con los halógenos naturales. En este sentido, también presenta una evaluación y comparación temporal del impacto de los halógenos sobre el ozono troposférico (el más cercano a la superficie de la Tierra) desde tiempos preindustriales hasta la actualidad: «En las simulaciones hemos observado que el impacto de los halógenos ha cambiado con el tiempo. Cuando las sustancias emitidas desde los polos se mezclan con los contaminantes emitidos por la actividad humana en las ciudades, ocurren una serie de reacciones que alteran la eficiencia química y la intensidad de las emisiones. A ese fenómeno lo llamamos Amplificación Antropogénica de las Emisiones Naturales (AANE, por sus siglas en inglés), y permite explicar la diferencia entre lo que ocurre hoy y lo que sucedía en tiempos preindustriales. Nuestra estimación es que la intensidad de este proceso en el Ártico ha cambiado hasta un 6 u 8 por ciento, y se espera que siga cambiando en el futuro», comenta Fernandez.

En conclusión, el estudio subraya la importancia de comprender cómo los halógenos emitidos naturalmente desde el hielo polar interactúan con el ozono y cómo estas interacciones han cambiado a lo largo del tiempo, especialmente bajo la influencia de la actividad humana. Estos hallazgos no solo revelan detalles críticos sobre la química atmosférica, sino que también destacan la necesidad de continuar investigando cómo los cambios en el clima y la contaminación podrían amplificar o alterar estos procesos en el futuro. «En un contexto más amplio, este proyecto busca determinar cuál es la ‘línea de base’ natural que poseen las emisiones provenientes de la Antártida y el Ártico sobre los niveles de ozono y metano en las regiones periféricas y prístinas del hemisferio sur, así como en las regiones densamente pobladas en las latitudes altas del hemisferio norte. La comprensión de estos fenómenos es clave para desarrollar estrategias que mitiguen sus efectos en la salud pública y el cuidado del medio ambiente», concluye el científico.

Referencia bibliográfica:

Fernandez Rafael P., Berná Lucas, Tomazzeli Orlando, Mahajan Anoop S., Li Qinyi, Kinnison Douglas E., Wang Siyuan, Lamarque Jean-François, Tilmes Simone, Skov Henrik, Cuevas Carlos A., Saiz López, Alfonso (2024) Arctic halogens reduce ozone in the northern mid-latitudes. PNAS. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2401975121

Autor: Leonardo Fernández