updated 1:39 PM CEST, Sep 28, 2016

Cómo germina el cielo el aerosol marino

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moléculas orgánicas en el aerosol marino

La utilización de la espuma marina podría cambiar las temperaturas globales en meses

¿Qué impacto tiene la espuma del mar sobre el clima global? Es una pregunta que los científicos han estudiado durante décadas. Ellos saben que los aerosoles vaporizados marinos pueden flotar en la atmósfera y "germinar" las nubes - muchos de los cuales parecen ayudar a enfriar la Tierra reflejando la luz, aunque hay otros que parecen contribuir al calentamiento.

Pero ¿qué acciones hacen las partículas de aerosoles, y en qué condiciones? ¿Cómo afectan los aerosoles a la precipitación y a la distribución de las precipitaciones? ¿Podría la espuma del mar ayudar mejor a la humanidad a compensar el calentamiento climático?

"La única gran incertidumbre en el cambio climático es cómo afectan los aerosoles a las nubes y el clima", dijo la científica atmosférica Kimberly Prather, de la Universidad de California en San Diego.

Simulación del aerosol del océano

El centro que Prather dirige - NSF Center for Aerosol Impacts on Climate and the Environment - ha tomado medidas extraordinarias para encontrar respuestas. Hizo un sistema océano-atmósfera en el Laboratorio de Hidráulica en Scripps de Oceanografía, bombeando agua desde el océano Pacífico en un largo canal de oleaje de 33 metros (108 pies). Este tanque está equipado con un tablero "bajío" que actúa como un rompiente de olas, generando el aerosol marino.

NSF Center for Aerosol Impacts on Climate and the Environment

El sistema permite a los investigadores aislar las muestras y tener más control sobre las variables que afectan a la producción, el tamaño y la química de la espuma del mar (que se compone de partículas de sal, polvo, bacterias e incluso virus).

El laboratorio tiene filtros de aire para eliminar la contaminación, y el flujo de olas de 3.000 galones está equipado con una cubierta para encapsular el aire filtrado. Prather quiere obtener datos de referencia para las propiedades químicas solo del aerosol marino.

laboratorio del NSF Center for Aerosol Impacts on Climate and the Environment

"Los científicos han viajado por encima de los océanos a bordo de buques", dijo. "Lo hemos hecho nosotros mismos unas 10 veces. Y salimos y tratamos de medir lo que sale del océano. Y resulta que hay muchas otras cosas en la atmósfera. Usted puede encontrar el componente humano, la contaminación de los seres humanos. Usted puede encontrar polvo. Usted puede encontrar la espuma del mar. El problema es que está todo mezclado. Y tratar de desentrañar así lo que está haciendo el océano es casi imposible. Y por eso hemos evacuado aquí el espacio de arriba. El aire está limpio. Todos estos filtros de aire limpian en realidad el aire de partículas. Así que no hay nada a excepción de cuando rompe la ola. Y la meta en nuestros experimentos es entender lo que está saliendo del océano mismo".

Nuevos ojos para un viejo problema

El centro de la NSF que Prather dirije, junto con el co-director Vicki Grassian de la Universidad de Iowa, reúne a los mejores científicos de nueve universidades diferentes de todo el país para crear "nuevos ojos para un problema muy antiguo", dijo ella. "Cada vez que hacemos una medición estamos aprendiendo algo nuevo".

Con su sistema de micro-océano, estos investigadores pueden agregar variables que reflejan las innumerables influencias humanas y naturales en el mundo real, y medir su impacto en la composición de la espuma del mar. Por ejemplo, pueden mezclar el agua con nutrientes o contaminantes, o cambiar la temperatura.

canal para producir aerosoles marinos

El mezclar el agua con nutrientes estimula un proceso que puede resultar en una floración de fitoplancton del tipo que se ha vuelto cada vez más común como resultado de la escorrentía agrícola.

El año pasado el equipo dio a conocer un estudio que muestra que las fuertes concentraciones de bacterias en el agua conducen a una reducción de la capacidad de la espuma marina para formar nubes. Durante cinco días, el equipo alteró sistemáticamente el ecosistema del canal de agua mediante la adición de varias combinaciones de bacterias marinas y fitoplancton. Las palas hidráulicas del sistema empujaron las olas para que rompiesen sobre el banco de arena artificial, y los instrumentos analizaron la química del agua de mar, el aire y los aerosoles.

fitoplancton en el agua

¿Forman nubes, o no?

Los investigadores encontraron que la composición de los aerosoles cambió en formas que reducen su capacidad para formar nubes. Un día después de que se añadieran nuevos cultivos, las pruebas mostraron que los niveles de bacterias aumentaron cinco veces y el potencial de siembra en las nubes se redujo en alrededor de un tercio. Al mismo tiempo, cayó la concentración de fitoplancton, junto con los niveles del pigmento clorofila-a. Este es un hallazgo importante debido a la manera en como los científicos miden actualmente la actividad biológica. Instrumentos de los satélites buscan actividad biológica midiendo el color de la superficie del mar - que cambia con los diferentes niveles de clorofila-a. Los experimentos del centro muestran que tales evaluaciones podían afectar a las floraciones con otros organismos como las bacterias.

El centro también está encontrando evidencia de que los aerosoles pueden redistribuir las precipitaciones. La esperanza de Prather es que los resultados del equipo serán un día incorporados en los modelos climáticos y de predicción del tiempo, lo que podría ayudar a las regiones a anticipar y lidiar mejor con problemas que van desde la sequía a las tormentas extremas.

Los resultados también podrían un día ayudar en el desarrollo de métodos relativamente rápidos para mitigar los efectos del calentamiento climático.

"Si podemos averiguar que los aerosoles quizá estén calentando nuestra atmósfera, podemos quitar esos aerosoles relativamente rápido - o simplemente podemos dejar de emitirlos todos juntos", dijo Prather. "Y podríamos cambiar nuestras temperaturas en una escala de tiempo mucho más rápido en nuestra vida. Seríamos capaces de hacer cambios en escalas de tiempo de meses frente a cientos de años".