La gira mundial de la NASA por la atmósfera revela sorpresas
Dos tercios de la superficie de la Tierra están cubiertas por agua, y dos tercios de la atmósfera terrestre residen sobre los océanos, lejos de la tierra y de las formas tradicionales en que las personas miden los gases y contaminantes que circulan por el aire y alrededor del mundo.
Mientras los satélites en el espacio que miden los gases principales pueden cerrar algo de esa brecha, se necesita un avión para descubrir qué está sucediendo realmente en la química del aire sobre los océanos. Ahí es donde entra la misión de Tomografía Atmosférica (Atom) de la NASA.
Desde 2016, un equipo de científicos con 25 avanzados instrumentos a bordo de un avión de investigación DC-8 de la NASA ha tomado muestras de más de 400 gases diferentes y una amplia gama de partículas en el aire en excursiones de un mes desde Alaska hasta Nueva Zelanda y luego a Sudamérica y hasta el Atlántico a Groenlandia, y a través del Océano Ártico.
Lejos de la tierra, la atmósfera sobre el océano es donde encontrar el aire más limpio del planeta, al menos en teoría. En el transcurso de tres despliegues, y con su cuarta y última gira que comenzó a fines de abril, el equipo ha encontrado sorprendentes niveles de contaminantes sobre los océanos Pacífico, Atlántico y Ártico.
"Es asombroso ver tanta contaminación en medio del océano, tan lejos de las regiones de origen", dijo el principal investigador de ATom, Steve Wofsy, de la Universidad de Harvard, recordando su vuelo al centro del Atlántico y su parada en la Isla Ascensión a mitad de camino entre África y América del Sur, justo al sur del ecuador.
"Al descender la primera vez, nos quedamos atónitos de encontrarnos en una espesa neblina de humo y polvo que se originó en África, a miles de kilómetros al este. La neblina tenía un poco atractivo color marrón amarillo y era tan espesa que no podíamos ver el océano. Todos los cientos de sustancias químicas contaminantes que medimos tenían cantidades muy altas. En cada visita posterior a esa primera, hemos encontrado un manto similar que se extiende por miles de kilómetros, abarcando todo el océano Atlántico tropical", dijo.
Los modelos de computadora que simulan el movimiento de los principales gases como el monóxido de carbono, creados por la combustión incompleta de los incendios, son una de las herramientas utilizadas por el equipo de ATom para tener una idea de lo que podrían ver en cada tramo de su vuelo. También es una de las herramientas que están evaluando.
"Una de las mejores cosas de ATom es mostrar qué tan bien funciona el modelo en general", dijo Paul Newman, científico en jefe de Ciencias de la Tierra en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. El modelo combina pronósticos meteorológicos con química atmosférica conocida para indicarles dónde y cuándo una columna de contaminación se cruza con la trayectoria de vuelo.
"Pero se pierden un montón de detalles. Te está dando una idea de dónde viene el material, y eso te permite refinar tu ciencia. Entonces no descubrimos tierras inexploradas, pero es como tengo un mapa de Iowa y conduciré por allí, y ese mapa es probablemente, dependiendo de la antigüedad, 95% correcto. Es el 5 por ciento incorrecto es lo que es interesante".
Una de esas desviaciones interesantes ocurrió en el Ártico, según el científico atmosférico y investigador del equipo ATom Róisín Commane en la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York. "Una de las mayores columnas de contaminación que hemos visto no fue pronosticada por los modelos, que vinieron de los incendios en Siberia. Por lo tanto, ATom nos ha dado una instantánea de lo que podríamos estar perdiendo", dijo.
El seguimiento de columnas es solo el primer paso. El siguiente es obtener una mejor comprensión de cómo cambian a medida que se demoran en el océano. Por ejemplo, los hidrocarburos de las columnas de humo reaccionan a la luz del sol con otros gases para formar ozono, un gas de efecto invernadero y contaminante del aire más conocido como el ingrediente principal en el smog de la ciudad. Los instrumentos a bordo del DC-8 pueden detectar tanto el ozono como todos los gases que producen ozono por reacciones químicas. Esto significa que, además de rastrear desde tierra el ozono en las columnas, el equipo de ATom también puede determinar cuánto se produce a partir de otros gases sobre el océano.
El centro del Océano Pacífico está mucho más lejos de la tierra que el Atlántico. Allí, ATom observó niveles de ozono generalmente bajos, pero la producción de ozono nuevo sobre el océano basada en el conjunto medido de gases de ingrediente fue mayor que los modelos predichos.
"Esto implica que el Pacífico remoto es una fuente más grande de ozono troposférico de lo que previamente entendíamos", dijo el científico adjunto del proyecto de ATom Michael Prather en la Universidad de California, Irvine. "Es un resultado preliminar, y todavía tenemos que analizar si este ozono producido es natural o está relacionado con la contaminación, pero significa que tendremos que reconsiderar lo que creemos sobre la cantidad de ozono que se produce en los océanos remotos, y qué significa para el clima y nuestros esfuerzos para reducir la contaminación del ozono en la tierra".
El despliegue final de ATom tendrá lugar esta primavera. Con la información atmosférica que han recopilado durante los vuelos de cada estación del año, el equipo científico continuará analizando los datos y mejorará los modelos atmosféricos que nos ayudan a comprender nuestro planeta de origen.
Para obtener más información sobre la misión ATom, visita: https://www.nasa.gov/content/earth-expeditions-atom
