Cerca del borde del hielo, el número de partículas capaces de formar gotas de nubes se multiplicaba por 50 en un solo día
Los científicos han descubierto un proceso natural previamente desconocido que aumenta drásticamente el número de partículas que forman nubes en la atmósfera del Ártico, alterando potencialmente la cobertura de nubes, el reflejo de la luz solar y el futuro cambio climático.
En un nuevo estudio un equipo de investigación internacional liderado por la Universidad de Birmingham, con socios de China y España, presenta la primera evidencia real de que, donde el hielo marino del Ártico se encuentra con el océano abierto, la vida marina y la luz solar se combinan para liberar una mezcla química que siembra el cielo con partículas formadoras de nubes.
Se emite una combinación de yodo, azufre y compuestos orgánicos presentes de forma natural para crear nuevas partículas atmosféricas. Cerca del borde del hielo, los investigadores observaron cómo el número de partículas capaces de formar gotas de nubes se multiplicaba por 50 en un solo día.
A medida que la atmósfera ártica se calienta, el hielo se derrite. El deshielo deja al descubierto una mayor superficie del borde de hielo productivo, lo que genera partículas. Estas partículas pueden modificar la nubosidad, lo que afecta el balance de radiación de la Tierra.
El equipo recopiló los datos durante una expedición a bordo del buque de investigación real SS Discovery alrededor de Groenlandia y el estrecho de Davis en la primavera y el verano de 2022.
Imagen derecha: Representación esquemática de la nucleación natural y el crecimiento de nuevas partículas hasta formar núcleos de condensación de nubes (CCN) en la capa límite marina del Ártico. Crédito: Nature Geoscience (2026).
Evidencia de campo para un proceso de laboratorio
"Nuestros hallazgos proporcionan la primera validación en el mundo real de un mecanismo de química atmosférica recientemente identificado que involucra oxoácidos de yodo y ácido sulfúrico. Hasta ahora, este proceso solo se había demostrado en experimentos de laboratorio en la cámara CLOUD del CERN", dijo el coautor Dr. James Brean, profesor asistente de ciencias atmosféricas en la Universidad de Birmingham.
Los investigadores también identificaron una nueva clase de compuestos atmosféricos conocidos como moléculas orgánicas oxigenadas que contienen yodo (I-OOM), que parecen desempeñar un importante papel a la hora de ayudar a que las partículas recién formadas crezcan lo suficiente como para influir en las nubes.
Brean añadió: "Estos compuestos recientemente identificados ayudan a que las pequeñas partículas crezcan hasta convertirse en partículas más grandes que pueden generar nubes; creemos que es la primera vez que se observan tales moléculas e implica nuevas e importantes vías para la química del yodo".
Imagen derecha: Dinámica del crecimiento de partículas para el evento de formación de nuevas partículas (NPF) en la zona marginal de hielo.
La luz solar provoca frecuentes ráfagas de partículas
Los investigadores descubrieron que se formaban nuevas partículas en más del 80 % de los días soleados, lo que demuestra que este proceso es común en esta parte del Ártico. Su formación se debe a compuestos emitidos al aire que se transforman químicamente bajo la luz solar, incluyendo una combinación de:
• Compuestos de yodo liberados por el océano, el hielo marino y las zonas costeras.
• Dimetilsulfuro procedente de plantas marinas y algas.
• Compuestos orgánicos liberados de forma natural por el océano o la tierra.
"Nuestro descubrimiento es importante porque estas nuevas partículas pueden influir en las nubes, que desempeñan un papel fundamental a la hora de determinar la cantidad de calor que se retiene o se refleja. Una mayor cantidad de nubes o nubes más densas durante la temporada de calentamiento podrían acelerar el deshielo y, al mismo tiempo, enfriar el océano abierto", afirmó el autor principal, Zongbo Shi, profesor de biogeoquímica atmosférica en la Universidad de Birmingham.
"El Ártico se ha calentado más de tres veces más rápido que el promedio global en los últimos 40 años, lo que lo convierte en una de las regiones más sensibles del planeta al cambio climático. Comprender cómo las emisiones naturales influyen en las nubes es fundamental para predecir los cambios climáticos en esta región. Nuestro descubrimiento ayudará a que los modelos climáticos comprendan mejor cómo el cambio climático está afectando al Ártico y cómo la propia región influye en el clima global".
Una zona en expansión ausente en los modelos
Los efectos más significativos se observaron en la zona marginal de hielo, la estrecha franja donde el océano abierto se encuentra con el hielo marino en deshielo y donde las algas marinas son más productivas. Durante un evento en esa zona, el número de partículas que sembraron nubes aumentó de aproximadamente 50 a 1.500 por centímetro cúbico.
Esa franja se está ensanchando a medida que retrocede el hielo marino del Ártico. Dado que este proceso no está contemplado en los actuales modelos climáticos, su influencia en la región aún no se tiene en cuenta en las proyecciones, y el equipo está trabajando para incorporarlo.
El estudio se ha publicado el 5 de agosto en Nature Geoscience: Arctic cloud condensation nuclei enhanced by iodine, sulfur and organic precursors
