updated 1:27 PM CET, Dec 7, 2016

La superficie de los océanos afecta al clima más de lo estimado anteriormente

Ratio: 5 / 5

Inicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activado
 

superficie del océano y clima

Detectada por primera vez fuente abiótica de isopreno en la película superficial de los océanos

Los océanos parecen producir significativamente más isopreno, y en consecuencia afectar más fuerte al clima de lo que se pensaba. Así se desprende de un estudio realizado por el Instituto de Catálisis y Medio Ambiente en Lyon (IRCELYON, CNRS / Universidad de Lyon 1) y el Instituto Leibniz de Investigación Troposférica (TROPOS), que había estudiado muestras de la película superficial en el laboratorio. Los resultados subrayan la importancia global de los procesos químicos en la frontera entre el océano y la atmósfera, escriben los investigadores en la revista Environmental Science & Technology.

El isopreno es un gas que se forma tanto por la vegetación como por los océanos. Es muy importante para el clima porque este gas puede formar partículas que pueden convertirse en nubes y luego más tarde afectar a la temperatura y la precipitación. Anteriormente se suponía que el isopreno era producido principalmente por procesos biológicos del plancton en el agua del mar. Los científicos químicos atmosféricos procedentes de Francia y Alemania, sin embargo, podrían mostrar ahora que el isopreno también podría formarse sin fuentes biológicas en la película superficial de los océanos por la luz solar y así explicar la gran discrepancia entre las mediciones de campo y los modelos. La nueva reacción fotoquímica identificada es importante para mejorar los modelos climáticos.

Los océanos no sólo adsorven el calor y el dióxido de carbono de la atmósfera, sino que también son fuente de varios compuestos gaseosos, lo que afecta al clima global. Un papel fundamental es desempeñado por la llamada microcapa superficial (SML, por sus siglas en inglés), especialmente por la baja velocidad del viento. En estos pocos micrómetros de la fina capa se están acumulando diferentes sustancias orgánicas tales como materia orgánica disuelta, grasas y aminoácidos, proteínas, lípidos así como metales traza, polvo y microorganismos.

experimento fotoquímico interface aire mar

Para el estudio ahora publicado, el equipo de investigación tomó muestras del océano Atlántico Norte. La película superficial se recogió en Raunefjord cerca de Bergen en Noruega. Para este propósito, se sumerge en agua una placa de vidrio y luego es sacada cuidadosamente del agua de nuevo. La delgada película 200 micras se pega al vidrio y luego se raspa con un limpiaparabrisas. La muestra así obtenida se analiza más tarde en el laboratorio. En el Instituto de Catálisis y Medio Ambiente en Lyon (IRCELYON), que pertenece a la organización de investigación francesa CNRS y la Universidad de Lyon 1, el equipo investigó sus propiedades fotoquímicas durante la cual las muestras recogidas se irradiaron con luz y se analizaron los gases: se hizo claro que se produce isopreno en magnitudes que anteriormente fueron atribuidas únicamente al plancton. "Hemos sido capaces por primera vez de rastrear la producción de este importante precursor de aerosol de fuentes abióticas, ya que hasta ahora los cálculos globales consideraban las únicas fuentes a las biológicas", explica el Dr. Christian George de IRCELYON.

experimento fotoquímico interface aire mar

Por lo tanto, ahora es posible estimar más de cerca las cantidades totales que se emiten de isopreno. Hasta ahora, sin embargo, las medidas locales indicaron niveles de alrededor de 0,3 megatoneladas anuales, simulaciones globales de alrededor de 1,9 megatones al año. Pero el equipo de Lyon y Leipzig estima que solo la vía fotoquímica recién descubierta contribuye, además, de 0,2 a 3,5 megatones al año y podría explicar los recientes desacuerdos. "La existencia de las películas orgánicas en la superficie del océano debido a las actividades biológicas, por tanto, influyen en los procesos de intercambio entre el aire y el mar de una fuerte e inesperada manera. Los procesos fotoquímicos en esta interfaz podrían ser una fuente muy importante de isopreno", resume el profesor Hartmut Herrmann de TROPOS.

el sol produce en la superficie del mar compuestos orgánicosLos procesos en el límite entre el agua y el aire son actualmente de gran interés en la ciencia: En agosto, el equipo del CNRS y TROPOS presentó pruebas en informes científicos en la revista de acceso abierto de Nature, que la disolución del material orgánico en la película superficial está fortaleciendo a la conversión química de ácidos grasos saturados en productos de fase gas insaturados bajo la influencia de la luz solar. Por primera vez se dieron cuenta de que estos productos tienen que ser no sólo de origen biológico, sino también procesos abióticos en la interfase entre dos medios que tienen el potencial de producir tales moléculas. A principios de septiembre otro equipo de Canadá, los EE.UU., Gran Bretaña y Alemania mostraron en la revista Nature que el material orgánico de la película de la superficie de los océanos puede ser una fuente importante para la formación de hielo en las nubes sobre las regiones remotas del Atlántico Norte, Pacífico Norte y del Océano Austral.

La reciente publicación de los equipos del CNRS y TROPOS en Environmental Science & Technology ofrece indicaciones de cómo podrían mejorarse los modelos climáticos en los detalles importantes de la influencia del isopreno. Debido a la gran importancia que este documento será de libre acceso como "Elección del Editor".

Artículo científico: Unravelling new processes at interfaces: photochemical isoprene production at the sea surface