Medida sobre la capacidad atmosférica para purificar metano

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Una investigación realizada por Glenn Wolfe de UMBC y colaboradores, explica como los científicos entienden el destino del metano, un potente gas de efecto invernadero, dentro de la atmósfera terrestre.

De todos los gases de efecto invernadero, el metano representa el tercer mayor efecto sobre el medio ambiente por detrás del dióxido de carbono y el vapor de agua. Siendo el gas que más tiempo prevalece en la atmósfera y que conserva más calor. Este es el motivo por el cual son fundamentales los modelos medio ambientales que puedan representar correctamente el tiempo de vida media del metano antes de degradarse. Esto sucede cuando las moléculas de metano reaccionan con radicales hidroxilo — un átomo de oxígeno unido a un átomo de hidrógeno, representado como OH — en un proceso denominado oxidación. Los radicales hidroxilo también pueden destruir otros contaminantes dañinos en el aire.

«El OH es el agente oxidante más concentrado en la parte de la baja atmósfera. Controla el tiempo de vida medio de casi cualquier gas reactivo» explica Wolfe Profesor adjunto e investigador en el Centro Conjunto de Tecnología de Sistemas Terrestres de UMBC. Sin embargo,«globalmente, no tenemos una forma directa de medir OH». Más allá, se entiende que los modelos medio ambientales actuales luchan por simular con precisión el OH. Con los métodos existentes, los científicos pueden entender el OH a gran escala, pero en una busqueda de información sobre dónde, cuándo y por qué se producen las variaciones de OH.

La nueva publicación en Proceedings of the National Academy os Sciences y dirigidos por Wolfe coloca a los científicos en el camino para poder cambiarlo. Wolfe y colaboradores han desarrollado una ruta única para conocer cómo las concentraciones de OH globales pueden variar con el paso del tiempo y en diferentes regiones. Un mejor conocimiento de los altibajos de los niveles de metano globales afectan cambiando las emisiones, como las provenientes de producción o humedales para gasolina y gas natural, frente a los causados por el cambio de concentración de OH.

Un laboratorio volador

Los satélites de la NASA han estado midiendo concentraciones de formaldehído atmosférico durante los últimos 15 años. La nueva investigación de Wolfe confía en esta información, sumando las nuevas observaciones adquiridas durante la reciente misión Tomográfica Atmosférica (ATom) de la NASA. ATom ha sobrevolado cuatro recorridos por todo el planeta, muestreando aire con el método de investigación aérea de la NASA.

Este «laboratorio volador», como lo describe Wolfe, recogia información de formaldehído atmosférico y niveles de OH que mostraba una simple pero relevante relación entre los dos gases. Esto no sorprendió a los investigadores, porque el formaldehído es el mayor producto secundario en la oxidación del metano, pero este estudio proporciona por vez primera esta observación en concreto de relación entre formaldehído y OH. Las conclusiones también muestran que las concentraciones de formaldehído medidas por esta vía estaban en acuerdo con aquellas medidas de los satélites. Esto permite que el equipo de Wolfe, u otros diferentes, empleen la información satélite para conocer los niveles de OH a través de la mayor parte de la atmósfera.

«Así las medidas de aire proporcionan una verdad a nivel de suelo sobre la relación existente», dice Wolfe, «y las medidas del satélite permiten extrapolar la relación a todo el planeta».

Wolfe, sin embargo, es el primero en reconocer que el estudio implementa los modelos actuales. Las medidas aéreas de los viveles de OH y formaldehído sobre el océano, donde la química del aire es relativamente simple. Esto será más complejo si tomamos un bosque, incluso más en una ciudad.

Mientras que la relación que determinaron los investigadores proporciona una base sólida, para la mayor parte del aire en la tierra, de hecho, tomando la superficie de los océanos, se necesita más trabajo para conocer como los diferentes niveles de OH varían en ambientes más complejos. Potencialmente, información variable de los satélites de la NASA, como aquellos que rastrean las emisiones de las zonas urbanas o de campo, podrían ser de ayuda.

Wolfe espera que se pueda seguir mejorando este estudio, el cual reseña que es «el nexo de unión entre los grupos de investigación química y medio ambiental. Estando presente el conocimiento correcto para el OH».

Haciendolo bien

El estudio actual, considera las variaciones estacionales del OH, mediante medidas de análisis realizadas entre Febrero y Agosto. «La estacionalidad es un aspecto importante dentro de este estudio», comenta Wolfe, «debido a que cambian la latitud donde las concentraciones de OH están en su máximo». Considerando que los saltos en concentraciones de OH, o incluso en saltos de años diferentes caudados por fenómenos como El Niño y La Niña, puede ser un punto de vista a explorar para conseguir mejores modelos cimáticos globales.

Buscando más allá de los niveles de OH a escala global empleando la información satélite validada por la información del equipo puede ayudad a los científicos a ajustar los modelos. «Puedes emplear la variación espacial y la estacionalidad para entender a nivel del proceso como se dirige el OH, y entonces preguntarse si el modelo es correcto o no», indica Wolfe. «La idea no es capaz de mostrar todas estas características, cuando no somos capaces de obtener ninguna información de su situación anterior».

Esta nueva investigación es un paso adelante en la busqueda para mejorar nuestro entendimiento del medio ambiente global, incluso debido a su cambio rápido. Cuanto más exacto sea el conocimento, por ejemplo, como el límite de las emisiones de metano puede afectar en el clima, y como de rápido, puede influenciar en la legislación.

«Esto no es perfecto. Necesita trabajo» dice Wolfe. «Pero el potencial está ahí».

Puede consultar la publicación completa en el siguiente enlace: https://www.pnas.org/content/116/23/11171