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¿Cómo se regenera el detergente de la atmósfera?

Los investigadores de la troposfera en Jülich demuestran el eficaz reciclaje de los radicales durante la degradación del isopreno

Los radicales hidroxilo (OH) —conocidos como el detergente de la atmósfera— descomponen el isopreno en el aire. Esto conduce a la creación de nuevos radicales OH, que entonces son capaces de purificar el aire de otros contaminantes y algunos gases. La comunidad científica hasta ahora sólo había sido capaz de especular acerca de este mecanismo.

El ambiente tiene una capacidad asombrosa para limpiarse. Los procesos químicos aseguran que los gases de invernadero y destructores de ozono, y los contaminantes, se eliminan de la atmósfera; tal como el isopreno, producido en gran medida por los bosques. Sin estos procesos el calentamiento global sería aún más grave y, la calidad del aire mucho más pobre.

Hace apenas unos años, los científicos pensaban que la degradación del isopreno reduce considerablemente la concentración de radicales OH. En estudios realizados en China, los investigadores de la troposfera en el Instituto de Investigación de Energía y Clima de Jülich determinan simultáneamente altas concentraciones de ambos radicales OH y gases como el isopreno. Otros grupos de investigación hicieron observaciones similares en el aire por encima de los bosques de América del Norte y las selvas tropicales. La conclusión obvia es que durante la degradación del isopreno algo sucede que regenera los radicales OH. «En los últimos años, ha habido un intenso debate en la comunidad científica acerca de cuál podría ser este mecanismo. Pero sin pruebas reales, esto permanece siendo pura especulación. Ahora hemos conseguido demostrar este proceso», dice el investigador de la troposfera en Jülich, Dr. Fuchs. Hendrik.

Los científicos recrearon las condiciones naturales que prevalecen en la atmósfera por encima de China y de las selvas tropicales en la cámara de simulación de Jülich, SAPHIR. Esta cámara permite a los investigadores simular la degradación de, incluso, pequeñas cantidades de gases de invenadero y destructores de ozono. Está equipado con los mismos instrumentos de medición que se utilizan en los experimentos de campo. «Es esta combinación particular la que hace posible estudiar los procesos de forma precisa. SAPHIR significa que disfrutamos de unas condiciones únicas aquí en Jülich», dice el jefe del Instituto Prof. Andreas Wahner. Los científicos de Jülich fueran realmente capaces de confirmar los principios básicos de este mecanismo y de cuantificar su impacto en la regeneración de OH. El proceso se lleva a cabo mucho más rápido de lo que se pensaba antes, pero no es tan eficaz como algunos investigadores habían asumido.

Dado que ahora se entiende el proceso de degradación del isopreno, los científicos pueden comenzar a investigar cuantitativamente los efectos de retroalimentación. Las relaciones entre los procesos de auto-limpieza de la atmósfera y el clima son particularmente interesantes para los investigadores de Jülich. Más radicales OH en el aire significa que pueden ser degradado más gases de efecto invernadero, como el metano. Además, en contraste con todos los otros mecanismos conocidos para la degradación de isopreno, se produce menos ozono que dañe el clima en la atmósfera que lo que se suponía anteriormente. Por otra parte, la eficacia del proceso aumenta con la temperatura del aire. «Es posible que, posiblemente, hayamos identificado una interacción importante entre la calidad del aire y el cambio climático que lleva a la degradación acelerada de estos gases en la atmósfera que se calienta», añade el jefe adjunto del Instituto Dr. Andreas Hofzumahaus.

Fuente: EurekAlert. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Red de valles indica antiguas nevadas en Marte

Investigadores de la Universidad de Brown han demostrado que algunos valles marcianos parecen haber sido causados por el escurrimiento de precipitación orográfica, humedad llevada en parte del camino hacia la cima de un monte y depositada en las pendientes

Las redes de valles ramificados en la superficie marciana dejan pocas dudas de que alguna vez hubo agua en el planeta rojo. Los científicos todavía debaten de dónde provenía esa antigua agua; ya sea que brotaba del subsuelo o que caía en forma de lluvia o nieve. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Brown pone un nuevo puntaje del lado de las precipitaciones.

El estudio revela que los valles esculpidos por el agua en cuatro lugares diferentes de Marte parecen haber sido causados por el escurrimiento de precipitación orográfica, nieve o lluvia que cae cuando los vientos húmedos predominantes son empujados hacia arriba por las cadenas montañosas. Los nuevos resultados son la evidencia más detallada hasta ahora de un efecto orográfico en el antiguo Marte y podría arrojar nueva luz sobre el clima y la atmósfera primitiva del planeta.

Un artículo que describe el trabajo fue aceptado por el Geophysical Research Letters y publicado en línea.

Kat Scanlon, una estudiante graduada de ciencias geológicas en la Universidad Brown, dirigió la investigación y está bien familiarizada con el efecto orográfico. Hizo estudios de posgrado en meteorología en Hawai, que es el hogar por excelencia de los patrones orográficos. Los vientos tropicales húmedos del este resultan empujados hacia arriba cuando llegan a las montañas de la isla grande de Hawaii. Los vientos carecen de suficiente energía cinética como para llegar a la cima de la montaña, por lo que se deshacen de su humedad en el lado oriental de la isla, creando una selva tropical. El lado occidental, en cambio, es casi un desierto, ya que se encuentra en la sombra de lluvia causada por el pico de la montaña.

Una modelación adicional podría determinar qué tan rápido se podría haber derretido la nieva marciana, y si la nieve fundida podría haber tallado los valles por sí sola. Scanlon piensa que unos patrones orográficos similares podrían haber jugado en el Marte primitivo, y que las redes de valles pueden ser un indicador. «Eso es lo que me vino a la mente de inmediato al tratar de averiguar si estos valles en Marte se relacionan con precipitaciones», dijo ella.

Los investigadores, entre ellos Jim Head, profesor de ciencias geológicas, comenzó identificando cuatro lugares donde se hallaron redes de valles a lo largo de cadenas montañosas altas o en los relieves de los bordes de los cráteres. Para establecer la dirección de los vientos predominantes en cada lugar, los investigadores utilizaron un modelo de circulación general (GCM) recientemente desarrollado para Marte. El modelo simula el movimiento del aire en base a la composición de gas que piensan los científicos estaba presente en la atmósfera primitiva de Marte. A continuación, el equipo utilizó un modelo de precipitación orográfica para determinar dónde, teniendo en cuenta los vientos dominantes del GCM, sería probable que caigan las precipitaciones en cada una de las áreas de estudio.

Sus simulaciones mostraron que la precipitación hubiera sido más espesas en la cabeza de las redes más densas del valle. «Su densidad de drenaje varía en la forma en que se puede esperar de la compleja respuesta de la precipitación a la topografía», dijo Scanlon. «Hemos sido capaces de confirmarlo de una manera muy sólida».

Los parámetros atmosféricos utilizados en el GCM se basan en un nuevo modelo de circulación general integral que predice un clima frío, por lo que las precipitaciones modeladas en este estudio fueron de nieve. Pero esta nieve podría haber sido fundida por condiciones de calentamiento episódicos para formar las redes de valles, y de hecho algo de precipitación podría haber sido lluvia durante este período, Scanlon y Jefe dicen.

«El siguiente paso es hacer algo de modelaje del deshielo», dijo. «La pregunta es qué tan rápido se puede fundir un banco de nieve gigante. ¿Necesitas lluvia? ¿Es posible conseguir descargas bastante fuertes [para tallar los valles] con sólo el derretimiento de la nieve?».

Con el conocimiento obtenido de este estudio de que la precipitación fue importante en el tallado de los valles, las respuestas a estas preguntas pueden proporcionar datos importantes sobre el clima en Marte hace miles de millones de años.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Los mares no aumentarán más de 69 centímetros para el año 2100

No es tan malo como pensamos. Un estudio exhaustivo del comportamiento de las capas de hielo sugiere que la fusión se sumará más de 36,8 centímetros al nivel del mar para el año 2100. Eso significa que el aumento total del nivel del mar este siglo será de no más de 69 centímetros

Los mares crecerán a medida que el mundo se calienta porque el agua caliente se expande, y porque los glaciares y las capas de hielo se derriten y agregan agua al océano. Sin embargo, no sabemos qué tan rápido subirán: predecir cuánto hielo se perderá, y cuándo, ha resultado muy difícil. Ahora, un gran equipo de científicos llamado Ice2sea ha completado una evaluación más a fondo todavía.

El equipo estima que si las emisiones de dióxido de carbono continúan aumentando rápidamente hasta el 2100, la fusión y el cambio de las capas de hielo sumará 3,5 a 36,8 cm a nivel del mar para el año 2100. «Esa es nuestra mejor estimación», dice David Vaughan del British Antarctic Survey en Cambridge, Reino Unido, que coordina los científicos en Ice2sea. «Estamos seguros de que estos son las mejores proyecciones disponibles.»

Agregado al efecto de la expansión del agua de mar, Vaughan calcula que los niveles del mar aumentarán de 16 a 69 cm para el año 2100. Esto no está demasiado lejos de la mejor estimación en el último informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) en 2007, que prevé de 18 a 59 cm para el año 2100.

En el momento en que el IPCC anunció su predicción se la desmereció como muy optimista. A falta de buenos modelos físicos para el desprendimiento hacia el mar de Groenlandia y la Antártida, el IPCC los había dejado deliberadamente fuera de sus cálculos.

Tras la publicación del informe del IPCC, varios equipos emitieron pronósticos que indicaban que los niveles del mar podrían aumentar en 1 o 2 metros. Ahora, las cifras de Ice2sea sugieren que el IPCC estaba en lo correcto, después de todo.

Incógnitas conocidas

Vaughan dice que las incógnitas clave eran la cantidad de calor que los océanos calentados pueden trasladar a los márgenes de la capa de hielo, y la rapidez con que estos márgenes se reducirán.

Para abordar estas cuestiones, Ice2sea ha construido modelos mucho más sofisticados para simular cómo los cambios en la atmósfera modifican el océano, y cómo eso afecta a las capas de hielo. «Por primera vez tenemos modelos que interrelacionan estas cosas», dice Vaughan.

Los modelos han revelado que el calentamiento de los mares tiene una gran influencia en la cantidad de hielo que se pierde.

Otro efecto muy temido resultó ser bastante menor, sin embargo. El agua fundida puede meterse bajo la base de las capas de hielo y glaciares, lubricando y permitiendo que se deslicen más hacia el mar. Pero esto sólo ocurre en cortos períodos. «Es un efecto, pero está lejos de ser el efecto dominante», dice Vaughan.

Aunque la subida del nivel del mar en el siglo 21 parece que va a ser más pequeña que nuestros peores temores, continuará durante cientos de años. Los registros del clima pasado muestran que cuando la Tierra estaba unos pocos grados más caliente que en la actualidad los niveles del mar eran decenas de metros más altos. Estos aumentos extremos están en camino, sólo que puede tomar un poco más de tiempo de lo pensado antes.

Las proyecciones de Ice2sea serán incorporados a las conclusiones del próximo informe del IPCC, que saldrá en septiembre.

Artículo original: From Ice to High Seas: Sea-level rise and European coastlines

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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