Mario Molina, ganador del Premio Nobel de Química, contribuyó a la comprensión de los efectos de ciertos gases de la atmósfera que ayudan a la destrucción de la capa de ozono que protege al planeta Tierra.
Los halometanos y su papel en la investigación atmosférica
Sus estudios fueron parte de la elaboración del Protocolo de Montreal de las Naciones Unidas (1987) y sus posteriores enmiendas; con ellas, lograron eliminar gradualmente la producción y el consumo de las denominadas Sustancias Degradantes del Ozono (ODS, por sus siglas en inglés), como los clorofluorocarbonos antropogénicos.
Desde entonces, las emisiones globales y las concentraciones atmosféricas de estas sustancias han disminuido en más del 90 por ciento, por lo que la recuperación de la capa de ozono ya es detectable en algunas áreas del planeta, así como en la estratosfera superior.
Aunque ciertas ODS no se originaron por actividades humanas y, por lo tanto, no son controlables porque se producen a través de fenómenos biológicos naturales.
Al parecer, el cambio climático y ciertas bacterias marinas (llamadas heterótrofas, es decir, que utilizan materia orgánica para obtener energía) tienen un papel muy importante y hasta hoy desconocido en la futura recuperación de la capa de ozono de la Tierra.
De ahí la importancia del estudio que acaba de publicar la doctora Laura Gómez-Consarnau, investigadora del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), junto a los científicos de la Universidad del Sur de California (USC).
“La recuperación de la capa de ozono ya es detectable en algunas áreas del planeta”
CICESE
Halometanos un fenómeno “no controlable”
Los científicos y científicas estiman que un incremento de la temperatura de 3 grados centígrados para el año 2100, sería igual a un aumento del 35 por ciento al 84 por ciento en la tasa de producción bacteriana de halometanos.
Los halometanos son compuestos orgánicos volátiles y muy inertes (no reaccionan con otros compuestos), por lo que no se descomponen fácilmente y se pueden difundir hasta los niveles más altos de la atmósfera.
Si bien esto ocurre principalmente en ambientes marinos, impacta directamente en la atmósfera porque los halometanos, cuando se exponen a la luz ultravioleta, destruyen la capa de ozono.
El artículo “Síntesis de halometanos dependiente de la tasa de crecimiento en bacterias heterótrofas marinas y sus implicaciones para la recuperación de la capa de ozono”, escrito por Laura Gómez-Consarnau, Nick Klein, Lynda Cutter y Sergio Sañudo-Wilhelmy, se publicó el 13 de noviembre en la revista Environmental Microbiology Reports.
En él se establece que a diferencia de los clorofluorocarbonos artificiales, los halometanos (por ejemplo el clorometano —CH3Cl—, bromuro de metilo —CH3Br—, yoduro de metilo —CH3I— y el bromoformo —CHBr3-) son compuestos sintetizados naturalmente por microorganismos marinos, por lo que su producción no puede ser controlada totalmente por la acción humana.
“Sin embargo, identificar todas sus fuentes naturales y entender cómo se regula su síntesis puede ayudar a predecir sus tasas de producción y su impacto en la futura recuperación de la capa de ozono de la Tierra”.
Este grupo de investigación demostró que la síntesis del clorometano, bromuro de metilo y bromoformo es un proceso generalizado en los principales grupos de bacterias heterótrofas marinas (hicieron cultivos de tres grupos relevantes: Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria y Bacteroidetes).
Su producción depende de las tasas de crecimiento en todas las cepas estudiadas, cabe mencionar que las bacterias heterótrofas marinas son los organismos más abundantes y ampliamente distribuidos en el océano.
Con una abundancia aproximadamente tres órdenes de magnitud más alta que el fitoplancton, y que rara vez se ha analizado su aporte para la producción de halometanos.
Investigación de campo
Además de estas observaciones experimentales, estimaron la producción de halometano bacteriano en el agua de mar superficial inferida de las mediciones de producción bacteriana y concentraciones de halometano, ambas medidas en condiciones de surgencia (primavera, alta productividad) y oligotróficas (verano, baja productividad) en 2017.
Para ello utilizaron la estación costera San Pedro Ocean Time Series Station (SPOT), una estación establecida en 1998 por el Instituto Wrigley de Estudios Ambientales de la USC para estudiar los procesos oceanográficos básicos que ocurren en este punto, ubicado entre la isla Santa Catalina y la línea de costa, en la llamada Cuenca del Sur de California.
En el artículo, la Dra. Laura Gómez-Consarnau y demás colaboradores encontraron que las concentraciones medidas de halometanos se ajustan a la curva exponencial de crecimiento bacteriano.
Por esto concluyen: “En el caso particular de CHBr3 podemos concluir que el fitoplancton y las bacterias heterótrofas de rápido crecimiento son probablemente sus principales sintetizadores.
Dado que el metabolismo bacteriano y la tasa de crecimiento se ven profundamente afectados por los cambios en la temperatura, proyectamos las tasas de producción de halometano en un escenario de calentamiento global de 3 °C, aumento de la superficie del mar previsto para el año 2100 (por el IPCC).
Nuestras estimaciones sugieren que en entornos costeros como la estación SPOT, el cambio de temperatura podría causar un aumento de 33 por ciento a 84 por ciento en el crecimiento bacteriano y las tasas de síntesis de halometano.
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Esto, junto con un aumento proyectado en la abundancia bacteriana con relación al fitoplancton en un océano más cálido sugiere que la contribución relativa de las bacterias heterótrofas al registro atmosférico de halometanos también podría aumentar en el futuro”.
Conclusiones
Sin embargo, el estudio muestra dos resultados contrastantes en esta proyección. Si bien generalmente se esperaría un retraso en la recuperación de la capa de ozono con cualquier aumento en las emisiones de halometano, algunos compuestos de yodo, en particular el yoduro de metilo (CH3I) podrían tener un doble impacto en el clima.
Por un lado, al llegar a la estratosfera inferior, el ion yodado presente en CH3I desencadenaría la destrucción de la capa de ozono, como hacen otros halógenos.
Pero también, bajo circunstancias adecuadas, puede promover la formación de núcleos de condensación de nubes, lo que ayudaría a mitigar el calentamiento global al aumentar la formación de nubes y la reflectividad solar.
En este momento no es posible saber si la proyección encontrada en este estudio afectará predominantemente la destrucción de la capa de ozono o la formación de nubes.
Pero este trabajo expone la necesidad de incorporar la actividad bacteriana en la lista de procesos que afectan los inventarios mundiales de gases biogénicos. Estos gases incluyen no solo halometanos, sino también metano, óxido nitroso y CO₂, entre otros.
“A medida que las temperaturas continúan aumentando, la investigación atmosférica centrada en los procesos biológicos en la interface del océano, incluida la investigación de gases biogénicos, seguirá siendo fundamental para comprender los controles bióticos del clima de la Tierra”, concluye el artículo.
