El radical hidroxilo (OH) se recicla en la atmósfera

 Actúa como un “detergente” en el aire, rompiendo otros gases. En particular, el OH es el principal control de la concentración de metano, un potente gas de efecto invernadero que es solo superado por el dióxido de carbono en su contribución al calentamiento global.

Una nueva investigación dirigida por una becaria postdoctoral en la NASA ha demostrado que los radicales hidroxilos se reciclan a sí mismos y mantienen una concentración atmosférica constante incluso ante el aumento de las emisiones de metano. Comprender el papel del OH es fundamental para determinar la vida útil del metano en la atmósfera.

El mapa animado de arriba, basado en un modelo de la química atmosférica y autora principal Julie Nicely del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, muestra la producción primaria mundial de OH el 1 de julio de 2000. Observe cómo la concentración avanza con el movimiento de la luz solar en todo el mundo. Los niveles más altos de OH sobre las tierras pobladas son probablemente debido al reciclaje de OH.

Los científicos alguna vez pensaron que el aumento de las emisiones de metano podría hacer que la cantidad de radicales hidroxilo se agotara a escala global; esto prolongaría la vida útil del gas metano, que en la actualidad se limpia de la atmósfera en aproximadamente nueve años. Pero al observar las fuentes primarias de OH y el metano y cómo reaccionan, Nicely y sus colegas también tomaron en cuenta las fuentes secundarias de OH: el reciclaje que ocurre después de que el OH descompone el metano y luego se reforma en presencia de otros gases.

"Las concentraciones de OH son bastante estables con el tiempo", dijo Nicely. “Cuando el OH reacciona con el metano, no necesariamente desaparece, especialmente en presencia de óxidos de nitrógeno (NO y NO2). Los productos de descomposición de la reacción con metano reaccionan luego con NO o NO2 para reformar el OH nuevamente. Así que OH puede reciclar de nuevo a la atmósfera”.

Nicely y sus colegas conectaron observaciones satelitales de varios gases desde 1980 hasta 2015 en un modelo de computadora para simular las posibles fuentes de OH en la atmósfera. Estas incluyen reacciones con óxidos de nitrógeno, vapor de agua y ozono. También probaron una fuente potencial de nuevo OH: la ampliación de las regiones tropicales de la Tierra.

El OH también se forma cuando la luz solar ultravioleta reacciona con el vapor de agua (H2O) y el ozono (O3) en la atmósfera inferior. Sobre los trópicos, el vapor de agua y los rayos ultravioleta son particularmente abundantes. La evidencia científica reciente sugiere que esta región climática puede extenderse más al norte y al sur debido al aumento de las temperaturas y los cambios en los patrones de circulación del aire. Entonces, si las regiones tropicales se expanden, esta fábrica natural de OH también podría crecer con el tiempo, lo que llevará a más OH a nivel mundial.

Un buen aviso advierte que este proceso de expansión tropical es lento, aproximadamente de 0,5 a 1 º de latitud cada 10 años, pero el efecto aún puede ser importante.

Nicely y sus colegas concluyeron que si bien el efecto de ampliación tropical y el reciclaje a través de las reacciones son fuentes relativamente pequeñas de OH, en conjunto reemplazan esencialmente el OH utilizado por la descomposición del metano.

"La ausencia de una tendencia en el OH global es sorprendente", dijo Tom Hanisco, un químico atmosférico de Goddard de la NASA que no participó en la investigación. "La mayoría de los modelos predicen un" efecto de realimentación "entre el OH y el metano. En la reacción de OH con metano, también se elimina el OH. El aumento de NO2 y otras fuentes de OH, como el ozono, anula este efecto esperado”. Añadió que, dado que este estudio analiza los últimos 35 años, no hay garantía de que los niveles de OH continúen reciclando de la misma manera que la atmósfera sigue evolucionando con el cambio climático.

Nicely ve los resultados como una forma de afinar y actualizar los supuestos que hacen los investigadores cuando describen y predicen cómo el OH y el metano interactúan en toda la atmósfera. “¿Esto podría agregar una aclaración sobre la cuestión de si las concentraciones de metano continuarán aumentando en el futuro? ¿O se nivelarán, o tal vez incluso disminuirán? ”, Dijo. "Esta es una pregunta importante con respecto al clima futuro".

Imagen de NASA Earth Observatory por Lauren Dauphin, utilizando datos del modelo de hidroxilo GEOSCCM cortesía de Julie M. Nicely. Historia de Ellen Gray, Equipo de Noticias de la Ciencia de la Tierra de la NASA, con edición de Michael Carlowicz.

NASA Earth Observatory