Internacional. Los océanos del mundo son un vasto depósito de gases, incluidos los clorofluorocarbonos que agotan la capa de ozono o CFC. Absorben estos gases de la atmósfera y los arrastran hacia las profundidades, donde pueden permanecer secuestrados durante siglos y más.
Los CFC marinos se han utilizado durante mucho tiempo como trazadores para estudiar las corrientes oceánicas, pero se asumió que su impacto en las concentraciones atmosféricas era insignificante. Ahora, los investigadores del MIT han descubierto que los flujos oceánicos de al menos un tipo de CFC, conocido como CFC-11, de hecho afectan las concentraciones atmosféricas. En un estudio que apareció en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, el equipo informa que el océano global revertirá su papel de larga data como sumidero de la potente sustancia química que agota la capa de ozono.
Los investigadores proyectan que para el año 2075, los océanos emitirán más CFC-11 a la atmósfera de lo que absorben, emitiendo cantidades detectables de la sustancia química para el 2130. Además, con el aumento del cambio climático, este cambio ocurrirá 10 años antes. Las emisiones de CFC-11 del océano extenderán efectivamente el tiempo de residencia promedio de la sustancia química, haciendo que permanezca cinco años más en la atmósfera de lo que lo haría de otra manera. Esto puede afectar las estimaciones futuras de las emisiones de CFC-11.
Los nuevos resultados pueden ayudar a los científicos y legisladores a identificar mejor las fuentes futuras de la sustancia química, que ahora está prohibida en todo el mundo según el Protocolo de Montreal.
“Para cuando llegue a la primera mitad del siglo XXII, tendrá suficiente flujo saliendo del océano que podría parecer que alguien está engañando al Protocolo de Montreal, pero en cambio, podría ser simplemente lo que se avecina. fuera del océano ”, dice la coautora del estudio Susan Solomon, profesora de Estudios Ambientales Lee y Geraldine Martin en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. "Es una predicción interesante y, con suerte, ayudará a los futuros investigadores a evitar confundirse acerca de lo que está sucediendo".
Los coautores de Solomon incluyen al autor principal Peidong Wang, Jeffery Scott, John Marshall, Andrew Babbin, Megan Lickley y Ronald Prinn del MIT; David Thompson de la Universidad Estatal de Colorado; Timothy DeVries de la Universidad de California en Santa Bárbara; y Qing Liang del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Un océano sobresaturado
El CFC-11 es un clorofluorocarbono que se usaba comúnmente para fabricar refrigerantes y espumas aislantes. Cuando se emite a la atmósfera, el químico desencadena una reacción en cadena que finalmente destruye el ozono, la capa atmosférica que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta. Desde 2010, la producción y el uso de la sustancia química se ha eliminado en todo el mundo bajo el Protocolo de Montreal, un tratado global que tiene como objetivo restaurar y proteger la capa de ozono.
Desde su eliminación, los niveles de CFC-11 en la atmósfera han ido disminuyendo constantemente y los científicos estiman que el océano ha absorbido entre el 5 y el 10 por ciento de todas las emisiones de CFC-11 fabricadas. Sin embargo, a medida que las concentraciones de la sustancia química continúan cayendo en la atmósfera, se predice que el CFC-11 se sobresaturará en el océano, empujándolo a convertirse en una fuente en lugar de un sumidero.
“Durante algún tiempo, las emisiones humanas fueron tan grandes que lo que iba al océano se consideró insignificante”, dice Solomon. "Ahora, mientras intentamos deshacernos de las emisiones humanas, descubrimos que ya no podemos ignorar por completo lo que está haciendo el océano".
Un reservorio que se debilita
En su nuevo artículo, el equipo del MIT buscó determinar cuándo el océano se convertiría en una fuente de la sustancia química y hasta qué punto el océano contribuiría a las concentraciones de CFC-11 en la atmósfera. También buscaron comprender cómo el cambio climático afectaría la capacidad del océano para absorber la sustancia química en el futuro.
Los investigadores utilizaron una jerarquía de modelos para simular la mezcla dentro y entre el océano y la atmósfera. Comenzaron con un modelo simple de la atmósfera y las capas superior e inferior del océano, tanto en el hemisferio norte como en el sur. Agregaron a este modelo emisiones antropogénicas de CFC-11 que se habían informado previamente a lo largo de los años, luego ejecutaron el modelo en el tiempo, desde 1930 hasta 2300, para observar los cambios en el flujo químico entre el océano y la atmósfera.
Luego reemplazaron las capas oceánicas de este modelo simple con el modelo de circulación general del MIT, o MITgcm, una representación más sofisticada de la dinámica del océano, y ejecutaron simulaciones similares de CFC-11 durante el mismo período de tiempo.
Ambos modelos produjeron niveles atmosféricos de CFC-11 hasta el día de hoy que coincidían con las mediciones registradas, lo que le dio al equipo confianza en su enfoque. Cuando observaron las proyecciones futuras de los modelos, vieron que el océano comenzó a emitir más sustancias químicas de las que absorbía, comenzando alrededor de 2075. Para 2145, el océano emitiría CFC-11 en cantidades que serían detectables por los estándares de monitoreo actuales.
La absorción del océano en el siglo XX y la desgasificación en el futuro también afecta el tiempo de residencia efectivo de la sustancia química en la atmósfera, disminuyéndolo en varios años durante la absorción y aumentándolo hasta 5 años para fines de 2200.
El cambio climático acelerará este proceso. El equipo utilizó los modelos para simular un futuro con un calentamiento global de aproximadamente 5 grados Celsius para el año 2100 y descubrió que el cambio climático hará que el océano se convierta en una fuente en 10 años y producirá niveles detectables de CFC-11 para 2140.
“Generalmente, un océano más frío absorberá más CFC”, explica Wang. "Cuando el cambio climático calienta el océano, se convierte en un reservorio más débil y también se desgasifica un poco más rápido".
“Incluso si no hubiera cambio climático, a medida que los CFC se descomponen en la atmósfera, eventualmente el océano tiene demasiado en relación con la atmósfera y volverá a salir”, agrega Solomon. “Creemos que el cambio climático hará que eso suceda incluso antes. Pero el cambio no depende del cambio climático ”.
Sus simulaciones muestran que el cambio del océano ocurrirá un poco más rápido en el hemisferio norte, donde se espera que los patrones de circulación oceánica a gran escala disminuyan, dejando más gases en el océano poco profundo para escapar de regreso a la atmósfera. Sin embargo, conocer los impulsores exactos de la inversión del océano requerirá modelos más detallados, que los investigadores pretenden explorar.
“Algunos de los próximos pasos serían hacer esto con modelos de mayor resolución y enfocarse en patrones de cambio”, dice Scott. "Por ahora, hemos abierto algunas preguntas nuevas y geniales y hemos dado una idea de lo que uno podría ver".
Esta investigación fue apoyada, en parte, por la Fundación VoLo, la Fundación Simons y la Fundación Nacional de Ciencias.
Fuente: MIT.
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