Estudio sugiere que los rayos producen moléculas que limpian la atmósfera
5 mayo, 2021
Los rayos son fenómenos naturales que han llamado la atención de nuestra especie desde tiempos inmemoriales. Los estudios sobre sus causas y efectos nos han hecho conocer mucho de lo que ocurre cuando llegan a tocar tierra, pero no pasa lo mismo al otro extremo, en la nubes, donde se generan algunos que probablemente jamás veamos. Un estudio recientemente publicado por la revista científica Science y en Journal of Geophysical Research analiza datos obtenidos de las nubes. De acuerdo al estudio los rayos provocan reacciones químicas que limpian la atmósfera y que han pasado desapercibidas.
Un mismo fenómeno desde arriba de las nubes
Los datos para el estudio se recopilaron en 2012 sobre Colorado y Oklahoma. Se obtuvieron en vuelos sobre este par de territorios estadounidenses. En su momento el objetivo era estudiar los cambios químicos que producen los rayos en la atmósfera. En su momento los participantes encontraron cantidades extremas de radicales de hidroxilo (OH) e hidroperoxilo (HO2); su primera reacción fue creer que había un error en los instrumentos que hicieron las mediciones.
“Inicialmente, vimos estas enormes señales de OH y HO2 que encontramos en las nubes y nos preguntamos, ¿qué está mal en nuestros instrumentos?”, narra William Brune, quien es investigador en la Universidad Estatal de Pensilvania. “Asumimos que había ruido en el instrumento, entonces removimos esas enormes señales del conjunto de datos y las archivamos para un estudio posterior”, agrega.
Algunos años después, Brune retomó los datos de 2012. Confirmó que realmente se trataba de hidroxilo e hidroperoxilo. Comenzó a trabajar con un asociado de investigación para probar si podrían producirse en laboratorio a partir de chispas y descargas subvisibles. “Con la ayuda de un gran interno de licenciatura… fuimos capaces de relacionar las grandes señales que había visto nuestro instrumento volador entre las nubes de tormenta eléctrica con las mediciones de rayos hechas desde el suelo”, explica Brune.
Brune y sus colaboradores notaron que los aviones suelen evitar el centro de las nubes de tormenta. Sin embargo, son capaces de tomar muestras de la capa superior que se mueve en la dirección del viento y es cercana al centro. Muchos de los rayos que se forman en las nubes jamás tocan el suelo y estos fueron los que interesaron al grupo de investigadores.
Las sustancias que mostraban los datos (OH y HO2) juegan un papel importante en la regulación de los niveles de ozono, así como de gases de efecto invernadero en la atmósfera alta. Se sabía previamente que el agua se puede descomponer en estas dos sustancias con estímulos eléctricos pero no se había observado previamente en tormentas eléctricas. Su presencia mostraría una parte de la dinámica atmosférica desconocida hasta ahora.
Los niveles de OH y HO2 parecían incorrectos ante una presencia baja de rayos que tocan el suelo, sin embargo al considerar las descargas subvisibles esto se vuelve más probable. Además, se reconoció presencia de ozono y ausencia de óxido nítrico (que se forma en presencia de luz). De ser comunes las descargas subvisibles sería necesario incluirlas, así como sus efectos, en los modelos atmosféricos, que por ahora no las consideran.
“El HO (hidroxilo) generado por rayos en todas las tormentas que ocurren mundialmente puede ser responsable de un altamente incierto pero sustancial 2% a 16% del OH atmosférico global de oxidación”, explican los investigadores. Por ahora se tienen estos datos recopilados en los estados de Oklahoma y Colorado. Para Brune aún se tiene información insuficiente debido a que la mayor parte de las tormentas eléctricas ocurren en las zonas tropicales. “Claramente necesitamos más mediciones desde aeroplanos para reducir esta incertidumbre”, concluyó el investigador.