¿Qué papel tienen los árboles en la formación de nubes?

¿Los árboles tienen un impacto en la generación de nubes? Durante varios años, investigadores de diversos países, incluyendo España, han colaborado en un estudio a nivel internacional que examina la influencia de la radiación cósmica en la formación de gotas de nubes.

Ahora, han identificado los sesquiterpenos, unos compuestos gaseosos emitidos por las plantas, como un factor significativo en el proceso de formación de nubes. Este descubrimiento reducirá las incertidumbres en los modelos climáticos.

Este avance científico se llevó a cabo en el Instituto Paul Scherrer en Suiza y se enmarca dentro del proyecto internacional "Cosmics Leaving Outdoor Droplets" (CLOUD) del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN). En un estudio experimental publicado en la revista Science Advances, se detalla el hallazgo de los sesquiterpenos, compuestos gaseosos emitidos por las plantas.

Sabemos que para que se formen las gotas que constituyen las nubes, el vapor de agua necesita partículas de condensación, es decir, sólidas o líquidas sobre las cuales condensarse.

Estas partículas son proporcionadas por una amplia gama de aerosoles, que son diminutas partículas sólidas o líquidas con diámetros que oscilan entre 0,1 y 10 micrómetros. Estos aerosoles son generados tanto por procesos naturales como por actividades humanas, e incluyen elementos como sal marina, arena del desierto, contaminantes industriales y del tráfico, así como partículas producidas por incendios, entre otros.

Sin embargo, aproximadamente la mitad de las partículas de condensación se generan en realidad en la atmósfera cuando diversas moléculas gaseosas se combinan y se convierten en sólidos, un fenómeno conocido como nucleación o formación de nuevas partículas (NPF). Inicialmente, estas partículas son extremadamente pequeñas, apenas más grandes que unos pocos nanómetros.

Las últimas proyecciones del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) indican que, para el año 2100, la temperatura global podría aumentar entre 1,5 y 4,4 grados Celsius en comparación con los niveles preindustriales.

Estas proyecciones dependen de diversos escenarios que describen cómo podrían evolucionar las emisiones de gases de efecto invernadero de origen humano en el futuro.

En el escenario más optimista, donde las emisiones se reduzcan de manera rápida y radical, se lograría cumplir el objetivo del Acuerdo de París de limitar el aumento de la temperatura a 1,5 grados Celsius.

No obstante, estas proyecciones también presentan cierta incertidumbre. En el peor de los casos, si las emisiones continúan aumentando, el aumento de la temperatura podría ser tan bajo como 3,3 grados Celsius o tan alto como 5,7 grados Celsius, en lugar de 4,4 grados Celsius.

El principal gas de origen humano que contribuye a la formación de partículas es el dióxido de azufre en forma de ácido sulfúrico, que proviene principalmente de la quema de carbón y petróleo.

En cuanto a los gases naturales más relevantes en este proceso, se encuentran los isoprenos, monoterpenos y sesquiterpenos, que son hidrocarburos liberados principalmente por la vegetación.

Estos compuestos son componentes clave de los aceites esenciales que percibimos cuando, por ejemplo, cortamos el césped o paseamos por el bosque. Cuando estas sustancias se oxidan, es decir, reaccionan con el ozono, se forman aerosoles en el aire.

Según Lubna Dada, del Instituto Paul Scherrer, "la concentración de dióxido de azufre en el aire ha disminuido significativamente en los últimos años debido a una regulación ambiental más estricta. En contraste, la concentración de terpenos ha aumentado, ya que las plantas emiten más terpenos en respuesta al estrés, como el aumento de las temperaturas y las condiciones climáticas extremas, así como la exposición de la vegetación a sequías".

La pregunta clave para mejorar las predicciones climáticas es, por lo tanto, determinar qué factor predominará y provocará un aumento o una disminución en la formación de nubes. Para obtener una respuesta precisa, es esencial comprender cómo cada una de estas sustancias contribuye a la formación de nuevas partículas.

Hasta la fecha, los sesquiterpenos no habían sido objeto de investigación exhaustiva, principalmente debido a su difícil medición. En primer lugar, reaccionan rápidamente con el ozono y, en segundo lugar, se encuentran con menos frecuencia que otras sustancias.

Cada año, se estima que se emiten alrededor de 465 millones de toneladas de isoprenos y 91 millones de toneladas de monoterpenos, mientras que los sesquiterpenos representan solo 24 millones de toneladas.

Sin embargo, este estudio ha demostrado que estos compuestos desempeñan un papel crucial en la formación de nubes. Según las mediciones, en la misma concentración, los sesquiterpenos generan 10 veces más partículas que las otras dos sustancias orgánicas.

Para llevar a cabo esta investigación, Lubna Dada y el equipo de científicos utilizaron la cámara CLUOD del CERN, una cámara climática que con sus casi 30 metros cúbicos es la más pura de su tipo en el mundo, lo que les permitió estudiar los sesquiterpenos incluso en las bajas concentraciones registradas en la atmósfera.