El volcán de Tonga redujo la capa de ozono en el hemisferio sur
La explosión volcánica de Tonga en 2022 cambió la química y la dinámica de la estratosfera en el año siguiente, con pérdidas en la capa de ozono de hasta el 7% en grandes áreas del hemisferio sur.
Es la conclusión de un estudio reciente publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard y la Universidad de Maryland.
Según la investigación, lo que impulsa esos cambios atmosféricos fue la gran cantidad de vapor de agua inyectada en la estratosfera por el volcán submarino. La ubicación de la estratosfera es aproximadamente de 13 a 48 kilómetros sobre la superficie de la Tierra y es donde reside la capa protectora de ozono.
"La erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai fue realmente extraordinaria porque inyectó alrededor de 136 millones de toneladas de agua en la estratosfera normalmente seca, lo que es simplemente una cantidad absolutamente increíble de agua de un solo evento", dijo David Wilmouth, un proyecto Científico de SEAS y primer autor del artículo.
Territorio inexplorado
"Esta erupción nos colocó en un territorio inexplorado", dijo en un comunicado Ross Salawitch, profesor del Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre de la Universidad de Maryland y coautor del estudio. "Nunca hemos visto, en la historia de los registros satelitales, tanto vapor de agua inyectado en la atmósfera y nuestro artículo es el primero que analiza las consecuencias aguas abajo en amplias regiones de ambos hemisferios en los meses posteriores a la erupción utilizando datos satelitales y un modelo global."
La erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai fue la mayor explosión jamás registrada en la atmósfera. La erupción arrojó aerosoles y gases a las profundidades de la estratosfera. Parte del material alcanzó la mesosfera inferior, a más de 48 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, altitudes nunca registradas en una erupción volcánica. Estudios anteriores encontraron que la erupción aumentó el vapor de agua en la estratosfera en un 10% en todo el mundo, con concentraciones aún mayores en algunas áreas del hemisferio sur.
Wilmouth, Salawitch y el resto del equipo de investigación utilizaron datos del Microwave Limb Sounder (MLS) a bordo del satélite Aura de la NASA, para rastrear no solo cómo se movía el vapor de agua por todo el mundo, sino también monitorear la temperatura y los niveles de monóxido de cloro (ClO), ozono (O3), ácido nítrico (HNO3) y cloruro de hidrógeno (HCl) en la estratosfera durante el año siguiente a la erupción. Luego compararon esas mediciones con los datos recopilados por MLS de 2005 a 2021 antes de la erupción.
El equipo descubrió que la inyección de vapor de agua y dióxido de azufre (SO2) cambiaba tanto la química como la dinámica de la estratosfera. En términos de química, el SO2 provocó un aumento de los aerosoles de sulfato, que proporcionaron nuevas superficies para que ocurrieran reacciones químicas.
"Ciertas reacciones que tal vez no ocurran en absoluto o que ocurran lentamente pueden ocurrir más rápido si hay aerosoles disponibles en los que puedan tener lugar esas reacciones", dijo Wilmouth. "La inyección de SO2 del volcán permitió la formación de aerosoles de sulfato y la presencia de vapor de agua provocó la producción adicional de aerosoles de sulfato".
El aumento de los aerosoles de sulfato y el vapor de agua desencadenó una cadena de acontecimientos en la compleja química atmosférica que condujo a cambios generalizados en las concentraciones de varios compuestos, incluido el ozono.
El vapor de agua adicional también tuvo un efecto de enfriamiento en la estratosfera, lo que provocó un cambio en la circulación, lo que provocó disminuciones del ozono en el hemisferio sur y un aumento del ozono en los trópicos.
Los investigadores descubrieron que la máxima disminución del ozono se produjo en octubre, nueve meses después de la erupción.
"Tuvimos este enorme aumento en el vapor de agua en la estratosfera con aumentos modestos en el sulfato que desencadenaron una serie de eventos que llevaron a cambios significativos en la temperatura y la circulación, ClO, HNO3, HCl, O3 y otros gases", dijo Wilmouth.
A continuación, los investigadores esperan continuar el estudio siguiendo el impacto del volcán hasta 2023 y más allá, a medida que el vapor de agua se desplaza desde los trópicos y las latitudes medias hasta el polo del hemisferio sur, donde tiene el potencial de amplificar las pérdidas de ozono en la Antártida. Se espera que el vapor de agua permanezca elevado en la estratosfera durante varios años.
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