Nuevas medidas de los niveles de yodo en la estratosfera de la Tierra pueden ayudar a explicar por qué parte de la capa de ozono de nuestro planeta no se está recuperando tan rápido como se esperaba, a pesar de los esfuerzos de los últimos años en la reducción de los CFC y otros compuestos que la dañaban. Esta capa nos protege de la radiación ultravioleta que puede causar cáncer de piel y dañar los cultivos.

Los datos del estudio, publicado en la revista PNAS, revelan que los niveles de yodo registrados en la baja estratosfera en latitudes medias (zonas tropicales y templadas) serían responsables de hasta el 32% de la pérdida de ozono mediada por halógenos, superando la contribución relativa del cloro (28%) y casi alcanzando la contribución del bromo (40%).

Hasta ahora la mayoría de las investigaciones sobre la química de halógenos (los elementos del grupo 17 de la tabla periódica: flúor, cloro, bromo, yodo, astato y teneso) en esa zona de la atmósfera, situada entre los 10 y 40 kilómetros de altura, se habían centrado en la destrucción de la capa de ozono producida por los compuestos clorados y bromados.

Estas sustancias son los halógenos más abundantes en la atmósfera y además sus tiempos de reactividad son suficientemente largos como para ser transportados a la estratosfera, que es donde participan en la destrucción del ozono. Sin embargo, el nuevo trabajo confirma que los compuestos yodados, a pesar de tener unos tiempos de vida más cortos, también pueden llegar a la atmósfera y afectar a la capa de ozono.

Introducir el yodo en los modelos climáticos

“Los resultados muestran la importancia de considerar la química de yodo tanto en la troposfera (la capa inferior de la atmósfera) como en la estratosfera en los modelos climáticos, ya que la emisión natural de sustancias yodadas a la atmósfera es altamente dependiente de la evolución del clima y se espera que su impacto aumente en el futuro respecto a las fuentes cloradas y bromadas”, destaca el coautor Alfonso Saiz-López, investigador del CSIC en el Instituto de Química Física “Rocasolano”.

El grupo liderado por Saiz-López estudia desde hace más de una década la contribución de las fuentes naturales de halógenos de vida corta, como el yodo, sobre la capacidad oxidativa de la tropósfera y la estratósfera. En esta ocasión, ha colaborado un equipo norteamericano pionero en obtener medidas cuantitativas de los niveles de este elemento en la estratosfera.

Las mediciones del yodo tanto en fase gaseosa como en fase aerosol las han realizado con un avanzado laboratorio instalado en el avión GulfstreamV del National Center for Atmospheric Research (NCAR).

Avión GulfstreamV del NCAR./ NASA

“Debido a que no es sencillo identificar el límite exacto entre la alta troposfera y la baja estratosfera durante el vuelo, se utilizó la relación existente entre los niveles de vapor de agua (H2O) y ozono (O3), que son muy diferentes entre ambas regiones”, comenta el científico del CSIC Carlos Cuevas, también del Instituto de Química Física “Rocasolano”.

Complejas conexiones físico-químicas

El estudio también sugiere que la pérdida de ozono estratosférico debido a la presencia de yodo ocurre por complejos procesos químicos y físicos. Según los autores, "las emisiones marinas de yodo han aumentado por el incremento del ozono superficial en las últimas décadas. Esta fuente de yodo inducida por el hombre se propaga desde los océanos a la troposfera superior y estratosfera inferior, donde nuestros resultados plantean un posible vínculo entre la calidad del aire superficial, la pérdida de ozono estratosférico y el llamado forzamiento radiativo (diferencia entre la insolación absorbida por la Tierra y la energía irradiada)".

“En 2015 ya predecíamos que el yodo emitido por los océanos podía llegar a la estratosfera en cantidades significativas, sugiriendo eficientes reacciones de reciclado heterogéneo del yodo inorgánico sobre cristales de hielo y aerosoles atmosféricos”, explica Saiz-López.

“Las medidas realizadas ahora con el Gulfstream-V –apunta el investigador– confirman que el mecanismo que propusimos (o uno muy equivalente) ocurre en la atmósfera real, aunque su eficiencia, velocidad y distribución espacial no sea completamente conocida todavía. Esto abre un abanico de nuevos estudios a realizar".

"La capa de ozono está comenzando a mostrar signos tempranos de recuperación en la estratosfera superior, pero el ozono en la estratosfera inferior continúa disminuyendo por razones poco claras", insiste otro de los autores, Rainer Volkamer, profesor de la Universidad de Colarado en Boulder (EE UU).

“Antes se pensaba que esa disminución se debía a cambios en la forma en que el aire se mezcla entre la troposfera y la estratosfera, pero nuestras mediciones muestran que también hay una explicación química por el yodo de los océanos. Lo que encuentro emocionante –concluye el profesor– es que el yodo cambia el ozono lo suficiente como para proporcionar una explicación plausible de por qué el ozono en la estratosfera baja continúa disminuyendo".