Cada año, Los compuestos que agotan la capa de ozono en la atmósfera superior destruyen la capa protectora de ozono. y en particular por encima de la Antártida. La capa de ozono actúa como protector solar de la Tierra al absorber la radiación ultravioleta dañina de la luz solar entrante que puede causar cáncer de piel y dañar las plantas. entre otros efectos nocivos para la vida en la Tierra. Si bien estos diferentes compuestos liberan cloro reactivo o bromo, los dos ingredientes activos que destruyen la capa de ozono, durante una serie de reacciones químicas, las moléculas tienen una variedad de vidas diferentes en la atmósfera que pueden afectar su impacto final en la capa de ozono y su recuperación futura.

n un artículo de Perspective que aparece en la edición del 8 de diciembre de Ciencias , Los investigadores de la NASA discuten los matices que distinguen tres categorías de compuestos y sus impactos en el ozono atmosférico superior:compuestos de larga duración y hechos por el hombre, compuestos de vida corta y hechos por el hombre, y compuestos de vida corta y emitidos naturalmente por el océano. Todos los compuestos de larga duración y algunos de los antropogénicos de corta duración están controlados por el Protocolo de Montreal para reducir su impacto sobre el ozono. Los investigadores encuentran que los compuestos de larga duración aún dominan las perspectivas de recuperación del ozono.

Esta discusión es parte de un debate científico en curso sobre el impacto de los compuestos que agotan el ozono de vida corta que permanecen en la atmósfera por menos de seis meses. cuyas emisiones producidas por el hombre han aumentado. Es relevante para el trabajo que está realizando el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente que administra el Protocolo de Montreal y sus enmiendas, el acuerdo mundial fundamental para prohibir y eliminar gradualmente los compuestos que destruyen el ozono. Actualmente, solo las sustancias que agotan la capa de ozono con una vida útil en la atmósfera que va desde un año hasta más de 100 años, están controlados porque permanecen en la atmósfera el tiempo suficiente para llegar a la atmósfera superior, llamada estratosfera. Los compuestos de vida más corta no están regulados ya que sus impactos son menos significativos.

"El Protocolo de Montreal ha sido un gran éxito, "dijo el científico atmosférico Qing Liang en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y primer autor de la perspectiva. Como resultado de la regulación del Protocolo de Montreal, los niveles de cloro y bromo que agotan la capa de ozono dejaron de crecer en la atmósfera a mediados de la década de 1990, y han ido disminuyendo casi al ritmo esperado. La capa de ozono está mostrando indicios de curación.

Sin embargo, las sustancias controladas de larga duración, la mayoría lanzados antes de 1987, se prevé que todavía constituyan el 56 por ciento del cloro y bromo estratosféricos totales en 2050, según el análisis de Liang y sus colegas. A diferencia de, como máximo, se espera que sólo el cuatro por ciento del cloro y el bromo provenga de compuestos no regulados que agotan la capa de ozono producidos por el ser humano. El resto del cloro y bromo en 2050 provendrá de compuestos emitidos naturalmente por el océano. Pero a medida que aumentan las temperaturas del océano debido al calentamiento climático, sus tasas de emisión podrían aumentar potencialmente en un 20 por ciento entre 2010 y 2100. Una fuente adicional de compuestos naturales que agotan la capa de ozono son los incendios forestales, tanto natural como humano.

Científicos de la NASA, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, así como otras agencias internacionales monitorean constantemente la capa de ozono estratosférico y los niveles de químicos que agotan el ozono en la superficie de la Tierra.

Si una sustancia llega a la estratosfera o no es el factor principal que dicta de qué categoría de compuestos hay que preocuparse. dijo la coautora Susan Strahan de NASA Goddard. Cuanto mayor sea la vida útil de una sustancia que agota la capa de ozono, más tiempo estará para llegar a la estratosfera y destruir el ozono. Sustancias de vida corta, por otra parte, tendrá un efecto mínimo en retrasar la recuperación del ozono porque es más probable que se degrade antes de llegar a la estratosfera, ella dijo.

Una de estas sustancias llamada diclorometano ha sido objeto de un escrutinio reciente debido a sus crecientes tasas de emisión en los últimos años. Es un sustituto versátil de muchos productos químicos prohibidos en la industria. El diclorometano se descompone en la atmósfera en aproximadamente cuatro meses y sus productos de degradación dañinos se eliminan por completo de la atmósfera a los pocos años de sus emisiones.

"Debido a su naturaleza de muy corta duración, y el improbable escenario de que las emisiones mantengan una alta tasa de crecimiento, es muy poco probable que el diclorometano tenga un impacto importante en la capa de ozono, ", dijo Liang. Liang cree que su tasa de emisión se estabilizará una vez que las industrias alcancen su capacidad de carga basada en la demanda económica.

Además, Sustancias industriales de vida corta que agotan la capa de ozono emitidas en tierra. a menudo en las latitudes medias, tienen un viaje de cuatro a seis meses a la estratosfera. Esto es un poco más largo que su vida útil y permite más tiempo para que sean destruidos o arrastrados por la lluvia antes de que lleguen a la capa de ozono. Dijo Liang.

Compuestos de bromo de vida corta liberados naturalmente de la superficie del océano, sin embargo, tienen un impacto más pronunciado sobre el ozono que sus primos industriales de vida corta. Debido a que se liberan en grandes cantidades de los océanos tropicales, las tormentas eléctricas tropicales las transportan rápidamente a la estratosfera en un mes o dos, donde pueden destruir el ozono durante una mayor parte de su vida.

"El otro factor importante es el cambio climático. A medida que los océanos tropicales se calientan, las emisiones naturales de metilbromo y otras especies bromadas de vida corta van a aumentar, "Dijo Strahan." Y no puedes apagar eso. A medida que el océano se calienta, el aumento de emisiones continúa ".

También son motivo de preocupación los productos químicos prohibidos que continúan ingresando y acumulándose en la atmósfera. Un ejemplo es el tetracloruro de carbono, que está regulado por el Protocolo de Montreal y tiene una vida útil de 33 años en la atmósfera. Mientras que su producción, el uso y la destrucción se controlan y notifican con precisión, también se forma como subproducto en las líneas de producción de cloroformo y diclorometano. Debido a que es muy volátil, tiene emisiones no deseadas que se filtran a la atmósfera, Dijo Liang. Es probable que no sea la única sustancia regulada que agota la capa de ozono y que se escapa sin contabilizar de la línea de producción de otros productos químicos.

Liang y Strahan basaron su análisis en una combinación de simulaciones de modelos informáticos de la atmósfera y mediciones de las concentraciones de sustancias químicas que agotan la capa de ozono. El modelo del Sistema de Observación de la Tierra Goddard de la NASA Versión 5 (GEOS-5) simula la atmósfera en 3-D, lo que permite al equipo de investigación seguir los gases atmosféricos desde sus fuentes en el suelo a lo largo de su viaje a la atmósfera superior. El modelo está respaldado por observaciones de satélites, redes terrestres que miden los productos químicos que agotan la capa de ozono en el mundo real, y por observaciones de dos décadas de campañas de campo de aviones de la NASA, incluido el Experimento de Tropopausa Tropical Aerotransportada (ATTREX) más reciente en 2013 y el estudio atmosférico global de Tomografía Atmosférica (ATom), que ha realizado tres implementaciones desde 2016.