Dos tercios de la superficie de la Tierra están cubiertos por agua y dos tercios de la atmósfera de la Tierra residen sobre los océanos. lejos de la tierra y las formas tradicionales en que la gente mide los gases y contaminantes que circulan por el aire y alrededor del mundo. Si bien los satélites en el espacio que miden los gases principales pueden cerrar parte de esa brecha, se necesita un avión para descubrir qué está sucediendo realmente en la química del aire sobre los océanos. Ahí es donde entra en juego la misión de tomografía atmosférica (ATom) de la NASA.

Desde 2016, un equipo de científicos con 25 instrumentos avanzados a bordo del avión de investigación DC-8 de la NASA ha muestreado más de 400 gases diferentes y una amplia gama de partículas en el aire en excursiones de un mes desde Alaska por el Pacífico hasta Nueva Zelanda, luego a Sudamérica y por el Atlántico hasta Groenlandia, y al otro lado del Océano Ártico. Lejos de la tierra la atmósfera sobre el océano es donde se encuentra el aire más limpio del planeta, al menos en teoría. En el transcurso de tres implementaciones, y con su cuarta y última caminata comenzando a fines de abril, el equipo ha encontrado niveles sorprendentes de contaminantes sobre el Pacífico, Océanos Atlántico y Ártico.

"Es asombroso ver una contaminación tan densa en medio del océano, tan lejos de las regiones de origen, ", dijo el investigador principal de ATom, Steve Wofsy, de la Universidad de Harvard, recordando su vuelo por el centro del Atlántico y su parada en la Isla Ascensión a medio camino entre África y América del Sur, justo al sur del ecuador.

"Al descender por primera vez, nos sorprendió encontrarnos en una espesa neblina de humo y polvo que se originó en África, miles de kilómetros al este. La neblina tenía un tono marrón amarillento poco atractivo y era tan densa que no podíamos ver el océano. Todos los cientos de sustancias químicas contaminantes que medimos tenían cantidades muy altas. En cada visita desde la primera, hemos encontrado una capa similar que se extiende por miles de kilómetros, que abarca todo el Océano Atlántico tropical, " él dijo.

Modelos informáticos que simulan el movimiento de los principales gases como el monóxido de carbono, creado por la combustión incompleta de los incendios, son una de las herramientas que utiliza el equipo de ATom para hacerse una idea de lo que podrían ver en cada tramo de su vuelo. También es una de las herramientas que están evaluando.

"Una de las mejores cosas de ATom es mostrar qué tan bien funciona el modelo en general, "dijo Paul Newman, científico jefe de ciencias de la Tierra en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. El modelo combina los pronósticos meteorológicos con la química atmosférica conocida para decirles dónde y cuándo una nube de contaminación se cruzará con la trayectoria de vuelo. "Pero pierde muchos de los detalles. Te da una idea de de dónde vienen las cosas, y eso le permite perfeccionar su ciencia. Así que no estamos descubriendo tierras inexploradas pero es como Tengo un mapa de Iowa y conduciré por allí y ese mapa es probablemente, dependiendo de la edad que tenga, 95 por ciento correcto. Es el 5 por ciento de error lo que es interesante ".

Una de esas interesantes desviaciones ocurrió en el Ártico, según el científico atmosférico e investigador del equipo ATom Róisín Commane en la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York. "Una de las columnas de contaminación más grandes que hemos visto no fue predicha por los modelos, que provino de incendios en Siberia. Entonces, ATom nos ha dado una instantánea de lo que podría estar perdiendo, " ella dijo.

El seguimiento de las plumas es solo el primer paso. El siguiente es comprender mejor cómo cambian mientras permanecen sobre el océano. Por ejemplo, los hidrocarburos de las columnas de humo reaccionan a la luz del sol con otros gases para formar ozono, un gas de efecto invernadero y contaminante del aire mejor conocido como el ingrediente principal del smog de la ciudad. Los instrumentos a bordo del DC-8 pueden detectar tanto el ozono como todos los gases que producen ozono mediante reacciones químicas. Esto significa que, además de rastrear el ozono en columnas de tierra, el equipo de ATom también puede determinar cuánto se produce a partir de otros gases sobre el océano.

El centro del Océano Pacífico está mucho más lejos de la tierra que el Atlántico. Allí, ATom observó niveles de ozono generalmente bajos, pero la producción de ozono nuevo sobre el océano basada en el conjunto medido de gases ingredientes fue mayor de lo que predijeron los modelos.

"Esto implica que el Pacífico remoto es una fuente de ozono troposférico más grande de lo que creíamos anteriormente, ", dijo el científico adjunto del proyecto de ATom, Michael Prather, de la Universidad de California, Irvine. "Es un resultado preliminar, y aún tenemos que analizar si este ozono producido es natural o está relacionado con la contaminación, pero sí significa que tendremos que repensar lo que creemos sobre la cantidad de ozono que se produce en los océanos remotos, y lo que eso significa para el clima y nuestros esfuerzos para reducir la contaminación por ozono en la tierra ".

El despliegue final de TTom tendrá lugar esta primavera. Con los datos atmosféricos que han recopilado durante los vuelos de cada estación del año, el equipo científico continuará analizando los datos y mejorando los modelos atmosféricos que nos ayudan a comprender nuestro planeta de origen.

ATom está financiado por el programa Earth Venture de la NASA y administrado por la Oficina del Proyecto de Ciencias de la Tierra en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley. El avión de investigación DC-8 es administrado por el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en el edificio 703 en Palmdale, California. Un equipo de más de 100 personas:científicos, ingenieros Tripulación y personal de vuelo:todas las agencias gubernamentales y universidades apoyan la misión tanto en el aire como en tierra.