Hace unos 20.000 años, durante la última glaciación, la atmósfera de la Tierra estaba mucho más cargada de polvo que en la actualidad. Los fuertes vientos levantaban grandes cantidades de partículas minerales y las transportaban por el planeta, donde terminaban mezclándose con aerosoles procedentes de la sal marina. Aquella combinación desencadenó una reacción química con una consecuencia climática importante: aceleró la eliminación del metano de la atmósfera.
Es la principal conclusión de un estudio internacional liderado por investigadores del Instituto de Química Física Blas Cabrera del CSIC (IQF-CSIC) y publicado en la revista Science. El trabajo, en el que también participa el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) junto a científicos de Argentina, Italia, Suiza y Estados Unidos, muestra que este mecanismo fue mucho más importante durante la última glaciación de lo que se había considerado hasta ahora.
El efecto llegó a ser cuatro veces más intenso que en la actualidad y redujo alrededor de un 20 % la vida media del metano en la atmósfera.
El hallazgo aporta una nueva pieza para entender cómo funcionaba la atmósfera durante los grandes cambios climáticos del pasado y abre una cuestión de especial interés para el futuro: si cambian las cantidades de polvo presentes en la atmósfera, también puede cambiar la velocidad a la que desaparece el metano.
¿Por qué el polvo y la sal marina afectan al metano?
Para entender el descubrimiento hay que fijarse en algo aparentemente poco relacionado con el calentamiento global: las partículas que flotan en el aire.
Durante la última Edad de Hielo, las condiciones eran mucho más frías y secas que las actuales. Había menos vegetación y grandes extensiones de terreno quedaban expuestas a la erosión. Los fuertes vientos levantaban enormes cantidades de polvo mineral, que podía viajar a grandes distancias. Al mismo tiempo, los océanos aportaban a la atmósfera partículas de sal marina.
Cuando ambos tipos de partículas coincidían en la atmósfera se producían reacciones químicas capaces de liberar cloro altamente reactivo. Ese cloro participa en procesos que destruyen el metano y, por tanto, reduce el tiempo que este gas permanece en la atmósfera.
“Hemos demostrado que durante la última glaciación las enormes cantidades de polvo mineral reaccionaron con sal marina en la atmósfera. Al hacerlo liberaron cloro, un gas muy reactivo que destruye el metano. Este efecto fue cuatro veces más fuerte que en la actualidad y acortó la vida media del metano en la atmósfera. Es un proceso que no se había valorado de forma adecuada hasta ahora”, explica Daphne Meidan, investigadora del IQF-CSIC y primera autora del estudio.
El resultado modifica la forma en que los científicos interpretan la evolución del metano atmosférico durante los periodos fríos de la historia del planeta.
El hielo conserva las pistas sobre el metano del pasado
Una de las claves de la investigación está encerrada en el hielo. Los testigos de hielo extraídos en regiones como la Antártida y Groenlandia contienen pequeñas burbujas de aire atrapadas durante miles de años. Esas burbujas funcionan como una especie de cápsula del tiempo: permiten conocer cómo era la atmósfera en diferentes momentos del pasado y reconstruir, entre otros parámetros, la evolución de las concentraciones de metano.
Los registros muestran que los niveles de este gas eran considerablemente más bajos durante la última Edad de Hielo que en la actualidad. Hasta ahora, una de las principales explicaciones era que las condiciones frías habían reducido las emisiones naturales de metano. La expansión de las superficies heladas y la reducción de los humedales, por ejemplo, habrían limitado algunas de las fuentes naturales responsables de liberar este gas.
Pero esta explicación dejaba una parte de la historia sin resolver. El nuevo estudio plantea que no solo importaba cuánto metano entraba en la atmósfera, sino también cuánto tiempo permanecía allí antes de ser destruido.
Para llegar a esta conclusión, los investigadores combinaron simulaciones climáticas avanzadas con información procedente de los registros de hielo de la Antártida y Groenlandia, lo que permitió reconstruir mejor las condiciones atmosféricas existentes durante la última glaciación.
Un cambio en la explicación del metano durante la Edad de Hielo
El descubrimiento introduce un cambio importante en la interpretación de la química atmosférica del pasado. Los modelos utilizados anteriormente para reconstruir la atmósfera durante las glaciaciones asumían, en algunos casos, que el metano permanecía en ella durante un periodo similar al actual. La investigación liderada por el IQF-CSIC muestra que esa suposición no describía completamente lo que estaba ocurriendo.
La enorme cantidad de polvo atmosférico presente durante la última glaciación favoreció unas condiciones químicas diferentes. La interacción con la sal marina aumentó la disponibilidad de cloro reactivo y, con ello, la capacidad de la atmósfera para eliminar metano.
“Se creía que este descenso ocurría por cambios en la emisión de metano, cuando realmente lo que refleja es cuánto metano se destruía en la atmósfera, no cuánto menos se estaba produciendo. Estos resultados demuestran que las reacciones asociadas al cloro impactan significativamente la composición de nuestra atmósfera y cambia cómo entendemos la evolución del metano a lo largo de la historia climática del planeta”, concluye Meidan.
El dato resulta especialmente relevante porque el metano es un potente gas de efecto invernadero y su permanencia en la atmósfera depende tanto de sus emisiones como de los procesos naturales que lo eliminan.
¿Qué puede enseñarnos este mecanismo sobre el clima futuro?
El estudio no se limita a explicar lo que sucedió hace 20.000 años. También plantea preguntas sobre el funcionamiento de la atmósfera actual. Los investigadores señalan que los niveles globales de polvo están aumentando de nuevo. El aumento de la aridez, la pérdida de vegetación y determinados cambios en el uso del suelo pueden favorecer una mayor presencia de partículas minerales en la atmósfera.
Esto no significa que el mecanismo descubierto vaya a compensar automáticamente el calentamiento provocado por las emisiones actuales de gases de efecto invernadero. Lo que muestra el estudio es que la cantidad de polvo presente en la atmósfera puede modificar la química que controla la permanencia del metano.
Por eso, los cambios en la aridez y en la cantidad de partículas atmosféricas podrían convertirse en un factor que los modelos climáticos tengan que considerar con mayor precisión.
“El aumento de la aridez y los cambios en el uso del suelo podrían potenciar este mecanismo e influenciar el clima futuro”, señalan los investigadores.
La cuestión, por tanto, va más allá del metano. Las reacciones químicas desencadenadas por el polvo y los aerosoles marinos pueden afectar a otros componentes de la atmósfera y modificar procesos relacionados con el clima.
“Las implicaciones podrían extenderse más allá del metano a otros gases en nuestra atmósfera. Entender esta química y determinar la evolución de estos gases es clave para poder predecir el futuro del clima de nuestro planeta”, concluye Meidan.
El polvo que viaja por la atmósfera puede parecer una pieza menor dentro del enorme sistema climático terrestre. Sin embargo, la investigación muestra que esas partículas pueden desencadenar reacciones químicas capaces de cambiar cuánto tiempo permanece un potente gas de efecto invernadero en el aire.
Hace 20.000 años, esa interacción ayudó a acelerar la desaparición del metano. Ahora, comprender cómo funciona y cómo puede cambiar con la aridez, la vegetación y la circulación atmosférica puede resultar fundamental para interpretar tanto la historia climática de la Tierra como algunos de los procesos que determinarán su futuro.
