Satélites como Starlink podrían representar una nueva amenaza para nuestra capa de ozono en curación: Heaven32
Empresas de comunicaciones como Starlink planean poner en órbita decenas de miles de satélites alrededor de la Tierra durante la próxima década. El creciente enjambre ya está causando problemas a los astrónomos, pero investigaciones recientes han planteado otra pregunta: ¿qué sucede cuando comienzan a descender?
Cuando estos satélites lleguen al final de su vida útil, caerán a la atmósfera terrestre y se quemarán. En el camino dejarán un rastro de diminutas partículas metálicas.
De acuerdo a un estudio publicado la semana pasada Según un equipo de investigadores estadounidenses, esta lluvia satelital puede arrojar a la atmósfera 360 toneladas de pequeñas partículas de óxido de aluminio cada año.
El aluminio se inyectará principalmente a altitudes de entre 50 y 85 kilómetros, pero luego descenderá a la estratosfera, donde se encuentra la capa protectora de ozono de la Tierra.
¿Qué significa eso? Según el estudio, la estela del satélite podría facilitar reacciones químicas que destruyen la capa de ozono. Eso no está mal, pero como veremos, la historia no es nada sencilla.
¿Cómo se destruye el ozono?
La pérdida de ozono en la estratosfera es causada por los “radicales libres”: átomos o moléculas con un electrón libre. Cuando se producen radicales, inician ciclos que destruyen muchas moléculas de ozono. (Estos ciclos tienen nombres que el Dr. Seuss admiraría: NOx, HOx, ClOx y BrOx, ya que todos involucran oxígeno además de nitrógeno, hidrógeno, cloro y bromo, respectivamente).
Estos radicales se crean cuando los gases estables se descomponen mediante la luz ultravioleta, que abunda en la estratosfera.
Los óxidos de nitrógeno (NOx) comienzan con el óxido nitroso. Se trata de un gas de efecto invernadero producido naturalmente por microbios, pero la fabricación de fertilizantes humanos y la agricultura han aumentado la cantidad en el aire.
El ciclo HOx involucra radicales de hidrógeno del vapor de agua. No llega mucho vapor de agua a la estratosfera, aunque acontecimientos como el Hunga Tonga–Hunga Sa’apai Una erupción volcánica submarina en 2022 a veces puede inyectar grandes cantidades.
El agua en la estratosfera crea numerosas partículas pequeñas de aerosol, que crean una gran superficie para reacciones químicas y también dispersan más luz para crear hermosas puestas de sol. (Volveré a estos dos puntos más adelante).
Cómo los CFC crearon el ‘agujero de la capa de ozono’
ClOx y BrOx son los ciclos responsables del daño más famoso a la capa de ozono: el “agujero de ozono” causada por clorofluorocarbonos (CFC) y halones. Estos productos químicos, ahora prohibidos, se usaban comúnmente en refrigeradores y extintores de incendios e introducían cloro y bromo en la estratosfera.
Los CFC liberan rápidamente radicales de cloro en la estratosfera. Sin embargo, este cloro reactivo se neutraliza rápidamente y queda encerrado en moléculas con radicales de nitrógeno y agua.
Lo que suceda a continuación depende de los aerosoles en la estratosfera, y cerca de los polos también depende de las nubes.
Los aerosoles aceleran las reacciones químicas al proporcionar una superficie sobre la que ocurren. Como resultado, los aerosoles en la estratosfera liberan cloro (y bromo) reactivo. Las nubes estratosféricas polares también eliminan agua y óxidos de nitrógeno del aire.
Entonces, en general, cuando hay más aerosoles estratosféricos alrededor, es probable que veamos una mayor pérdida de ozono.
Una estratosfera cada vez más metálica
Los detalles de la inyección específica de óxidos de aluminio por parte de los satélites en caída libre serían bastante complejos. Este no es el primer estudio que destaca la creciente contaminación estratosférica por el reingreso de basura espacial.
En 2023, investigadores que estudian partículas de aerosoles en la estratosfera detectaron rastros de metales del reingreso de la nave espacial. Descubrieron que el 10 por ciento de los aerosoles estratosféricos ya contienen aluminio y predijeron que esta cantidad aumentará al 50 por ciento en los próximos 10 a 30 años. (Alrededor del 50 por ciento de las partículas de aerosoles estratosféricos ya contienen metales de meteoritos).
No sabemos qué efecto tendrá esto. Un resultado probable sería que las partículas de aluminio propicien el crecimiento de partículas que contienen hielo. Esto significa que habría más partículas reflectantes, frías y más pequeñas con más superficie en la que puede ocurrir la química.
Tampoco sabemos cómo interactuarán las partículas de aluminio con el ácido sulfúrico, el ácido nítrico y el agua que se encuentran en la estratosfera. Como resultado, no podemos decir realmente cuáles serán las implicaciones para la pérdida de ozono.
Aprendiendo de los volcanes
Para comprender realmente qué significan estos óxidos de aluminio en la pérdida de ozono, necesitamos estudios de laboratorio para modelar la química con más detalle y también observar cómo se moverían las partículas en la atmósfera.
Por ejemplo, después de la erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, el vapor de agua de la estratosfera se mezcló rápidamente alrededor del hemisferio sur y luego se movió hacia el polo. Al principio, este exceso de agua provocó intensas puestas de sol, pero un año después, estos aerosoles de agua están bien diluidos en todo el hemisferio sur y ya no los vemos.
Una corriente global llamada circulación Brewer-Dobson mueve el aire hacia la estratosfera cerca del ecuador y regresa hacia los polos. Como resultado, los aerosoles y gases sólo pueden permanecer en la estratosfera durante un máximo de seis años. (El cambio climático está acelerando esta circulación, lo que significa que el tiempo que los aerosoles y gases están en la estratosfera es más corto).
La famosa erupción del Monte Pinatubo en 1991 también creó hermosas puestas de sol. Inyectó más de 15 millones de toneladas de dióxido de azufre a la estratosfera, lo que enfrió la superficie de la Tierra en poco más de medio grado Celsius durante unos tres años. Este evento es la inspiración para las propuestas de geoingeniería para frenar el cambio climático colocando deliberadamente aerosoles de sulfato en la estratosfera.
Quedan muchas preguntas
Comparadas con los 15 millones de toneladas de Pinatubo, 360 toneladas de óxido de aluminio parecen poca cosa.
Sin embargo, no sabemos cómo se comportarán físicamente los óxidos de aluminio en condiciones estratosféricas. ¿Producirá aerosoles que sean más pequeños y más reflectantes, enfriando así la superficie, de forma muy similar a los escenarios de geoingeniería de inyección de aerosoles estratosféricos?
Tampoco sabemos cómo se comportará químicamente el aluminio. ¿Creará núcleos de hielo? ¿Cómo interactuará con el ácido nítrico y sulfúrico? ¿Liberará el cloro encerrado con mayor eficacia que los aerosoles estratosféricos actuales, facilitando la destrucción del ozono?
Y, por supuesto, los aerosoles de aluminio no permanecerán en la estratosfera para siempre. Cuando finalmente caigan al suelo, ¿qué efecto tendrá esta contaminación por metales en nuestras regiones polares?
Es necesario abordar todas estas cuestiones. Por algunas estimacioneses posible que se lancen más de 50.000 satélites de aquí a 2030, por lo que será mejor que los abordemos rápidamente.
Robyn SchofieldProfesor Asociado y Decano Asociado (Medio Ambiente y Sostenibilidad), La Universidad de Melbourne
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