Los investigadores midieron partículas emitidas o formadas dentro del ecosistema del bosque lluvioso que carecen de forma relativa de la influencia de actividad antropogénica. El grupo de científicos determinó las diferencias químicas específicas entre entornos naturales y contaminados, y obtuvo modelos de cómo los cambios en la Cuenca Amazónica podrían afectar a la atmósfera regional y global.
"Tuvimos condiciones en las que aire ha estado dos días viajando a lo largo de una zona de 1.600 kilómetros de aire puro antes de llegar al sitio donde realizamos las mediciones", explica Scot Martin, el autor principal y profesor de la cátedra Gordon McKay de Química Ambiental en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard (EE UU).
"Realizando el estudio en la estación lluviosa de la Amazonía central (enero-marzo), hemos evitado la contaminación. Son bien conocidos los periodos de quemas y deforestación de la estación seca y también las que se producen en gran parte del límite sur de la Amazonia", añade el investigador.
Los científicos tomaron muestras de una torre de 40 metros de alto y utilizaron varias técnicas para detectar y capturar imágenes de partículas atmosféricas. Descubrieron que las partículas, de menos de una micra de tamaño, más importantes para el clima podían ser trazadas hasta la oxidación atmosférica de las emisiones de las plantas, o las llamadas "gotículas" de aerosol orgánico secundario.
Partículas orgánicas líquidas
"Es un tipo de partícula orgánica líquida. Se trata de la primera vez que alguien ha captado imágenes de una de estas partículas aisladas, porque en el hemisferio norte y en otras regiones antropogénicas, recoger una partícula es complicado y está mezclada con hollín, nitratos y otros contaminantes", informa Martin.
En la prístina Cuenca Amazónica los investigadores detectaron concentraciones de partículas de aerosol de tan sólo unos pocos cientos por centímetro cúbico. Por el contrario, en las ciudades fuertemente industrializadas, donde vive la mayor parte de la población, las concentraciones de partículas son del orden de decenas de miles por centímetro cúbico, lo que complica a los climatólogos la medición de cualquier cambio neto cuando se añaden partículas adicionales, tanto naturales como artificiales.
"Las partículas influyen en la formación de nubes y la formación de nubes afecta a la precipitación, que afecta a las plantas. Es lo que llamamos el gran reactor tropical", afirma Martin. "Todo está interconectado y en nuestra investigación hemos terminado por vislumbrar realmente las interacciones entre aerosol y nube en la naturaleza", añade el científico.
En la atmósfera, las moléculas en fase gaseosa que desprenden las plantas son atacadas por moléculas muy específicas como el ozono o radicales hidroxilo. Como resultado, las moléculas en fase gaseosa se vuelven menos volátiles y se condensan para formar nuevas partículas o hacen que las partículas preexistentes sean cada vez mayores. Estas partículas se convierten en núcleos sobre los que condensa el agua de la atmósfera y se forman las nubes.
El ciclo es bien conocido, pero el reto ha consistido en generar un conocimiento cuantitativo de las fuentes de esas partículas de aerosol. El estudio, que se publica en Science, representa un paso fundamental para obtener una instantánea de un tiempo anterior -aire prístino del bosque lluvioso previo a la industrialización- para entender el cambio climático de hoy.
Comprender el cambio climático actual
"Esta nueva perspectiva y estos datos nos ayudan a comprender y cuantificar la interdependencia del ciclo de los aerosoles y el agua en el sistema climático no perturbado", explica Ulrich Pöschl, coautor e investigador del Instituto Max Planck de Química (Alemania). "Una comprensión profunda del sistema climático no perturbado es un prerrequisito para obtener modelos y predicciones de las perturbaciones antropogénicas y de sus efectos en el cambio global", especifica el científico.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las gotículas puras dominaban, y formaban más del 85% de las partículas inferiores a una micra de importancia para el clima en el aire de la cuenca. Las bajas concentraciones de aerosol y la gran cantidad de partículas orgánicas secundarias pueden implicar que las interacciones entre partículas, nubes y precipitación en sistemas climáticos más puros sean "extremadamente" diferentes a las de las regiones marítimas y contaminadas.
Según el coautor brasileño Paulo Artaxo, como la cuenca Amazónica está experimentando un periodo de desarrollo, los científicos tienen ahora una oportunidad de contemplar en tiempo real la influencia de la actividad humana sobre la atmósfera.
