- El experimento de la cámara CLOUD de CERN reprodujo el proceso por el cual las sustancias volátiles emitidas por los árboles crean semillas de nubes, lo que obliga a revisar la atmósfera preindustrial y el punto de referencia de los modelos climáticos actuales
- Los sesquiterpenos emitidos por árboles y plantas contribuyen a la formación de nubes con más fuerza de lo esperado, y con una proporción de apenas 1:50 frente a otras sustancias volátiles pueden duplicar la formación de nubes
- Las nubes pueden reflejar la luz solar y generar un efecto de enfriamiento según la región, o atrapar el calor sobre el hielo polar, por lo que siguen siendo una de las mayores incertidumbres en la predicción climática
- En un mundo con menos contaminación industrial, las plantas y los árboles podrían convertirse en un factor más importante en la formación de nubes, lo que también afecta los cálculos del efecto de aerosoles antropogénicos basados en emisiones de azufre
- Es difícil incorporar en los modelos climáticos la física de pequeños aerosoles naturales como los sesquiterpenos, pero para predecir estrategias de mitigación más realistas también hay que abordar la interacción entre emisiones humanas y emisiones vegetales
La atmósfera sobre los bosques reproducida por la cámara CLOUD de CERN
- Lubna Dada y sus colegas experimentaron en una cámara de acero inoxidable de 7,000 galones en CERN, Suiza, para estudiar cómo las emisiones naturales reaccionan con el ozono y forman aerosoles
- Las nubes son una de las mayores incertidumbres en las predicciones climáticas
- Según la región, pueden reflejar la luz solar que absorberían la tierra y el océano
- O, por el contrario, pueden atrapar el calor sobre el hielo del Ártico y la Antártida
- En el cielo, las partículas de aerosol atraen vapor de agua o hielo, y cuando pequeños grupos de gotas crecen lo suficiente se convierten en semillas de nubes
- La mitad de las nubes de la Tierra se forma alrededor de materiales como arena, sal, hollín, humo y polvo
- La otra mitad se nuclea alrededor de vapores emitidos por seres vivos o máquinas, por ejemplo el dióxido de azufre producido por la quema de combustibles fósiles
- La cámara CLOUD de CERN simula este proceso inyectando vapores que representan entornos específicos
- Puede imitar los gases sobre una ciudad
- El equipo de Dada intentó recrear la atmósfera sobre los bosques sin emisiones humanas para estimar cómo se formaban las nubes antes de la industrialización
El papel de los sesquiterpenos emitidos por los árboles
- Un estudio publicado en Science Advances reveló que los sesquiterpenos están entre las sustancias químicas emitidas por los árboles que cumplen un papel importante en la formación de nubes
- Los árboles emiten sustancias volátiles naturales como isopreno y monoterpenos, que pueden desencadenar reacciones químicas de formación de nubes
- Este estudio se centró en los sesquiterpenos, que se emiten en cantidades relativamente menores y habían recibido menos atención
- Según la molécula y el tipo de planta o microbio que la emita, pueden oler a madera, tierra, cítricos o especias
- Los experimentos mostraron que los sesquiterpenos crean semillas de nubes con más eficacia de la esperada
- Con una proporción de apenas 1:50 frente a otras sustancias volátiles, la formación de nubes se duplicó
- En un mundo con menos emisiones de azufre, las plantas y los árboles podrían convertirse en motores más importantes de la formación de nubes
Los primeros resultados del experimento, visibles como un “plátano”
- El equipo puso a prueba la capacidad de los sesquiterpenos para generar nubes imitando el aire de bosques no contaminados por emisiones humanas
- El experimento de referencia midió la ionización de una mezcla de isopreno, la sustancia volátil biogénica más común, y α-pinene, un monoterpeno
- Como se esperaba, esta combinación produjo semillas de nubes
- Luego añadieron β-caryophyllene, un sesquiterpeno presente en pinos y cítricos y con olor parecido al de la pimienta recién molida
- Dada esperaba que el β-caryophyllene provocara reacciones químicas para formar aerosoles y finalmente diera lugar a nubes
- En el monitor del laboratorio, la gráfica del tamaño de partículas cambiaba de azul a un amarillo color plátano a medida que aumentaban las semillas de nubes, y en la primera ejecución la gráfica se volvió amarilla
- Añadir solo 2% de β-caryophyllene a la mezcla por volumen duplicó la formación de nubes y también aceleró el crecimiento de las partículas
- Este fue el primer experimento que mostró que los sesquiterpenos forman semillas de nubes
Los aerosoles naturales sacuden el punto de referencia de los modelos climáticos
- Paquita Zuidema subrayó que todavía no se sabe con precisión cómo era la atmósfera primitiva
- En zonas densamente pobladas, las emisiones antropogénicas dominan la formación de nubes, pero en tierras más limpias las sustancias volátiles de las plantas adquieren mayor importancia
- Recién en años recientes los instrumentos se volvieron lo bastante sensibles como para entender qué sustancias volátiles contribuyen más
- Los hallazgos relacionados con sesquiterpenos han aumentado relativamente hace poco
- En 2010, investigadores detectaron sesquiterpenos cerca del suelo del bosque amazónico
- Más arriba, sobre el dosel, eran más difíciles de rastrear, lo que sugiere que el ozono estaba convirtiendo los sesquiterpenos en aerosoles semilla de nubes
- Dada informó el año anterior de un sistema similar en bosques y turberas de Finlandia
- Jiwen Fan considera que los datos sobre sesquiterpenos podrían ayudar a explicar mejor los flujos de aerosoles a escala global
- Los aerosoles generan un efecto de forzamiento radiativo que hace que las nubes reflejen más calor entrante hacia la Tierra
- Cuando hay más aerosoles, las nubes son más blancas, duran más y producen menos lluvia
- Varios modelos climáticos han sobreestimado el forzamiento de aerosoles antropogénicos, y una razón podría ser que subestimaron los aerosoles naturales previos a la Revolución Industrial
- Si había más aerosoles biogénicos preindustriales de lo previsto, la contribución creada por las emisiones industriales se vuelve relativamente menor
Los próximos experimentos para modelos más realistas
- Es difícil predecir qué significa este recálculo para las proyecciones del calentamiento global porque intervienen muchos factores
- El estrés térmico, el clima extremo y la sequía pueden hacer que las plantas emitan más compuestos orgánicos volátiles biogénicos, lo que genera más semillas de nubes
- La deforestación y el estrés térmico están desplazando el límite arbóreo hacia mayores altitudes y latitudes, lo que afecta dónde se forman las nubes
- Dada pone atención en el bucle de retroalimentación en el que el clima influye en la formación de nubes y las nubes también influyen en el clima
- Mejores modelos climáticos podrían ayudar a predecir estrategias de mitigación, por ejemplo si se necesitarán más o menos nubes
- Aun así, como los modelos climáticos exigen una enorme capacidad de cálculo, no es fácil incluir procesos físicos pequeños como los aerosoles de los árboles
- El equipo de Dada volverá a experimentar en CERN para probar cómo las emisiones antropogénicas como el dióxido de azufre afectan la capacidad de las plantas para generar semillas de nubes
- Las dos fuentes de emisión podrían frenarse entre sí o acelerarse mutuamente
- El objetivo es ampliar las conclusiones a condiciones más cercanas no solo a bosques limpios, sino también a la mayor parte del mundo, donde se mezclan varias fuentes de emisión
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
Este fenómeno es realmente sorprendente. Recién hace poco me enteré de que se sabe que los árboles llaman a la lluvia, aunque todavía no se entiende por completo.
La pista más clara era que, después de la tala, disminuye la lluvia, así que parece que los árboles realmente pueden producir lluvia.
Antes existía la teoría de que la turbulencia del aire sobre los bosques provocaba precipitaciones, y quizá siga siendo un factor, pero esta explicación es mucho más clara y fácil de entender.
Quería usar este argumento al hablar de bosques e hidrología, pero, hasta donde sabía, solo había correlación, así que era cauteloso. No está totalmente resuelto, pero sin duda ayuda a explicar una conexión causal.
También es maravilloso cómo funciona la evolución. Claro que los árboles llamarían a la lluvia, se siente lógico. Me pregunto si otras plantas, como los pastos de las grandes llanuras, también tienen sus propias estrategias para inducir lluvia, o si su estrategia es más bien resistir sequías extremas.
Aunque no se entienda por completo, en el ámbito agrícola es bien sabido que los árboles aumentan la humedad local y crean microclimas que incrementan la lluvia. Por ejemplo, plantar árboles de nueces en valles.
Parece que la agricultura moderna olvidó o ignoró conocimientos antiguos.
Lo que sí sé con certeza es que los bosques huelen y se sienten mucho mejor que las zonas taladas. Ojalá el USDA y el Forest Service adopten métodos de tala más sostenibles, especialmente en tierras arrendadas. Ahora la lógica económica favorece la tala rasa, pero enfoques como el de los Menominee del norte de Wisconsin parecen mejores.
"climate: a new story", de Charles Eisenstein, es un buen recurso para entender el cambio climático no simplemente como "CO2 malo", sino desde la perspectiva de la destrucción de los ecosistemas. Él considera que la visión centrada solo en el CO2 es una distracción que oscurece lo esencial.
La idea convencional se acerca a "el buen clima produce más biomasa", pero la realidad podría ser "más biomasa produce buen clima". Porque todos los ecosistemas funcionan como amortiguadores químicos y energéticos.
Wikipedia, en https://en.wikipedia.org/wiki/The_Extended_Phenotype, lo explica así:
"Dawkins develops this idea by pointing to the effect that a gene may have on an organism's environment through that organism's behaviour."
Creía que tenía una mente bastante abierta, pero la idea de que los árboles liberen químicos para formar nubes es mucho más sorprendente de lo que imaginaba.
Me hace darme cuenta de nuevo de lo asombroso que era el mundo natural antes de la industrialización.
Quisiera volver 300 años atrás para oler los bosques y bucear sobre arrecifes de coral intactos.
Gracias a esto, tengo más motivación que nunca para retomar la jardinería de guerrilla plantando árboles en terrenos agrícolas abandonados de mi barrio.
Si alguna vez has estado en un bosque denso de coníferas, seguramente viste una neblina generalmente azulada, aunque puede verse de gris a morada. Es esa sensación que se ve en lugares como los Smoky Mountains o el Pacific Northwest.
Se debe a los terpenos y otros compuestos orgánicos volátiles que emiten los árboles. Estas sustancias reaccionan con el ozono y forman compuestos que dispersan la luz azul.
No estoy seguro, pero creo que esta neblina, junto con ciertas microestructuras y la densidad de la superficie de las acículas de las coníferas, cumple un papel en la condensación del agua. Los árboles pueden absorber de forma más directa las gotas que caen o el agua que se acumula en la base de las acículas, y la capacidad exacta variará según la especie.
Esta neblina química también funciona como un escudo defensivo colectivo contra varias plagas y patógenos. Una conífera aislada es más vulnerable porque no tiene esta protección.
La startup de Yishan Wong, Terraformation(https://www.terraformation.com/), es una empresa que intenta enfrentar el cambio climático partiendo, a grandes rasgos, de esta premisa.
La fertilización oceánica con hierro ya parece prometedora desde el punto de vista del albedo, y si pudiéramos sintetizar de forma eficiente terpenos en proporciones adecuadas para inducir nubes, tal vez podríamos ganar tiempo.
He dicho muchas veces que en los modelos climáticos hay muchas cosas que no entendemos ni incorporamos, pero siempre me dan votos negativos. Hay demasiadas variables complejas e interdependencias como para modelar el clima con precisión.
Cualquiera que haya creado aunque sea una simulación simple sabe lo frágiles que son. Incluso con pocas variables, un error u omisión muy pequeño puede desajustarlo todo.
A medida que aumenta el número de variables, el efecto no se debilita, sino que se fortalece. Los errores no se diluyen entre muchas variables correctas; se amplifican por las interdependencias.
Las simulaciones son extremadamente vulnerables al efecto mariposa.
Los votos en HN no siempre captan bien este tipo de matices.
Es un campo que no conozco mucho y me parece interesante; me pregunto cómo se comunican los rangos de incertidumbre en modelos de simulación complejos y acumulativos.
Canadá sufrió incendios forestales récord en 2023, y ahora me pregunto cómo este efecto podría hacerse cada vez más grande como una bola de nieve
Los esfuerzos actuales de reforestación no son suficientes y, en general, se realizan no para restaurar ecosistemas, sino para respaldar futuras actividades de tala.
Me pareció interesante este artículo sobre cómo los incendios forestales de Australia hicieron más fuerte La Niña de los últimos años.
Aun así, ojalá hubieran prohibido que la gente saliera y provocara incendios forestales, como en 2020. Ese año estuvo bien.
Me sorprende que pensemos que entendemos el clima, el fenómeno más complejo de la Tierra. Ni siquiera comprendemos la mitad, pero fingimos saberlo e incluso hacemos predicciones.
Un pronóstico del tiempo a 5 días y una predicción climática son problemas completamente distintos, y resulta que incluso ese pronóstico del tiempo a veces se equivoca.
Considerando que la Tierra está en su punto más caliente de los últimos 100.000 años, creo que esta es una de las mejores predicciones en la historia de las ciencias de la Tierra.
¿El término “siembra” tiene dos significados? Yo lo entendía como esparcir partículas en las nubes para provocar lluvia, pero en el artículo parece usarse con el sentido de inducir la formación de nubes mediante partículas.
Aquí en el norte de California lo vi directamente. Los bosques costeros exhalan material para nubes.
Cuando las condiciones son las adecuadas, el bosque emite algo, y eso se condensa de inmediato en niebla, sube, se convierte en nubes y fluye tierra adentro. Los árboles de cada cresta están sincronizados, de modo que la primera niebla que se forma tiene el tamaño de la cresta, y va creciendo a medida que asciende.
Es genial que este fenómeno esté recibiendo atención científica, pero es bastante raro que se lo tome como una especie de revelación. Si simplemente observas el bosque, se ve clarísimo.
Creo que este fenómeno y mucho más se trató en “What Trees Talk About”, de The Nature of Things de CBC. Vale la pena verlo.
[0] https://www.cbc.ca/natureofthings/episodes/what-trees-talk-a...