El humo de los incendios forestales puede viajar alrededor del mundo: qué condiciones deben darse para que ocurraPor Instituto Weizmann de Ciencias*

* Este contenido fue producido por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, uno de los centros más importantes del mundo de investigación básica multidisciplinaria en el campo de las ciencias naturales y exactas, situado en la ciudad de Rejovot, Israel.

No solo importa la intensidad de los incendios, sino también el lugar en el que se producen. Durante la temporada de incendios extremos en Australia, que comenzó en 2019 y se prolongó hasta 2020, se liberaron a la atmósfera millones de toneladas de partículas de humo. La mayoría de esas partículas siguieron un patrón típico: se depositaron en el suelo después de un día o una semana; sin embargo, las que se crearon en los incendios que ardieron en un rincón del país lograron cubrir todo el hemisferio sur durante meses.

Un par de científicos israelíes lograron rastrear los desconcertantes picos de enero y febrero de 2020 en una medida de neblina cargada de partículas hasta esos incendios y luego, en un artículo publicado en Science, descubrieron la “tormenta perfecta” de circunstancias que arrastró las partículas emitidas por esos incendios a la atmósfera superior y las extendió por todo el hemisferio sur.

Las partículas que llegan a la estratosfera (la capa superior de la atmósfera) suelen llegar allí a través de erupciones volcánicas. La ceniza emitida en las erupciones más extremas oscurece el sol y enfría el planeta, además de producir espectaculares puestas de sol. El profesor Ilan Koren, del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias del Instituto Weizmann de Ciencias, que dirigió el estudio junto con su antiguo alumno, el Dr. Eitan Hirsch, ahora director de la División de Ciencias Ambientales del Instituto Israelí de Investigación Biológica en Ness Tziona, había notado un aumento extremo en una medida basada en satélite de la carga de partículas en la atmósfera llamada AOD (profundidad óptica de aerosoles).

En enero de 2020, esas mediciones, representadas en desviaciones estándar, mostraron una desviación tres veces superior a la normal: algunas de las lecturas más altas jamás obtenidas, incluso superiores a las del monte Pinatubo en 1991. Pero el momento no coincidió con ninguna actividad volcánica. Se preguntaron si los incendios podrían ser los culpables, aunque es raro que el humo de los incendios escape de la capa inferior de la atmósfera, conocida como troposfera, en cantidades significativas. La troposfera se extiende desde el suelo hasta una altura de varios kilómetros y, si las partículas de humo logran elevarse hasta esa altura, chocan con una capa de inversión llamada tropopausa, que actúa como una especie de techo entre la troposfera y la estratosfera.

Trabajando en sentido inverso y utilizando datos de varios satélites, incluyendo, además del AOD, lecturas LIDAR que revelaron cómo las partículas se distribuían verticalmente en “porciones” de la atmósfera, los dos pudieron demostrar que la fuente de los picos eran los incendios forestales, específicamente los que ardían en el sudeste de Australia. Un análisis más profundo de los datos satelitales reveló la amplia banda de neblina en la estratosfera que se extendía para cubrir el hemisferio sur, alcanzando su punto máximo entre enero y marzo y persistiendo hasta julio; alcanzando toda la costa oeste de Australia y de regreso a ella.

¿Cómo penetraron estas partículas de humo a través del techo de la tropopausa y por qué procedían de estos incendios y no de los otros? Una pista, dice Hirsch, se encuentra en otro incendio forestal lejano que había ocurrido varios años atrás en Canadá. En ese entonces también se habían registrado altos niveles de AOD. Ambos incendios ocurrieron en latitudes altas, lejos del ecuador.

En estas latitudes la troposfera se reduce: en los trópicos su techo superior puede alcanzar hasta 18 km sobre la superficie, mientras que por encima del paralelo 45 °, en dirección norte y sur, desciende bruscamente hasta unos 8-10 km de altura. Así pues, el primer elemento que permitió el vuelo transcapa de las partículas fue simplemente tener menos atmósfera que atravesar.

Las nubes pirocúmulos (nubes alimentadas por la energía de los incendios) se consideraban un medio para transportar el humo a la estratosfera. Sin embargo, al examinar los datos satelitales, Hirsch y Koren observaron que las nubes pirocúmulos se formaban solo durante una pequeña fracción de la duración de los incendios y se observaban principalmente sobre los incendios que ardían en la parte central de la costa. En otras palabras, estas nubes no podían explicar las grandes cantidades que se encontraron transportadas a la estratosfera y faltaba un mecanismo adicional para elevar el humo a sotavento de las fuentes.

En un estudio anterior, los autores habían demostrado que en condiciones como el entorno prístino sobre el Océano Austral, las nubes convectivas están “limitadas por aerosoles”. Los niveles elevados de humo podrían actuar así como núcleos de condensación de nubes, permitiendo que las nubes se desarrollen más profundamente y, por lo tanto, aumentando el número de nubes capaces de penetrar la tropopausa e inyectar el humo en la estratosfera.

En la estratosfera, las partículas se encontraron en un mundo diferente al que acababan de abandonar. Si bien en la parte inferior estaban a merced de corrientes de aire que se mezclaban y agitaban, en la parte superior el aire se movía de forma constante y lineal. Es decir, había una corriente fuerte que las desplazaba hacia el este sobre el océano, hacia Sudamérica, y de vuelta sobre el océano Índico hacia Australia, para luego asentarse lentamente en todo el hemisferio. “En Chile, la gente respiraba partículas de los incendios australianos”, afirma Hirsch. Al navegar en una corriente de aire interminable, estas partículas permanecieron en el aire durante mucho más tiempo que las partículas de humo de la atmósfera inferior.

“Para la gente que estaba en tierra, el aire podía parecer un poco más brumoso o las puestas de sol un poco más rojas. Pero un AOD tan alto —mucho, mucho más alto de lo normal— significa que la luz solar estaba siendo bloqueada, tal como sucede después de las erupciones volcánicas”, dice Koren. “Por lo tanto, el efecto final de ese humo en la atmósfera fue el enfriamiento, aunque todavía no sabemos cuánta influencia puede haber tenido ese enfriamiento y oscurecimiento en el entorno marino o los patrones climáticos.