Estudio de la atmósfera: evidencias científicas del cierre del “agujero de ozono”

Todos los años al llegar la primavera austral, sobre el continente Antártico, entre los 10 y 30 km de altura, ocurren una serie de procesos físicos y químicos acoplados, que tienen como consecuencia la destrucción de la mayor parte del ozono estratosférico que se encuentra dentro del círculo polar. Este fenómeno, conocido como la formación del "agujero de ozono", se origina debido a la combinación de una serie de eventos meteorológicos y reacciones químicas que dan lugar a la destrucción masiva de la principal región de la atmósfera capaz de absorber la potente y dañina radiación ultravioleta proveniente del Sol: la capa de ozono. Científicos de diferentes áreas han estudiado este fenómeno y comprendido en detalle las complejas interacciones que lo producen.

Dinámica atmosférica

Desde el punto de vista meteorológico, al llegar el invierno austral y comenzar la noche polar, la alta atmósfera se enfría notablemente, lo que genera un fuerte viento circular denominado "vórtice polar", que no es otra cosa que un gigantesco remolino o huracán estratosférico, que rodea y circunfiere a toda la Antártida por encima del gran océano del sur. El vórtice polar actúa como una barrera que evita el transporte de masas de aire caliente desde el Ecuador hacia el Polo Sur, lo que provoca que las temperaturas alcancen valores próximos a los 100 grados bajo cero, y se formen las nubes estratosféricas polares. Estas nubes tienen la particularidad de formar unos cristales de hielo muy irregulares que contienen ácido nítrico en su constitución, lo que les otorga una gran adherencia donde pueden adsorberse o pegarse los distintos gases que constituyen la atmósfera, permitiéndoles reaccionar con una velocidad y eficiencia mucho mayor que en el estado gaseoso.

Sustancias destructoras de ozono

Desde el punto de vista químico, el ozono (O3) se forma naturalmente en la alta atmósfera siempre y cuando haya oxígeno (O2) en el aire y radiación solar de alta energía; mientras que las principales sustancias que lo destruyen son los radicales de nitrógeno, de hidrógeno y los halógenos (que no son otra cosa que sustancias que no poseen un octeto completo como los átomos de cloro y bromo). La utilización masiva de compuestos conteniendo halógenos en la industria de la refrigeración y aerosoles (denominados clorofluorocarbonos (CFCs) y halones), ha incrementado paulatinamente la destrucción de ozono por halógenos en todo el planeta. Sin embargo, justo sobre la Antártida, dentro del vórtice polar, la destrucción de ozono debido al incremento de los niveles de cloro y bromo, toma proporciones desmedidas. Esto se debe a que en plena noche polar, los átomos de cloro se pegan sobre la superficie de los cristales de hielo de las nubes estratosféricas…y al comenzar la primavera y llegar los primeros rayos del Sol al Polo Sur, se liberan los halógenos reactivos de los cristales de hielo dando comienzo a una destrucción masiva del ozono polar: se produce el "agujero de ozono". Luego llega el verano, aumentan las temperaturas, desaparecen las nubes estratosféricas polares y se debilita el vórtice polar, por lo que los gases dentro de la estratósfera polar vuelven a mezclarse con las masas de aire ricas en ozono que lo rodean, recuperando los niveles normales de ozono hasta que llega el próximo invierno y el ciclo vuelve a empezar.

Protocolo de Montreal

Dadas las dificultades encontradas durante la última Cumbre del Clima para lograr que algunos países adhieran e implementen el Acuerdo de París sobre el Cambio Climático (2015), es que toma relevancia recordar cómo el descubrimiento del agujero de ozono a comienzo de los 80 ha constituido un hito histórico en cómo la Ciencia ha contribuido al cuidado del medio ambiente. No sólo porque quienes explicaron cómo ocurre este complejo fenómeno fisicoquímico recibieron en 1995 el único Premio Nobel científico otorgado al estudio de la atmósfera, sino porque además dio comienzo a la preparación de una serie de informes científico-gubernamentales, que dieron lugar a la firma del Protocolo de Montreal en 1987. Gracias a este protocolo (y sus posteriores enmiendas), se prohibió el uso industrial de los CFCs y halones, obligando a reemplazarlos por otras sustancias que no afectaran la capa de ozono (tal cual puede verse en el dorso de cualquier desodorante o spray en aerosol que tengas en tu casa). Debido a que el tiempo de residencia de estos gases en la atmósfera puede superar los 100 años, la recuperación no ha sido inmediata, sino que está ocurriendo lentamente. Es más, el Protocolo de Montreal estableció que cada 4 años la comunidad científica internacional confeccionase informes fehacientes sobre la evolución de los niveles de concentración de los CFCs y halones, y se realizaran predicciones sobre cuánto tiempo pasará hasta que se recuperen los valores normales de ozono existentes en períodos pre-industriales.

Evolución climática vs. variabilidad interanual

Si bien el último informe publicado por la Organización Mundial de Meteorología (WMO) a comienzos de este año indica que el agujero de ozono se recuperará alrededor del 2060 (evolución climática), durante la primavera del 2019 el agujero de ozono está siendo particularmente menos profundo que el observado en los últimos años (variabilidad interanual). Esto se debe principalmente al debilitamiento prematuro del vórtice polar, lo cual ha provocado que durante la segunda quincena de setiembre el centro del agujero de ozono se haya desplazado sobre Tierra del Fuego, dejando prácticamente desprotegida toda la Patagonia argentina, e incluso afectado al sur de la provincia de Mendoza (ver panel central). Cabe destacar que el 2018 fue el año con el mayor agujero de ozono de los últimos 5 años, mientras que el tamaño del agujero durante 2019 está siendo el más pequeño de la última década. Esta enorme variabilidad interanual es algo totalmente esperable y con fundamento científico: el impacto de la implementación de políticas ambientales ocurre lentamente (en el orden de las décadas), y presenta marcados picos y valles donde los impactos año a año se desvían fuertemente de la media estadística. Sin embargo, hoy podemos afirmar que, más de 30 años después de firmar el protocolo de Montreal, no sólo la capa de ozono que protege todo nuestro planeta se está recuperando, sino que además el agujero de ozono ha dejado de crecer año a año, y los primeros signos de recuperación han comenzado a ser estadísticamente evidentes. Esperemos que esta experiencia exitosa sirva de motivación a los representantes de los países miembros de las Naciones Unidas, de manera tal que se alcancen de manera urgente los acuerdos necesarios para llevar a cabo las acciones de mitigación recomendadas por la comunidad científica internacional para evitar el calentamiento global del planeta.

(*) Rafael Pedro Fernández es docente-investigador del Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (ICB), perteneciente al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) y la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNCuyo.