La presencia de dióxido de carbono en la termosfera está aumentando a un ritmo mayor del teorizado. La consiguiente contracción de esta capa podría afectar la operatividad de los satélites y el rumbo de la basura espacial
El CO2 parece tener dos caras: mientras es el responsable del calentamiento global del planeta, podría estar enfriando las capas superiores de la atmósfera. La presencia de dióxido de carbono en la la última de ellas, la termosfera, ha aumentado de forma no prevista en la última década. Al enfriarse, esta zona se está contrayendo, lo que podría afectar a los artefactos creados por el hombre que orbitan la Tierra.
En la troposfera, la capa de la atmósfera más cercana a la Tierra y donde se desarrolla la vida, las moléculas de CO2 están presentes en altas concentraciones. Cuando la radiación infrarroja procedente del Sol rebota en la superficie terrestre, el dióxido de carbono absorbe buena parte de ella y la reemite sobre nosotros. Esa es la base del efecto invernadero que está provocando el aumento de las emisiones por parte del hombre.
Pero en las capas altas de la atmósfera, en particular en la termosfera, a partir de los 90 kilómetros de altura, la cantidad de CO2 es mucho menor, por lo que es casi transparente al paso de la radiación infrarroja. De hecho, lo que hacen los rayos del Sol aquí es excitar las moléculas de dióxido de carbono, provocando colisiones del oxígeno atómico. Esta fotólisis tiene dos consecuencias paralelas. Por un lado, desintegra las moléculas de dióxido de carbono en monóxido de carbono (CO) y ésta a su vez las vuelve a convertir en CO2. Y, en segundo lugar, en estos procesos se libera calor que, en su mayor parte, no viene hacia nosotros sino que escapa al espacio, enfriando así la termosfera.
“En la atmósfera superior, la energía térmica es transferida por medio de colisiones desde otros elementos atmósfericos al CO2, y éste emite la energía como calor que escapa al espacio exterior”, explica John Emmert, de la división de ciencia espacial delLaboratorio de Investigación de la Marina de los Estados Unidos (NRL). Emmert, junto a varios colegas de universidades canadienses y estadounidenses, han comprobado por primera vez que la concentración de carbono (tanto CO2 como CO) en las partes altas de la atmósfera no ha dejado de aumentar en la última década. Según los resultados de su trabajo, publicado en Nature Geoscience, el origen de este aumento no puede ser otro que las emisiones antropogénicas.
CO2 en la atmósfera
En el gráfico se puede observar la concetración de CO2 a 100 Km de altitud, medidas por el ACE. En azul aparecen sus mediciones reales. Las fluctuaciones se deben a la estacionalidad y el ciclo solar. La línea púrpura muestra la tendencia lineal. En verde, las estimaciones realizadas por modelos climáticos. / U.S. Naval Research Laboratory
En un mecanismo que aún no es bien conocido, la dinámica atmosférica estaría llevando una cantidad creciente de CO2 desde la troposfera a la termosfera. Varios modelos climáticos ya recogían este fenómeno. Incluso daban cifras del viaje, 10 partes por millón y década (ppm/década). Sin embargo, los autores de esta investigación, la primera realizada con datos reales, muestran que la cifra estaría rondando las 23,5 ppm/década. Para hacerse una idea, el dióxido de carbono troposférico está aumentando a un ritmo inferior de 20 ppm/década.
Hasta ahora, las mediciones de concentración de CO2 no habían llegado más arriba de los 35 Km, en la estratosfera. Ni los globos atmosféricos ni los aviones, ni siquiera el paracaidista austríaco Felix Baumgartner pueden llegar a los 90 Km donde empieza la extensa pero poco densa capa que nos protege de las peores radiaciones solares que es la termosfera. Sin embargo, Emmert y sus colegas, han podido contar con los datos que el ACE (Atmospheric Chemistry Experiment) ha recogido desde 2004.
Reducción de la temperatura en 14º Kelvin
La parte más importante del ACE, un espectrómetro, va a bordo del satélite de investigación SCISAT-1, puesto en órbita por la Agencia Espacial Canadiense en 2003. Aunque su objetivo principal era analizar la reducción de la capa de ozono en la estratosfera ártica, el ACE también ha permitido medir los cambios producidos en la relación CO2-CO en las capas altas de la atmósfera. Aunque su resultados son parciales y los propios investigadores aconsejan desplegar nuevos satélites en otras latitudes, la situación que dibujan sus datos es preocupante.
Según sus cálculos, la reducción de la temperatura de la termosfera en la última década habría sido de 14º Kelvin. En esa capa atmosférica, la temperatura media es de 200º K, unos -73,15 grados centígrados. Este enfriamiento, por las leyes de la física, lleva a una contracción de la atmósfera superior. Sus estimaciones arrojan un porcentaje del 12%.
“El mayor enfriamiento producido por el aumento del CO2 debería resultar en una termosfera más contraída, donde muchos satélites, incluyendo la Estación Espacial Internacional, operan”, recuerda una nota de los militares del NRL. Esta contracción podría reducir la fricción atmosférica sobre los artefactos humanos que orbitan la Tierra. Cualquiera que haya sacado la mano por la ventanilla del coche en marcha sabe lo que es la fricción atmosférica. Los cambios de densidad termosférica podrían afectar a la operatividad de los satélites. Peor aún, como advierten desde el NRL, la basura espacial vería reducida su ratio de caída sobre el planeta. Y esto es malo. Los restos de los aparatos de ahí arriba se hacen añicos al chocar con las partes bajas de la atmósfera. Ahora, se irán acumulando en las zonas superiores, incrementando el riesgo de una colisión entre los satélites fuera de servicio o contra alguna nave espacial.
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