Destrucción de la capa de ozono mesosférico explicada por investigadores

Tokio, 23 de agosto: El mismo fenómeno que provoca las auroras, las cortinas mágicas de luz verde a menudo visibles desde las regiones polares de la Tierra, provoca el agotamiento de la capa de ozono mesosférico. Este agotamiento puede tener importancia para el cambio climático global y, por lo tanto, es importante comprender este fenómeno.

Ahora, un grupo de científicos dirigido por el Prof. Yoshizumi Miyoshi de la Universidad de Nagoya, Japón, observó, analizó y proporcionó más información sobre este fenómeno. Los resultados se publicaron en Nature’s Scientific Reports.

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En la magnetosfera de la Tierra, la región del campo magnético alrededor de la Tierra, los electrones del sol permanecen atrapados. Las interacciones entre los electrones y las ondas de plasma pueden hacer que los electrones atrapados escapen y entren en la atmósfera superior de la Tierra (termosfera).

Este fenómeno, llamado precipitación de electrones, es responsable de las auroras. Pero estudios recientes muestran que esto también es responsable del agotamiento de la capa de ozono local en la mesosfera (debajo de la termosfera) y puede tener algún impacto en nuestro clima.

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Además, este agotamiento del ozono en la mesosfera puede estar ocurriendo específicamente durante las auroras. Y aunque los científicos han estudiado la lluvia radiactiva de electrones en relación con las auroras, ninguno ha podido dilucidar suficientemente cómo causa el agotamiento del ozono mesosférico.

Profe. Miyoshi y el equipo aprovecharon la oportunidad para cambiar esa narrativa durante una tormenta geomagnética moderada en la península escandinava en 2017.

Dirigieron sus observaciones a las «auroras pulsantes» (PsA), una especie de aurora tenue. Sus observaciones fueron posibles gracias a experimentos coordinados con el radar de dispersión incoherente europea (EISCAT) (a una altitud entre 60 y 120 km, donde ocurre la PsA), la nave espacial japonesa Arase y la red de cámaras de todo el cielo.

Los datos de Arase mostraron que los electrones atrapados en la magnetosfera de la Tierra tienen un amplio rango de energía. También indicó la presencia de ondas de coro, una especie de onda de plasma electromagnética, en esa región del espacio.

Las simulaciones por computadora mostraron que Arase había observado ondas de plasma que causaban la precipitación de estos electrones en el amplio rango de energía, lo que es consistente con las observaciones de EISCAT en la termosfera de la Tierra.

El análisis de los datos de EISCAT mostró que los electrones de un amplio rango de energía, desde unos pocos keV (kilo electronvoltios) a MeV (mega electronvoltios), se precipitan para causar PsA. Estos electrones transportan suficiente energía para penetrar nuestra atmósfera por debajo de los 100 km, a una altitud de aproximadamente 60 km, donde se encuentra el ozono mesosférico.

De hecho, las simulaciones por computadora que utilizan datos de EISCAT han demostrado que estos electrones agotan inmediatamente el ozono local en la mesosfera (en más del 10%) al llegar a él.

Profe. Miyoshi explica: «Los PsA ocurren casi a diario, se extienden por grandes áreas y duran horas. Por lo tanto, el agotamiento de la capa de ozono por estos eventos puede ser significativo».

Hablando de la mayor importancia de estos descubrimientos, el Prof. Miyoshi continúa: «Este es solo un estudio de caso. Se necesitan más estudios estadísticos para confirmar cuánto se produce el agotamiento del ozono en la atmósfera media debido a la lluvia de electrones. Después de todo, el impacto de este fenómeno en el clima podría afectar la vida moderna».

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