Un temporal gestado por el cosmos

Imprimir Post

Cielos dramáticos, como en las obras de Johannes Vermeer, son materia de estudio fundamental en las investigaciones sobre el clima. Variaciones en la cantidad de vapor de agua en la atmósfera y la formación de las nubes, modifican implacablemente los parámetros atmosféricos. La cantidad de nubes afecta la cantidad de energía del sol que efectivamente llega a la superficie de la tierra y se queda en la atmósfera. Dependiendo de su altitud, estructura y composición, las nubes regularán la energía solar de manera diferente. Una nube puede atrapar calor  emitiendo la energía de nuevo a la superficie de la tierra. En otros casos, reflejan la luz del sol hacia arriba, lo que causa la enfriamiento de la superficie. La ausencia total de nubes puede hacer que buena parte de la radiación reflejada por la superficie de la tierra se vaya al espacio, bajando las temperaturas. De modo tal que la distribución y cantidad de nubosidad juega un papel regulador importante en el clima.

Entender el clima es también entender nuestra interacción con el cosmos. El movimiento planetario y la actividad solar son fundamentales en el comportamiento de la atmósfera. Pero hay más. La modernidad nos regaló una buena cantidad de hallazgos invaluables, entre otros la existencia de los Rayos Cósmicos, partículas sub atómicas que deambulan por el universo recorriendo distancias inconmensurables, que al topar con nuestro planeta, interaccionan con los átomos de Nitrógeno y Oxígeno, produciendo cascadas con billones más de partículas. Es evidente que los científicos intuyen que los Rayos Cósmicos no pasan desapercibidos al clima.

cosmic_rays
Representación gráfica de una lluvia de Rayos Cósmicos en la atmósfera

Tanto la radiación electromagnética de alta energía (rayos UV,  X o Gamma), como las partículas subatómicas, son “ionizantes”, término que significa que estos corpúsculos son capaces de arrancar electrones de las capas externas de un átomo o molécula, al pasar muy cerca de ellas. Un átomo o molécula ionizada está listo para reaccionar químicamente. Así que toda radiación que proviene del espacio exterior puede producir cambios físicos y químicos en la atmósfera.

La pregunta interesante es si los Rayos Cósmicos tienen una participación relevante en los procesos de cambio climático. En este sentido, ya están en marcha estudios  que nos ayudarán a elucidar este rompecabezas. El experimento CLOUD del CERN utiliza una cámara de niebla para analizar la posible conexión entre los rayos cósmicos galácticos y la formación de nubes1. El mecanismo de formación de nubes propuesto seria el siguiente: cuando una partícula subatómica atraviesa una región con una determinada mezcla de gases, ésta puede generar un aerosol (moléculas aglutinadas en esferitas de tamaño aproximado de 1 a 2 nm2 ) cuya condensación produce semillas (o núcleos) de unos 100 nm para la formación de gotas (10 a 20  \mu m 3 ) que finalmente producirían nubes.

Este video es una producción de “Parque de las ciencias

Investigación y debate

Aún cuando hay una cantidad decente de estudios en el tema, los resultados no son conclusivos. Hay buena evidencia de la formación de nubosidad por los rayos cósmicos galácticos, pero ha sido difícil establecer la proporción de éste efecto con respecto a los cambios en el clima. Algunos científicos aseguran tener evidencia que los efectos de los rayos cósmicos galácticos sobre el clima son ínfimos y que no hay ninguna relación entre ellos y el cambio climático4El prof.  Karl Carslaw de la universidad de Leeds en el Reino Unido sostiene, en una publicación de la revista Nature, que los efectos no son despreciables y que los estudios deben mantenerse5. Pirice and Adams, van mas allá, ellos dicen que la correlación no solo es positiva sino determinante6.

Lo único que se puede decir responsablemente por ahora es que no hay consenso, se requieren toneladas de data e investigación en el tema y que, aún cuando la formación de nubes por los rayos cósmicos o por cualquier otro fenómeno natural tenga alguna relevancia en el cambio climático, esto no debe promocionar el abandono de los estudios de la influencia antropogénica.

  1. La mayor parte de los rayos cósmicos que ingresan en nuestra atmósfera son de baja energía y provienen de nuestra galaxia. En términos matemáticos diríamos que el flujo de los rayos cósmicos decrece con  E^{-\alpha} donde E es la energía y \alpha es un número aproximadamente entre 2 y 3, dependiendo del rango de energías []
  2. 1nm o 1 nano metro es 10 ^-{9} m. Para que tengas una idea de los tamaños, una molécula de agua tiene un radio aproximado de 0.1 nm []
  3. 1 \mu m o micro metro es igual a 1000 nm []
  4.  Kumala, et al Atmos. Chem. Phys., 10, 1885–1898, 2010 []
  5. Carslaw, K., NATURE, Vol 460, 16 July 2009; Carslaw, K. S., Harrison, R. G. & Kirkby, J. Science 298, 1732–1737, 2002 []
  6. Pierce, J. R. & Adams, P. J. Geophys. Res. Lett., VOL. 36, L09820, 2009 []
Share

CC BY-NC 4.0 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Leave a Reply