El papel de la superficie de las partículas de aerosol
Las partículas en suspensión en el aire están a nuestro alrededor y nos afectan de diversas maneras, desde vectores de virus a impulsores del cambio climático. La relación entre las partículas que emitimos y el entorno que nos rodea es compleja, y la necesidad de mejorar nuestra comprensión de la dinámica es urgente. El equipo del proyecto SURFACE, financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), pretendía precisamente eso. «Cada gota de nube se ha nucleado en la superficie de una partícula de aerosol. Los aerosoles y las gotitas constituyen el medio para la química de la fase condensada en la atmósfera, pero siguen existiendo grandes lagunas en nuestra comprensión de su formación, transformaciones e interacciones climáticas», afirma la investigadora principal Nønne Prisle(se abrirá en una nueva ventana), profesora del Centro de Investigación Atmosférica(se abrirá en una nueva ventana).
Reacciones químicas y transformaciones físicas en la atmósfera
La atmósfera está compuesta por un gran número de especies químicas diferentes, cada una de las cuales está presente en cantidades muy pequeñas. Pueden participar en innumerables reacciones químicas y transformaciones físicas diferentes. «Todas las reacciones y transformaciones se producen al mismo tiempo, pero en escalas de tiempo muy diferentes, por lo que son prácticamente imposibles de desentrañar, ya sea mediante experimentos o teorías», explica Prisle. Cuando se trata de aerosoles, el análisis es igualmente difícil. Su tamaño varía drásticamente, contienen muchas moléculas diferentes condensadas y, aun así, son tan pequeñas que la cantidad total de material es muy escasa. Como señala Prisle: «Se han desarrollado instrumentos para detectar la composición de las superficies. Sin embargo, solo muy recientemente ha sido posible utilizarlos en superficies de material relevante para la atmósfera. Dichos experimentos son muy difíciles de realizar y analizar, por lo que los nuestros son de los primeros en conseguirlo». Uno de los métodos clave que utiliza el equipo de SURFACE es la espectrometría fotoelectrónica basada en sincrotrón(se abrirá en una nueva ventana). Se aprovechan los potentes rayos X generados en grandes instalaciones de sincrotrón para investigar muestras a nivel molecular. «Los rayos X expulsan electrones de las moléculas de la muestra, y nosotros recogemos estos electrones y medimos su velocidad. A partir de esta velocidad, podemos determinar la identidad de las moléculas en la superficie y sus alrededores. Según el número de electrones que detectamos, podemos determinar la cantidad de cada tipo específico de molécula», explica Prisle. A continuación, el equipo del proyecto pasó a generar muestras de aerosoles en cámaras de simulación atmosférica. «Utilizamos una serie de instrumentos, algunos de ellos únicos en el mundo, para investigar sus propiedades físicas y químicas, así como su capacidad para formar gotas de nubes y afectar a la química atmosférica». Tras investigar las propiedades físicas de las muestras, el equipo de SURFACE desarrolló métodos computacionalmente eficaces para incluirlas en los modelos climáticos. «Los modelos revelaron que las propiedades de la superficie pueden influir en los efectos de los aerosoles a nivel mundial», señala Prisle.
Repercusión de las propiedades específicas de la superficie en los efectos de los aerosoles
El equipo de SURFACE, realizado en la Universidad de Oulu(se abrirá en una nueva ventana) en Finlandia, ha demostrado el claro y significativo impacto de las propiedades específicas de la superficie en los efectos de los aerosoles, a todos los niveles. «Creo que podríamos llamar a estos efectos huellas dactilares», afirma. «Nuestra investigación ha abierto realmente toda una nueva dimensión que debe tenerse en cuenta, como la composición química y las condiciones físicas, al interpretar y predecir los efectos de los aerosoles en la atmósfera», añade Prisle.
