Alertan que el cambio climático acelera la descomposición de un potente gas de efecto invernadero

El calentamiento global no solo incrementa las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que, según investigadores de la Universidad de California en Irvine, está acelerando la descomposición atmosférica del óxido nitroso (N₂O) en niveles que introducen una incertidumbre comparable a la de los distintos escenarios de emisiones contemplados en modelos internacionales.

Este hallazgo, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, modifica sustancialmente la forma en que la comunidad científica proyecta el futuro climático del planeta, ya que resalta una retroalimentación pasada por alto en la dinámica atmosférica y la protección de la capa de ozono.

Actualmente, las concentraciones de N₂O atmosférico han llegado a 337 partes por mil millones en 2024 y aumentan a un ritmo del 3% por década, según información citada por Michael Prather, profesor del Departamento de Ciencias del Sistema Terrestre de la UC Irvine.

De mantenerse esta tendencia, la variación en la vida media del óxido nitroso —que ahora se reduce en un año y medio por década— podría equivaler, en términos de impacto, a pasar de un escenario de altas emisiones a uno moderado, como aquellos referidos por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC).

Claves del estudio

La investigación utilizó dos décadas de datos de la Sonda de Microondas de la NASA (2004-2024) y reveló que la vida atmosférica del N₂O cae a un ritmo del 1,4% por década, alteración impulsada por cambios en la circulación y las temperaturas estratosféricas generadas por el propio cambio climático. Este ritmo de caída en la persistencia del gas es comparable con el rango de variación entre los escenarios de emisiones manejados por el IPCC, lo que añade un nivel de complejidad no incorporado hasta la fecha en la mayoría de los estudios climáticos.

Según los expertos de la UC Irvine, este fenómeno tiene afectaciones directas sobre las proyecciones y políticas públicas relacionadas, tanto para la mitigación del cambio climático como para la preservación del ozono estratosférico. El óxido nitroso es el tercer gas de efecto invernadero de larga duración más relevante, solo por detrás del dióxido de carbono y el metano, y permanece como la principal sustancia que agota la capa de ozono producida de manera antropogénica, según Prather al explicar la importancia de estos resultados.

El modelo tradicional para proyectar la abundancia atmosférica de N₂O se centraba, en gran medida, en las emisiones provenientes de la agricultura, la industria y las fuentes naturales. Esta nueva investigación obliga a contemplar un factor adicional: la forma en que el cambio climático altera el principal sumidero de óxido nitroso, localizado en la estratosfera, parte de la atmósfera situada entre 10 y 50 kilómetros sobre la superficie terrestre.

Dentro de la estratosfera, el 90% de la destrucción del N₂O ocurre mediante descomposición fotolítica por radiación solar, entre los 25 y 40 kilómetros de altitud. El 10% restante del gas se elimina por reacción con átomos de oxígeno excitados.

Durante este proceso, parte del N₂O se convierte en óxidos de nitrógeno, que actúan como catalizadores en la destrucción del ozono estratosférico. Esto posiciona al óxido nitroso como la sustancia con mayor impacto en la degradación de dicha capa desde que se eliminaron progresivamente los clorofluorocarbonos en virtud del Protocolo de Montreal, tras la investigación pionera de F. Sherwood Rowland y Mario Molina en la propia UC Irvine.

Según el artículo, el acortamiento de la vida útil del N₂O se explica por el efecto simultáneo de varios factores. Por un lado, el dióxido de carbono incrementa las temperaturas cerca de la superficie, pero enfría la estratosfera.

Este enfriamiento, junto con cambios en la circulación atmosférica, acelera el transporte del N₂O hacia las áreas donde se destruye más eficientemente, como señaló Calum Wilson, investigador de posgrado en la UC Irvine. De esta forma, el proceso químico que elimina el gas se ve intensificado indirectamente por la influencia del cambio climático en la dinámica y la temperatura de las capas altas de la atmósfera.

El efecto de esta retroalimentación ha sido subestimado hasta ahora. Prather subrayó: “El cambio en el ciclo de vida del óxido nitroso atmosférico es una pieza crucial del rompecabezas que se ha pasado por alto en gran medida”. De acuerdo al estudio, la reducción en la vida media del N₂O —hoy establecida en 117 años— impacta las proyecciones climáticas hasta el año 2100 en un grado similar al de los propios escenarios socioeconómicos integrados por el IPCC.

La investigación detalla que si la tendencia actual continúa, los modelos climáticos verán modificados sus escenarios de concentración de N₂O sin necesidad de alteración alguna en las emisiones actuales. Continuar en este camino recortaría las proyecciones de óxido nitroso atmosférico a niveles equiparables a los de un escenario de emisiones medias, es decir, una mejora sustancial respecto a los escenarios pesimistas, según el equipo de la UC Irvine.

Estos descubrimientos inciden en áreas centrales de la política científica: los cálculos del potencial de calentamiento global del N₂O, la efectividad de las medidas internacionales adoptadas en el marco del Acuerdo de París, y el diseño de las estrategias para reducir las emisiones provenientes del sector agrícola e industrial.

El N₂O, que se acumula en la atmósfera tanto por fuentes naturales (el suelo y las aguas oceánicas) como por actividades humanas (especialmente el uso de fertilizantes en la agricultura, la quema de combustibles fósiles y procesos industriales), es arrastrado por las corrientes atmosféricas hacia la estratosfera tropical, donde la radiación ultravioleta y las reacciones químicas se encargan de su destrucción. Al descomponerse, genera óxidos de nitrógeno, acelerando la pérdida de ozono, lo que amplía su impacto ambiental más allá del cambio climático.

A pesar de la claridad de la señal observacional, los autores recalcan la necesidad de más experimentos y simulaciones con modelos climáticos y químicos avanzados para cuantificar con precisión todos los mecanismos involucrados en esta cadena. Destacan también la importancia de analizar variantes regionales de circulación estratosférica y las interacciones con otros cambios en la composición atmosférica para perfeccionar estas proyecciones bajo diversos escenarios climáticos.

Prather advirtió que la magnitud de la incertidumbre asociada a la química y dinámica estratosféricas “presenta incertidumbres en la proyección de N₂O tan grandes como las incertidumbres en los diferentes escenarios de emisiones”. De hecho, recalcó la necesidad de que estos efectos se incorporen de manera sistemática a los modelos utilizados para las evaluaciones climáticas internacionales, ya que la omisión de este proceso podría subestimar o sobrevalorar los riesgos futuros relacionados con el calentamiento global y la degradación de la capa de ozono.