El experimento CLOUD del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) publicó el jueves 25 de agosto en la revista Nature los primeros resultados de su investigación. Este experimento ha sido diseñado para estudiar en condiciones de laboratorio el efecto de los rayos cósmicos, partículas subatómicas de alta energía procedentes del espacio exterior, en la formación de aerosoles atmosféricos, diminutas partículas líquidas o sólidas suspendidas en la atmósfera. Se cree que los aerosoles atmosféricos son responsables de una gran parte de las agrupaciones de moléculas que forman las gotas de las nubes, por lo que entender el proceso de formación de aerosoles es importante para entender el clima.
Los resultados de CLOUD muestran que los rastros de vapores que hasta ahora eran considerados responsables de la formación de aerosoles en la parte más baja de la atmósfera pueden explicar sólo una pequeña fracción de la producción de aerosoles atmosféricos. Los resultados muestran también que la ionización producida por los rayos cósmicos aumenta significativamente la formación de aerosoles. Mediciones precisas como éstas son importantes para lograr una comprensión cuantitativa de la formación de nubes, y contribuirá a una mejor evaluación de los efectos de las nubes en los modelos climáticos.
"Estos nuevos resultados son importantes porque hemos hecho primeras observaciones de algunos procesos atmosféricos muy importantes", dijo el portavoz del experimento, Jasper Kirkby. "Hemos encontrado que los rayos cósmicos aumentan significativamente la formación de partículas de aerosoles en la troposfera media y superior, aerosoles que pueden llegar a convertirse en nubes. Sin embargo, hemos encontrado que los vapores que se pensaba daban cuenta de toda la formación de aerosoles en la atmósfera inferior sólo pueden explicar una pequeña fracción, incluso con el aumento producido por los rayos cósmicos".
Los aerosoles atmosféricos juegan un papel importante en el clima: reflejan la luz solar y producen gotas de las nubes. La producción de aerosoles adicionales, por tanto, aclara las nubes y permite extender su vida útil. Según estimaciones actuales, alrededor de la mitad de todas las gotas de las nubes comienzan con la agrupación de moléculas que están presentes en la atmósfera solo en pequeñas cantidades. Algunos de estos grupos de moléculas crecen lo suficiente con el tiempo como para convertirse en las ‘semillas’ de las gotas de las nubes. Asimismo se cree que rastros de ácido sulfúrico y vapores de amoníaco son importantes, por lo que se utilizan en todos los modelos para estudiar la atmósfera, pero el mecanismo y el tipo por el que se agrupan junto con las moléculas de agua son poco conocidos.
Los resultados de CLOUD muestran que a pocos kilómetros en la atmósfera, el ácido sulfúrico y de vapor de agua pueden formar rápidamente grupos de moléculas que dan lugar a nubes, y que los rayos cósmicos favorecen la tasa de formación hasta diez veces o más. Sin embargo, en la capa más baja de la atmósfera, a un kilómetro aproximadamente de la superficie terrestre, los resultados muestran que el proceso de formación de nubes requiere vapores adicionales como los del amoníaco. Sin embargo, los resultados muestran que ácido sulfúrico, agua y amoníaco solo, incluso con la mejora experimentada por los rayos cósmicos, no son suficientes para explicar la formación de aerosoles observada en la atmósfera. Por lo tanto debes participar sustancias adicionales, y descubrir su identidad será el siguiente paso del experimento.
"Fue una gran sorpresa descubrir que la formación de aerosoles en la parte baja de la atmósfera no se debe solo al ácido sulfúrico, agua y amoníaco", dijo Kirby. "Ahora es de vital importancia descubrir qué sustancias adicionales están involucradas, ya sean naturales o de origen humano, y cómo influyen en las nubes. Esta será nuestra próxima labor”.
El experimento CLOUD consiste en una cámara en la que se pueden simular las condiciones atmosféricas con control y precisión, incluyendo el estudio de las concentraciones de vapores que lleva a la formación de aerosoles. Un haz de partículas procedente del acelerador sincrotrón de protones del CERN proporciona una fuente artificial y ajustable de la radiación cósmica. CLOUD (acrónimo de Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) es una colaboración internacional de científicos de Austria, Finlandia, Alemania, Portugal, Rusia, Suiza, Reino Unido y los Estados Unidos.
