Ciclo del Carbono, Gases de Efecto Invernadero y la Capa de Ozono Terrestre

El Ciclo del Carbono y la Influencia Humana

El ser humano aumenta la liberación de carbono (en forma de CO2) a la atmósfera mediante el uso de combustibles fósiles, alterando con ello el ciclo del carbono. El lento proceso de formación de las rocas carbonatadas retira de la vía principal parte del carbono; este carbono vuelve a la vía principal mediante la disolución de las rocas carbonatadas y la quema de combustibles fósiles.

Impacto del CO2 en la Temperatura Global

El aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, principalmente CO2, debido a las actividades humanas, está provocando un calentamiento global del planeta a través del efecto invernadero. Algunos gases presentes en la atmósfera permiten el paso de radiación solar de onda corta, pero retrasan la salida de la radiación de onda larga emitida por la superficie terrestre al retener y devolver parte de ese calor de nuevo a la superficie.

Conceptos Clave de la Atmósfera Terrestre

Definiciones Fundamentales

• Albedo: De toda la radiación visible incidente que llega a la parte baja de la atmósfera, una parte es reflejada por las nubes, polvo, hielo, nieve, y la superficie terrestre como el suelo desprovisto de vegetación. Un incremento del albedo produce un enfriamiento.
• Efecto Invernadero: Parte de la luz visible no reflejada llega al suelo y causa su calentamiento. Como consecuencia de este calentamiento se produce lentamente una posterior radiación de calor desde el suelo hacia la atmósfera, que produce su calentamiento al ser absorbida por el CO2 y el vapor de agua, entre otros componentes atmosféricos. El efecto invernadero es aumentado por la contrarradiación, ya que parte de esta radiación absorbida es devuelta a la superficie.

Componentes Gaseosos de la Atmósfera

Los componentes atmosféricos se clasifican según su proporción:

Componentes Mayoritarios:

Son aquellos que están en mayor proporción en el aire:

1. Nitrógeno (N2)
2. Oxígeno (O2)
3. Argón (Ar)
4. Vapor de agua (H2O)
5. Dióxido de carbono (CO2)

Componentes Minoritarios:

Son todos los componentes restantes que aparecen en cantidades muy pequeñas, medidos en partes por millón.

La Capa de Ozono y su Deterioro

Localización y Procesos del Ozono

La capa de ozono se localiza en la estratosfera.

El ozono se crea y se destruye continuamente en la estratosfera de forma natural por efecto de la radiación ultravioleta:

• Formación del ozono: O2 + luz $\rightarrow$ O + O / O + O2 $\rightarrow$ O3
• Disminución del ozono: O3 + luz $\rightarrow$ O + O2 / NO + O3 $\rightarrow$ NO2 + O2 / NO2 + O $\rightarrow$ NO + O2

El Agujero de Ozono

Se detectó que la cantidad de ozono existente durante la primavera en la Antártida había disminuido en un 40 %. Los científicos denominaron a este fenómeno “el agujero de ozono”. Sin embargo, el término no se ajusta a la realidad, ya que lo que realmente se produce es una disminución del espesor de la capa de ozono, entre 1 y 2 Km., a una altura de unos 16 Km.

Causas y Consecuencias de la Destrucción del Ozono

Esto es debido al aumento de las sustancias que de forma natural disminuyen el ozono y a la aparición de sustancias nuevas que destruyen el ozono, sobre todo los CFCs o clorofluorocarbonos.

El Rol de los CFCs

Después de destruir el ozono, el cloro queda libre para seguir destruyendo más ozono. Cada átomo de Cl puede permanecer en la estratosfera alrededor de 100 años, y puede catalizar la destrucción de unas 100.000 moléculas de ozono antes de reaccionar con los NOx que pueden capturar el cloro e inmovilizarlo. Si la pérdida de ozono se produce precisamente sobre los polos, es porque a temperaturas muy bajas se inactivan los NOx.

Los CFCs se sintetizaron y produjeron masivamente hace pocas décadas para ser utilizados en la industria del frío, como propelentes o en la lucha contra incendios. Además de la destrucción del ozono en la estratosfera, los CFCs producen un incremento del efecto invernadero en la troposfera.

Efectos en la Biosfera

Los efectos de la pérdida de la capa de ozono estratosférica son potencialmente graves para la biosfera, ya que la radiación ultravioleta es un potente agente mutagénico: el ADN absorbe esta radiación modificando su estructura. En los ecosistemas marinos afecta principalmente a aquellos organismos que están en la base de las cadenas tróficas. En las plantas provoca la reducción del tamaño de las hojas, un menor crecimiento y una peor calidad de las semillas.

Aunque se dejasen de utilizar totalmente estos compuestos, la destrucción del ozono seguirá todavía durante décadas por la acción de las moléculas que aún quedan en la troposfera y en la estratosfera.