Nuvens altas de fumaça enviadas para a estratosfera por incêndios florestais ferozes podem corroer a camada de ozônio da Terra graças a uma potente mistura de fumaça, química atmosférica e luz ultravioleta, segundo um novo estudo.
Durante o final de 2019 e início de 2020, os céus da Austrália ficaram pretos, escurecidos por espessas colunas de fumaça de incêndio florestal que atingiram a estratosfera. Na sequência, dados de satélite revelaram que a fumaça estava de alguma forma reagindo com moléculas atmosféricas para corroer a camada de ozônio da Terra (SN: 17/03/22). Mas como exatamente isso estava acontecendo não estava claro.
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Agora, os cientistas juntaram as peças desse quebra-cabeça químico. Uma vez na estratosfera, diz a equipe, as partículas de fumaça foram capazes de interagir com os gases estratosféricos, bem como com as emissões remanescentes de produtos químicos destruidores de ozônio. Acrescente a radiação solar e essa bebida defumada produziu radicais de cloro, um tipo de produto químico com afinidade por atacar o ozônio, relatam pesquisadores em 9 de março. Natureza.
Essa série de eventos foi responsável pela destruição de cerca de 3% a 5% da camada de ozônio em partes do Hemisfério Sul em 2020, estimam os pesquisadores. Isso é uma pequena fração do todo – mas rivaliza com a escala do impacto das emissões humanas de clorofluorcarbonetos comedores de ozônio em seu apogeu, diz Susan Solomon, química atmosférica do MIT.
Os clorofluorcarbonos já foram usados em condicionadores de ar e geladeiras, mas sua emissão para a atmosfera levou a um grande buraco na Antártida na camada protetora de ozônio da Terra, que limita o quanto da radiação ultravioleta do sol atinge a superfície do planeta.
No novo estudo, Solomon e seus colegas compararam as observações atmosféricas de cloro, ozônio e outras moléculas após os incêndios florestais australianos com simulações da química atmosférica. Os satélites mediram a abundância de certos produtos químicos na estratosfera em 2020 – não apenas ozônio, mas também gás cloreto de hidrogênio e nitrato de cloro, entre outros. Esses níveis chamaram a atenção de Solomon.
“O que vimos na Austrália foi uma queda tremenda no cloreto de hidrogênio” nos dados de satélite, diz Solomon. “Eu pensei, nossa, isso parece a Antártica. Como isso pode estar acontecendo na Austrália?”
O gás cloreto de hidrogênio é um produto da decomposição dos clorofluorcarbonetos, que podem permanecer por décadas na estratosfera. O ambiente gelado sobre a Antártica foi uma parte fundamental da formação do buraco de ozônio, porque nessas temperaturas o gás cloreto de hidrogênio pode se dissolver nas nuvens geladas que viajam pela estratosfera. A absorção desse gás é essencial para iniciar a cadeia de reações que formam os produtos químicos que destroem a camada de ozônio.
A atmosfera sobre a Austrália é muito quente para este processo – mas os dados do satélite indicaram que algo ainda estava removendo o gás cloreto de hidrogênio da atmosfera. Solomon e sua equipe perceberam que o culpado eram as partículas orgânicas da fumaça. Essas partículas podem absorver o gás cloreto de hidrogênio mesmo em temperaturas mais altas, dando início a esse primeiro passo essencial.
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Com o cloreto de hidrogênio absorvido, as partículas de fumaça podem atuar como catalisadores, ajudando a acelerar outras reações na atmosfera. Em particular, as partículas amplificam a transformação de outros gases contendo cloro flutuando na estratosfera, como nitrato de cloro e ácido hipocloroso, em compostos de cloro que são altamente reativos à luz solar.
A mistura da radiação ultravioleta do sol com esses novos compostos de cloro produz radicais de cloro, moléculas de roda livre que são extremamente reativas quimicamente – e especialmente gostam de atacar as moléculas de ozônio.
A descoberta desse processo relacionado a incêndios florestais para destruir o ozônio é um revés potencial preocupante para a recuperação da camada de ozônio, diz Solomon. O Protocolo de Montreal de 2010 proibiu o uso de clorofluorcarbonos, um ato que tem sido bem-sucedido em diminuir o buraco no ozônio sobre a Antártica (SN: 10/02/21). A camada de ozônio tem mostrado sinais de recuperação desde então, voltando a crescer na ordem de 1% por década, diz ela.
No entanto, a fumaça dos incêndios florestais australianos mais ou menos “acabou com todo aquele trabalho duro” do ano, acrescenta Solomon.
Espera-se que a mudança climática aumente a intensidade e a frequência dos incêndios florestais em todo o mundo, enviando nuvens de fogo mais altas para o céu (SN: 15/12/20). Se esses incêndios “são um negócio único, talvez não seja tão ruim” para a recuperação do ozônio, diz Solomon. “Mas se isso acontecer a cada cinco anos, é um problema diferente.”
O estudo explica com elegância várias observações de satélite intrigantes feitas após os incêndios australianos, diz Ross Salawitch, um químico atmosférico da Universidade de Maryland em College Park, que não esteve envolvido no trabalho. Ele elucida a queda no cloreto de hidrogênio, diz ele, bem como estranhos aumentos em outros compostos de cloro, como nitrato de cloro e óxido de cloro.
Mas a “cereja do bolo”, diz Salawitch, é como a descoberta do papel das partículas orgânicas pode melhorar nossa compreensão do que controla o tamanho do buraco na camada de ozônio. Isso é importante, não apenas porque queremos obter os detalhes corretos, diz ele, mas porque “uma das consequências infelizes do aquecimento global é provavelmente um aumento na frequência e gravidade dos incêndios florestais”.
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