¿Los rayos cósmicos destruyen la capa de ozono?

Psysics World / Ciencia Kanija
30/03/09

Nuevos datos recopilados de dos satélites y estaciones terrestres apoyan la idea de que gran parte de la destrucción del ozono antártico implica la acción de rayos cósmicos, dice un físico de Canadá. Esto va en contra de la idea ampliamente aceptada de que la capa de ozono — que hace de escudo a la Tierra contra la dañina radiación ultravioleta — se ve agotada por la acción directa de la luz solar.

Qing-Bin Lu de la Universidad de Waterloo también predice, dada la sincronización con el ciclo de rayos cósmicos de 11 años, que el agujero de la capa de ozono será particularmente grande en 2008–09 y 2019–2020 (Phys Rev Lett 102 118501).

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¿Rota por la luz o los electrones?

Sobre el Antártico, la concentración de ozono ha caído a un tercio de los niveles anteriores de 1975, con este “agujero” de ozono teniendo lugar durante la primavera del polo sur. La idea convencional sobre el proceso de carencia de ozono es que los contaminantes clorofluorocarbonos (CFC) se rompían por acción de la luz ultravioleta del Sol. Esto tenía lugar a grandes alturas (alrededor de 40 km), y los fragmentos de CFC son transportados a alturas a alturas menores (por debajo de 20 km) a través de la circulación del aire. En el invierno antártico estos fragmentos se asientan en partículas de hielo, donde un número de reacciones químicas los convierten en cloruro molecular. La llegada de la luz solar en la primavera antártica libera el cloruro atómico, el cual destruye el ozono.

Lu, no obstante, cree que los rayos cósmicos rompen los CFCs. Dice que cuando los rayos cósmicos ionizan las moléculas atmosféricas los electrones liberados pueden almacenarse en la superficie de las partículas de hielo y que estos electrones, en lugar de la luz solar, rompen los CFCs y convierten los fragmentos en cloruro molecular.

En 1999 y 2001, Lu y sus colegas proporcionaron pruebas que respaldaban su teoría llevando a cabo experimentos a bajas temperaturas que demostraron que la ruptura de los CFCs por medio de electrones se aumenta cuando se coloca a los CFCs en una superficie junto con hielo molecular polar molecular ice. En 2001 Lu también usó datos de satélites para mostrar una correlación entre la intensidad de rayos cósmicos y la pérdida de ozono en latitudes entre 0 y 65 grados sur. Esta variación tiene lugar dentro del ciclo de rayos cósmicos que tuvo lugar entre 1981 y 1992.

Nuevos datos desde tierra y el espacio

Lu ahora ha mejorado su modelo usando datos climáticos más extensos. Usando medidas de las concentraciones de ozono tomadas por los satélites TOMS y OMI de la NASA y datos de rayos cósmicos procedentes de varias estaciones terrestres, ha demostrado que la intensidad de rayos cósmicos y la media anual total de ozono estaban correlacionados, en latitudes entre los 0 y 60 grados sur, entre 1980 y 2007 — un periodo que cubre dos ciclos de rayos cósmicos.

También encontró correlación entre la intensidad de rayos cósmicos y la fluctuación del ozono en el antártico (entre latitudes de 60 y 90 grados sur) desde el uno de octubre al siguiente uno de octubre desde 1990 a 2007.

“Estas correlaciones indican que casi el 100% de la pérdida de ozono sobre la Antártica debe estar dirigida por los rayos cósmicos”, dice, señalando que el grado de variación en la intensidad de rayos cósmicos y el ozono antártico son muy similares (ambos de alrededor del 10%). “En otras palabras, cualquier mecanismos no relacionado con los rayos cósmicos, de existir, debe tener un efecto menor o prácticamente despreciable”.

Predicción de 2008

Además de analizar datos pasados, Lu también hizo una predicción en el momento de escribir su artículo en agosto del año pasado. Dijo que la cantidad de ozono sobre Antártica en octubre de 2008 sería de aproximadamente un 14,5% menor de lo que era en octubre de 1992 (su punto de referencia), y que habría otro mínimo significativo en 2019–2020. Dice que los últimos datos de satélite concuerdan con su predicción de 2008 en un 5%, y también señala que las concentraciones de ozono antártico en noviembre y diciembre del año pasado fueron casi récords mínimos.

No obstante, Neil Harris de la Unidad de Coordinación Europea de Ozono en Cambridge, Reino Unido, no está convencido. Dijo a physicsworld.com que demostrar una correlación estadística no es suficiente para demostrar la validez del mecanismo de los rayos cósmicos dado que podría haber otros factores causales cariando a lo largo del ciclo solar. En cualquier caso, comenta, Lu está equivocado al comparar la intensidad de los rayos cósmicos contra las medidas totales de ozono, dado que estas últimas dependen del movimiento del ozono alrededor de la atmósfera así como de la desaparición real del ozono.

“Ha propuesto un mecanismo adicional para explicar la creación de cloruro atómico”, añade Harris. “Pero no hay necesidad de este mecanismo extra dado que el cloruro puede producirse por luz solar directa”.