Estas pequeñas esferas huecas de vidrio utilizadas para detener la pérdida de hielo en el Ártico no funcionan

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Un estudio reciente publicado en la revista Earth's Future ha cuestionado una propuesta para cubrir el hielo marino del Ártico con capas de pequeñas esferas de vidrio huecas del grosor de un cabello humano.

El nuevo estudio rechaza una afirmación hecha en 2018 de que las microesferas de vidrio huecas, o HGM, rociadas repetidamente sobre el hielo marino joven del Ártico mejoran la reflectividad o protegen el hielo del sol. Demuestra que el uso de microesferas en realidad podría dañar tanto a la sociedad humana como al clima del planeta, enfatizando lo importante que es estar atento a los esfuerzos de mitigación del clima.

El hielo marino ayuda a regular la temperatura del océano y del aire. Afecta la circulación oceánica al reflejar la mayor parte de la energía del Sol hacia el espacio. Debido a esto, el clima de la Tierra depende críticamente del área y el espesor del hielo marino.

Ahora, investigadores del Instituto Geofísico Fairbanks de la Universidad de Alaska, dirigidos por Melinda Webster, han demostrado que una solución para producir hielo espeso y disminuir la temperatura climática podría en realidad acelerar la pérdida de hielo marino y calentar el clima. Revelan que esto se debe a que colocar capas de microesferas de vidrio huecas blancas sobre el hielo marino del Ártico oscurece su superficie y, por lo tanto, tiene el efecto contrario.

El estudio de 2018 encontró que el uso de cinco capas de HGM reflejaba el 43% de la luz solar entrante y permitía que el 47% pasara a la superficie inferior. Los HGM absorben el 10% restante. Según la investigación de Webster, la absorción del 10% de la luz solar por parte de las microesferas es suficiente para acelerar el derretimiento del hielo y calentar aún más el medio ambiente ártico.

"Nuestros resultados muestran que el esfuerzo propuesto para detener la pérdida de hielo marino en el Ártico tiene el efecto contrario al previsto", afirma Webster en un comunicado de prensa. "Y eso es perjudicial para el clima de la Tierra y la sociedad humana en su conjunto".

Para llegar a su conclusión, Webster y Stephen G. Warren, de la Universidad de Washington, calcularon variaciones en la radiación solar en ocho condiciones superficiales típicas que se encuentran en el hielo marino del Ártico, cada una de las cuales tiene una reflectividad distinta.

Junto con estos factores, tuvieron en cuenta la cobertura de nubes, la respuesta de las microesferas a la luz solar, la intensidad de la radiación solar en la superficie y la parte superior de la atmósfera, la luz solar estacional y más.

Es significativo que basaron su estudio en el tipo de microesferas utilizadas en el estudio de 2018 y el número exacto de capas.

El equipo de investigación descubrió que, si bien se puede emplear un recubrimiento de microesferas para aumentar la reflectividad del hielo en otoño e invierno, el efecto sería limitado. Esto se debe a que el hielo fino se produce principalmente en estas estaciones con poca luz solar. El fino hielo pronto queda cubierto por la nieve acumulada, lo que aumenta la reflectividad de su superficie.

En primavera, la nieve reflectante cubre el hielo debido al aumento de la energía solar. Las microesferas oscurecerían la superficie de la nieve debido a su alta reflectividad. En este caso, aumentan la absorción solar del hielo y, en última instancia, hacen que se derrita más rápidamente de lo previsto.

A finales de la primavera y principios del verano, los estanques de deshielo (charcos de agua abierta que se forman sobre el hielo marino) comienzan a desarrollarse a través del hielo marino a medida que la energía solar aumenta aún más. Los estanques parecen ser un objetivo ideal para las microesferas de vidrio huecas porque son oscuras y tienen baja reflectividad. Sin embargo, el equipo descubrió que este no era el caso.

En cambio, en un experimento en un estanque de Minnesota, las esferas flotantes fueron llevadas por el viento hasta la orilla del agua, donde se agruparon como lo hace el polen en estanques y charcos.

Cuando la luz solar está en su punto más alto, los meses de marzo, abril, mayo y junio parecen ser los mejores para aplicar microesferas, pero en realidad son los peores para usar HGM.

"El uso de microesferas como forma de restaurar el hielo marino del Ártico no es factible", afirma Webster. "Si bien la ciencia debería seguir explorando formas de mitigar el calentamiento global, la mejor apuesta es que la sociedad reduzca los comportamientos que siguen contribuyendo al cambio climático".

Abstracto:

El hielo marino del Ártico podría preservarse si se pudiera aumentar su albedo. Para ello, se ha propuesto extender microesferas de vidrio huecas (HGM) sobre el hielo. Evaluamos el forzamiento radiativo que resultaría, considerando las coberturas de área y los albedos espectrales de ocho tipos de superficie representativos, así como la radiación solar incidente, las propiedades de las nubes y las propiedades radiativas espectrales de los HGM. Los HGM pueden aumentar el albedo del hielo nuevo, pero el hielo nuevo se produce en otoño e invierno, cuando hay poca luz solar. En primavera, el hielo se cubre con nieve espesa y de alto albedo. En verano, la luz del sol es intensa y la nieve se derrite, por lo que una zona sustancial está cubierta por estanques oscuros de agua de deshielo, que podrían ser un objetivo atractivo para intentar iluminar. Sin embargo, estudios anteriores muestran que el viento empuja los HGM hacia los bordes del estanque. Una capa delgada de HGM tiene aproximadamente un 10% de absorbancia de la radiación solar, por lo que los HGM oscurecerían cualquier superficie con un albedo >0,61, como el hielo cubierto de nieve. El resultado neto es el contrario de lo que se pretendía: la propagación de HGM calentaría el clima ártico y aceleraría la pérdida de hielo marino. Si se pudieran fabricar HGM no absorbentes y si pudieran transportarse y distribuirse sin contaminación por sustancias oscuras, podrían enfriar el clima. El beneficio máximo se lograría mediante la distribución durante el mes de mayo, lo que daría como resultado un forzamiento radiativo promedio anual para el Océano Ártico de −3 Wm−2 si se esparcieran 360 megatones de HGM sobre el hielo anualmente.