Casi todo el mundo ha visto ya esa escena, personalmente o por televisión: nubes de humo tiñendo de gris el cielo amazónico, durante el auge de la época de quemas, entre agosto y octubre, el período más seco del año en la región. Durante ese lapso de tiempo, debido a la falta de visibilidad, microscópicas partículas, llamadas aerosoles, producto de la combustión de la vegetación, enturbian de manera tan significativa el firmamento que los aeropuertos de las capitales de los estados brasileños, como Río Branco y Porto Velho, permanecen clausurados con frecuencia para aterrizajes y despegues.
En algunos días especialmente opacos, una falsa, lenta -y bella- puesta de sol puede comenzar al medio día, y extenderse durante horas. Todo eso es causado por la sombra de los aerosoles, que flotan por encima de grandes porciones de la selva amazónica cuando el hombre utiliza una de las formas más primitivas y contaminantes de limpieza y preparación de la tierra para el cultivo: el fuego. La oscuridad fuera de hora, tal como si hubiera por sobre la selva una gigantesca sombrilla fabricada por el hombre, puede ser el efecto más visible de una atmósfera saturada de pequeñísimas partículas en suspensión. Pero no es precisamente el único.
Recién ahora la ciencia está empezando a reunir elementos como para ver que las quemas, la principal fuente de aerosoles durante la época seca en la región norte de Brasil, perturban el clima y la vegetación de formas más sutiles y perversas todavía. Esa impresionante concentración de aerosoles en la Amazonia, al desencadenar una cascada de eventos fisicoquímicos ubicada a algunos kilómetros arriba del bosque, en el auge de la estacióndel fuego -con picos de 30 mil partículas por centímetro cúbico de aire, un índice alrededor de 100 veces mayor que el verificado en la contaminada ciudad de São Paulo en pleno invierno-, altera el ambiente situado en el espacio inmediatamente inferior a la nube de humo: reduce en promedio un quinto de la luz solar que incide sobre el suelo, con potencial para enfriar la superficie hasta 2º Celsius, y disminuir entre un 15% y un 30% las lluvias en la región.
La reducción de la radiación solar sobre la superficie, provocada por el exceso de partículas en suspensión, puede también hacer caer el nivel de fotosíntesis de los árboles. “Debido a que la partículas viajan a veces miles de kilómetros a través de la atmósfera antes de caer al suelo, los efectos de los aerosoles pueden manifestarse en puntos distantes de aquéllos en los que se concretan las quemas”, afirma Paulo Artaxo, del Instituto de Física de la Universidad São Paulo (IF/USP), uno de los investigadores que participan en el Experimento de Gran Escala sobre la Biósfera y la Atmósfera en la Amazonia (LBA). “Las partículas provenientes de la Amazonia han sido encontradas en los Andes y en São Paulo.”
Esto no quiere decir que, en razón del enfriamiento y la sequedad asociados a la acción de los aerosoles, la venta de ropa se haya disparado o que los paraguas hayan caído en desuso en sectores de la región amazónica durante los meses de agosto a octubre. Tampoco existen evidencias inequívocas de que los árboles experimenten una reducción de la fotosíntesis durante ese período del año. Por ahora, a excepción hecha de la mensurable reducción de la luminosidad que incide sobre la superficie en la época de las quemas, las demás consecuencias atribuidas al manto de polvareda en suspensión que se cierne sobre el bosque conllevan todavía un considerable grado de incertidumbre. Aparecen más en la teoría, en los cálculos y modelos climáticos desarrollados en las computadoras, que en la realidad cotidiana.
Pero no debe olvidarse aquí que los modelos constituyen, en gran medida, el laboratorio de los científicos abocados a estudiar el clima, que de otra manera no podrían saber acerca del impacto de algunos fenómenos de la naturaleza. La buena noticia en todo esto es que la cantidad de informaciones que está empezando a surgir sobre el clima de la Amazonia debido al LBA -un megaproyecto internacional de 80 millones de dólares, que agrupa a más de 300 investigadores de América Latina, Europa y Estados Unidos, bajo el liderazgo de Brasil, desde 1999- no tiene parangón y está ayudando a entender el efecto de los aerosoles en este ecosistema. “Ahora contamos con informaciones valiosísimas, que nunca antes habíamos tenido”, dice la investigadora Maria Assunção Faus da Silva Dias, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas de la USP, que también participa del LBA.
La acción de los aerosoles
Cuando se habla de las quemas en la Selva Amazónica, el primer villano ambiental que viene a la mente es el dióxido de carbono (CO2), el popular gas carbónico, uno de los subproductos de la combustión de la vegetación. El dióxido de carbono es el principal compuesto asociado al aumento del efecto invernadero, fenómeno responsable de ocasionar el calentamiento del clima de todo el planeta, que puede llegar a alterar drásticamente las condiciones de vida en la Tierra.
Ésta es una cuestión recurrente. Los aerosoles, en tanto, cuyo diámetro varia de 0,01 a 20 micrómetros (1 micrómetro es la millonésima parte de un metro), son un tema más reciente y menos comprendido. Pero no por ello menosimportante. “Este campo de estudio se encuentra en franco desarrollo”, comenta Carlos Nobre, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, sigla en portugués), de São José dos Campos, coordinador científico del LBA. “El impacto de los aerosoles es más difícil de entender.”La hipótesis de que los aerosoles constituyen un factor morigerador de las temperaturas no es nueva, y tampoco es utilizada únicamente en el contexto amazónico. Cuando el volcán filipino Pinatubo entró en erupción en 1991, expelió enormes cantidades de lava y cenizas, y ocasionó una reducción significativa de la temperatura media de la mayor parte del planeta durante un año.
En ese contexto, algún apresurado podría concluir que el hombre debería incrementar deliberadamente los niveles de producción de aerosoles para combatir el calentamiento global causado por el aumento del efecto invernadero. Pero, al margen de que nadie sabe a ciencia cierta si esa solución sería realmente eficaz, tal razonamiento carece de sanidad: los aerosoles constituyen una forma de contaminación del aire, por tanto no tendría sentido combatir el calentamiento global con más suciedad. “Los aerosoles hacen mal a la salud humana y cargan elementos tóxicos, que afectan a los ecosistemas”, recuerda Artaxo.
Todo aquello que produce humo en grandes cantidades puede originar aerosoles. Estas partículas pueden emanar de actividades industriales, de erupciones volcánicas, de los motores de los automóviles, de los granos de polen, de las bacterias y de la polvareda del suelo, entre otras fuentes. En la región norte de Brasil, durante la época seca, lo que provoca un aumento impresionante en las concentraciones de aerosoles son las cenizas de las quemas. Debido a que tienen vida corta -alrededor de una semana en la atmósfera-, los aerosoles producen más efectos en el ámbito local o regional.
No son como el dióxido de carbono, un gas que demora más de 100 años para desaparecer de la atmósfera y tiene una acción mucho más acumulativa y de orden global sobre el clima de la Tierra. Pero, al igual que todos los años, durante al menos tres meses, las partículas arrojadas al aire por las quemas se incorporan al ecosistema amazónico con una intensidad impresionante, y sus repercusiones no serían precisamente temporales en la región norte del país.
Bloqueador solar
Con la ayuda de imágenes de satélite, mediante el uso de instrumentos instalados en distintos puntos de la selva, que registran ininterrumpidamente la temperatura, la radiación solar y el flujo de gases, y valiéndose de mediciones efectuadas con el auxilio de aviones, sobre todo durante las dos grandes campañas llevadas a cabo en el marco del megaproyecto (una en la estación más húmeda, entre enero y febrero de 1999, y la otra en la época de transición entre la estación seca y el inicio de las lluvias, de agosto a noviembre del año pasado), la acción de los aerosoles sobre el clima de la Amazonia saltó a la vista de los investigadores del LBA.
Existen aún muchas dudas acerca del impacto de las partículas en suspensión, pero una cosa ya es sabida: éstas son efectivamente muy eficientes a la hora de bloquear la luz durante las quemas en la Selva Amazónica, toda vez que el manto de humo puede extenderse a lo largo y ancho de un área de entre 2 y 4 millones de kilómetros cuadrados, entre un 40% y un 80% del territorio total de ese ecosistema.Es cierto que, para ver eso, no es necesario ser científico: basta mirar al cielo durante un día ahumado. Pero los investigadores acaban de cuantificar esa disminución de la radiación solar sobre la superficie con gran lujo de detalles. Los cálculos realizados en dos puntos de la región norte de Brasil -en Alta Floresta, en el norte de Mato Grosso, y en Ji-Paraná, en Rondônia- muestran que, en promedio, y de agosto a octubre, un 20% de la radiación solar es absorbida por los aerosoles o reflejada y enviada nuevamente al espacio. En casos extremos, se registran picos en lo que la retención o lareflexión de los rayos de sol puede llegar a un 50%. Incluso aquella luz que logra atravesar la densa capa de humo llega en gran medida alterada a la superficie: la cantidad de radiación directa se reduce frecuentemente a la tercera parte de lo normal, y la de radiación difusa (aquélla que no incide frontalmente sobre los ojos) puede aumentar hasta siete veces.
Para arribar a esos resultados, la investigadora Aline Sarmento Procópio, integrante del equipo de Paulo Artaxo, del Instituto de Física de la USP, analizó datos relativos a cuatro años de observaciones en Ji-Paraná y Alta Floresta. “Es interesante destacar que, aun cuando ambas ciudades están separadas por aproximadamente 700 kilómetros, presentan patrones similares de alteración del flujo de radiación solar causada por los aerosoles. Esto indica que el problema es de orden regional y afecta a gran parte de la Amazonia “, comenta Aline.
Enfriamiento
Si el polvo en suspensión funciona como una especie de sombrilla opaco sobre la selva, impidiendo así la llegada de una parte considerable de la luz sobre la superficie, nada más natural que pensar que dichas partículas ejercen un efecto enfriador al nivel del suelo durante el período de sequía. Puede parecer una ironía afirmar que un subproducto de la combustión vegetal -un proceso que, en un primer momento, lógicamente calienta el sitio en donde sucede la quema- pueda ocasionar, en un segundo momento, una reducción de temperatura. Pero, según las cuentas de los investigadores, la concentración de partículas provenientes de las quemas tiene teóricamente la capacidad de hacer disminuir cerca de 2º C (Celsius) la temperatura de la superficie situada inmediatamente debajo de la nube de humo. En una región como la amazónica, en donde se registran fácilmente medias diarias de 35º C, dicha reducción de temperatura puede parecer modesta. Pero estos valores son, muy por el contrario, sumamente altos, más aún si se tiene en cuenta que alteraciones significativas del clima mundial pueden ser producto de oscilaciones del orden del medio grado Celsius.
Con todo, existen todavía algunos peros en esta historia de pensar en las partículas en suspensión como si fueran un aire acondicionado instalado sobre la región amazónica. Este concepto es válido para los probables efectos de los aerosoles al nivel del piso -pero no a algunos kilómetros por encima de la selva, en donde se encuentran estas partículas de contaminación. Si bien éstas enfrían la superficie terrestre al obstruir el paso de parte de la luz solar que incidiría sobre el planeta, los aerosoles producen precisamente el efecto contrario en la tropósfera, el estrato atmosférico que se extiende aproximadamente hasta 15 kilómetros arriba de la superficie terrestre. Una porción de la radiación solar bloqueada es absorbida por los propios aerosoles, que se encargan de elevar la temperatura de la atmósfera por medio de la emisión de radiación térmica.
En este caso, el aire caliente transmite una cierta cantidad de calor a aquello que esté debajo, en dirección al suelo, tal como un hogar brinda calor a una persona ubicada a poca distancia. “Por convección, una parte del calor extra presente en la atmósfera pasa a la superficie, reduciendo así la acción enfriadora de los aerosoles sobre el suelo”, dice Carlos Nobre, del Inpe. Así, en lugar de reducir 2º C la temperatura de lasuperficie, los aerosoles en la práctica acabarían disminuyéndola tan solo 0,5º C, de acuerdo con Nobre. Esto se debe a que la reducción de temperatura generada por los aerosoles en la superficie es de una magnitud algo mayor que el calentamiento ocasionado en la tropósfera.Pero, ¿quedó claro? ¿y si se agrega una cuota de complejidad a este cuadro? La escasez de series históricas sobre el clima de la región norte de Brasil dificulta cualquier comparación de más largo plazo sobre el impacto actual de los aerosoles en las temperaturas. Por ejemplo: nadie sabe cuál era la temperatura media en Alta Floresta durante los meses de estiaje en la década del 60, antes de que comenzaran los proyectos de colonización de la Amazonia. Por lo tanto, se hace difícil cotejar los datos del pasado con los de hoy en día, visto y considerando que los primeros no existen. Por cierto, hace 40 años, la ciudad ni siquiera había sido fundada, y su actual territorio no era más que un trozo de selva inexplorado.
Otra complicación: debido a que la presencia de los aerosoles no es ni por asomo el único factor que determina la temperatura real medida en un determinado lugar, la acción de enfriamiento de las cenizas puede no ser tan intensa como se imagina. Otras variantes climáticas pueden reducir o incluso contrabalancear su efecto. En aquellos años en los que se produce el fenómeno climático de El Niño, que altera los índices pluviométricos en varios puntos del globo, suele llover menos en el norte amazónico, por ejemplo. “Por todos estos condicionantes, aún no vislumbramos de manera clara la acción de los aerosoles sobre la temperatura en la superficie amazónica”, afirma Artaxo, quien coordina un proyecto temático de la FAPESP en el ámbito del LBA.
Lluvias que tardan más
Pero resta aún la cuestión de las lluvias. ¿Cuál es el impacto de los aerosoles sobre los índices pluviométricos de la Amazonia? Nadie lo sabe a ciencia cierta; pero, de una manera general, existen evidencias de que las lluvias pueden demorarse o reducirse hasta un 30%, como resultado de la presencia elevada de aerosoles en la atmósfera. En un razonamiento lógico, los investigadores creen que, si bien las altas concentraciones de aerosoles disminuyen las temperaturas sobre la superficie, el grado de formación de nubes en la región también se reduce. Como hace menos calor al nivel del suelo, se forman menos corrientes ascendentes de aire caliente, las llamadas térmicas. Visto que precisamente son esas burbujas de calor las encargadas de transportar el vapor de agua desde la superficie terrestre hacia el cielo -como es sabido, el aire caliente sube-, la cantidad disponible de materia prima para la ocurrencia de lluvias en la atmósfera también se vuelve menor.
El exceso de aerosoles puede también influir en la formación de nubes en la Amazonia mediante otro mecanismo. Alrededor de las dos terceras partes de las partículas de humo en suspensión en la atmósfera son capaces de retener el agua y ejercer el papel de núcleos de condensación de nubes (NCN). El vapor de agua se acumula sobre estos núcleos y forma gotas de nubes, que crecen a punto tal que se hacen muy grandes y pesadas, y caen así en forma de lluvia. Cuando hay pocas partículas de aerosoles en la atmósfera de la Amazonia, fuera de la época de quemas, el agua evaporada se concentra en pocos NCNs, que alcanzan más rápidamente el tamaño necesario para volver al suelo en forma de lluvia. Es un mecanismo muy eficiente de precipitación.A veces, en tan solo una hora, las gotas -apoyadas en un núcleo de condensación- aumentan su tamaño un millón de veces y caen en la superficie. En estos casos, las nubes, típicas de ambientes con aire limpio, son del tipo marítimo, debido a su baja altitud, su reducido número de NCN y el gran tamaño de las gotas. Alcanzanhasta 5 kilómetros de altura y producen lluvia constante y regular. Ése es el patrón dominante de la formación natural de nubes en la Amazonia durante la mayor parte del año, cuando el número de núcleos de condensación en la atmósfera oscila entre 300 y 800 partículas por centímetro cúbico.
En el auge de las quemas, los cielos aparecen tan cargados de aerosoles que los picos de concentración de NCN pueden alcanzar las 30 mil partículas por centímetro cúbico. Ese alto grado de contaminación cambia por completo el escenario de formación de nubes y lluvias en la región amazónica. “Cuando hay un exceso de aerosoles, el vapor de agua se esparce por más núcleos de condensación y tarda más para convertirse en lluvia”, explica Maria Assunção, del IAG-USP, coordinadora de otro proyecto temático de la FAPESP en el marco del LBA. En esa situación, las nubes son del tipo continental, como las comúnmente encontradas en lugares contaminados, y pueden llegar a los 15 kilómetros de altura.
El crecimiento de las gotas es tan lento que, en algunos casos, el agua en vez de caer bajo la forma de lluvia, se evapora nuevamente en la atmósfera y es transportada por las corrientes de viento hacia otras regiones. Se produce entonces un desplazamiento geográfico de la pluviosidad: la lluvia que debería caer en una área se desplaza a otra.
Tempestades
Si el agua de las nubes continentales no se evapora, y esa formación supera los 5 kilómetros de altura, la misma se solidifica y se convierte en hielo, puesto que en esa porción de la atmósfera la temperatura es inferior a 0º C. Como resultado de ello surge un cumulonimbus, la llamada nube de tormenta, que produce rayos y truenos. En ese caso, la lluvia demora más en aparecer, pero cuando se produce es mucho más violenta y se concentra en un solo período. “Durante la campaña del LBA el año pasado en Rondônia, esperábamos que las lluvias empezaran a mediados de octubre, pero llegaron recién en noviembre”, recuerda Maria Assunção. “No podemos afirmar que esa demora se haya debido a los aerosoles expelidos a la atmósfera por las quemas, pero eso es lo que nosotros sospechamos.”
Como puede verse, los altos índices de aerosoles, como los que se verifican al menos durante tres meses al año en la Selva Amazónica, pueden complicar tres grandes variantes del clima: los niveles de radiación solar, la temperatura de la superficie (y la de la atmósfera) y el régimen de lluvias. Pero si el impacto de dichas alteraciones sobre la dinámica del propio clima todavía no es conocido con claridad, ni qué decir entonces acerca de sus consecuencias en el ecosistema en sí, en la selva y sus habitantes. En un primer momento, la incidencia de una menor cantidad de luz sobre el bosque fortalece la hipótesis de que la fotosíntesis de las plantas disminuiría en ese ambiente más enrarecido, creado por la humareda de las quemas. Pero la fisiología vegetal no responde de manera tan sencilla y directa. “Puede suceder incluso que el efecto de los aerosoles sea mayor sobre la ecología que sobre la física de la atmósfera; pero debemos hacer nuevos estudios en ese sentido”, comenta Carlos Nobre, del Inpe.
El desorden en el clima de la Amazonia, provocado por la emisión de aerosoles, interesa también y de manera directa a otras regiones brasileñas, y a los otros países. Si se comprueba que las altas concentraciones de humo hacen disminuir las lluvias en la región norte del país, el tema ingresará a la orden del día en la agenda internacional.
Sucede que la selva amazónica -larainforest , en inglés- es, después de los océanos, la mayor fuente de vapor de agua del planeta. Si cambia el régimen del lluvia en la Amazonia, probablemente se alterarán las lluvias en otras partes del globo. En un estudio publicado en octubre pasado en elJournal of Geophysical Research , investigadores de la Universidad de Duke, Estados Unidos, simularon en la computadora los efectos climáticos que podría ocasionar la deforestación de la Amazonia en algunos puntos del planeta. En dicho trabajo, los estudiosos observaron reducciones significativas en los índices de lluvia y evaporación, fundamentalmente durante la estación más húmeda, en puntos de la tierra tan lejanos como los estados norteamericanos de Dakota del Sur y Dakota del Norte, unidades federativas de EE.UU. cercanas a la frontera con el Canadá.
Los Proyectos
1. Interacciones Físicas y Químicas entre la Biósfera y la Atmósfera de la Amazonia en el Experimento LBA; Coordinador: Paulo Eduardo Artaxo Netto – IF/ USP; Modalidad: Proyecto temático (97/11358-9); Inversión: R$ 1.814.179,30
2. Interacciones entre la Radiación, las Nubes y el Clima en la Amazonia Durante la Transición entre las Estaciones Seca y Lluviosa/LBA; Coordinadora: Maria Assunção Faus da Silva Dias – IAG/ USP (01/06908-7); Modalidad: Proyecto temático; Inversión: R$ 1.538.922,32
