LOS OCEANOS¿Cómo absorben los océanos el dióxido de carbono?El gas de efecto invernadero más importante,  además de vapor de agua, es el dióxido de carbono (CO2). Los niveles de la atmósfera han cambiado a lo largo de la historia de forma natural y por influencia de las actividades humanas. Gran parte del CO2producido por los humanos no se queda en la atmósfera sino que es absorbido por los océanos, las plantas o los suelos. El mayor depósito de CO2 son, con mucha diferencia, los sedimentos, tanto en la tierra como en el mar y en su mayoría está en forma de carbonato cálcico(Ca CO3). El segundo mayor depósito es el fondo del océano, donde el carbono se encuentra principalmente como carbonato disuelto (CO3

2-) e iones de hidrato de carbono (HCO3

-).  Pensamos que más o menos un tercio del CO2 que producimos por el consumo de combustibles fósiles se almacena en el océano y es absorbidoa través de procesos físicos y biológicos.

Contribución de la agricultura a los gases de efecto invernadero.En las últimas décadas ha habido una importante intensificación de la agricultura en todo el mundo, ahora mismo, los campos de producción son tan grandes y la producción es tan alta que es difícil imaginar una agricultura sin máquinas y sin pesticidas.

 

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Aunque el dióxido de carbono (CO2), el óxido nitroso (N2O) y el metano (CH4) sean gases que aparecen en la atmósfera de forma natural, su aumento desproporcionado en las últimas décadas está provocado principalmente por las actividades humanas.

La contribución de la agricultura al CO2 emitido por las actividades humanas es del 15-20%del total.

Todas estas moléculas son algunos de los llamados gases de efecto invernadero (GEI), ya que son los principales causantes del efecto invernadero sobre el planeta. Más información sobre el efecto invernadero en el capítulo de "la atmósfera"

Uso de combustibles fósiles.

La agricultura intensiva moderna necesita un aporte de energía mucho mayor que el que necesitaba la agricultura tradicional, esto se debe a que se apoya mucho en el uso de maquinaria para casi todas las operaciones (el arado, cosechado, transporte del grano o el uso de pesticidas). El 17% de toda la energía que se usa en Estados Unidos, es consumida por los sistemas de producción de alimetos (6% en la producción agrícola, 6% en el procesado y empaquetado y el 5% en distribución y preparado), esto significa un uso al año de unos 1500 litros/persona de petróleo sólo para comer.

CO2 en los suelos y los bosques

No sólo el uso de combustibles fósiles emite gases de efeco invernadero a la atmósfera. El arado intensivo de los suelos agrícolas y la deforestación son métodos muy efectivos para aumentar esas emisiones.Los bosques y los suelos son importantes sumideros de CO2, se llaman así porque son capaces de almacenar grandes cantidades de este gas que son emitidas desde otras fuentes.

Los bosques. Como hemos visto ya, la vegetación necesita CO2  para crecer (a través de la fotosíntesis), este CO2 queda almacenado en sus estructuras y, como puedes imaginar, los árboles pueden almacenar mucho más CO2 que las plantas pequeñas, además los bosques mantienen un nivel de humedad en el ambiente bastante alto y ésto también ayuda en la función de almacenaje. La corta de masas boscosas disminuye la posibilidad de almacenamiento de CO2, no sólo por los árboles cortados sino también por la vegetación asociada y el descenso de humedad, además la descomposición de los restos de materia orgánica libera grandes cantidades de CO2 . Se atribuye a la deforesación casi el 15% de todas las emisiones de GEI.

El suelo también es un importante sumidero, ya que mantiene una cantidad enorme de materia orgánica (formada por Carbono principalmente). El arado intensivo y agresivo de las tierras de cultivo libera este carbono en forma de CO2 muy deprisa. Cuando se remueve el suelo se permite la entrada de Oxígeno que reacciona con el Carbono de los restos de plantas y animales y se libera mucho CO2.

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N2O y CH4 de los residuos agrícolas.

El óxido nitroso se produce a partir de diferentes fuentes desde el suelo, el agua o los residuos agrícolas. Durante los dos últimos siglos, las actividades humanas han aumentado la prodción de N2O en un 13%.

Las principales fuentes de emisión son la quema de combustibles fósiles, como para el CO2, el manejo de los suelos agrícolas, fuentes industriales y el uso de fertilizanes que contengan N2, que además produce efectos secundarios sobre la salud humana y de los ecosistemas.Las principales fuentes de CH4 son: el ganado rumiante y el cultivo del arroz. Las emisiones de GEI producidas por la cría de ganado son muy diferentes de un sitio a otro ya que dependen de las especies que se crien, su dieta, tipo de almacenamiento y las condiciones ambientales de cada sitio. 

Las emisiones de todos estos gases no han sido medidas en un periodo de tiempo suficientemente largo y los científicos no pueden estar seguros del comportamiento de esos gases en distintas condiciones ambientales, así que aún hay mucho trabajo que hacer en este campo.

¿Qué puede hacer la agicultura para reducir las emisiones de GEI?

Como acabamos de ver, la agricultura es una gran productora de GEI, pero esto pude cambiarse con un poco de esfuerzo. Pueden adoptarse prácticas que ayuden a mantener el almacenaje de CO2 en el suelo, los cultivos o los árboles, como puede ser el uso de un arado menos agresivo y la detención de la deforestación para obtener más tierras de cultivo.

Otras reducciones pueden conseguirse en el uso de combustibles fósiles, aunque en este campo es bastante difícil actuar. En general, el uso de técnicas menos agresivas (disminuir el uso de productos químicos a la cantidad justa para que sean efectivos) permitiría una agricultura mucho más limpia.

NUBES & PARTÍCULASPartículas: ¿De dónde vienen?

Los aerosolers son pequeñas partículas sólidas o líquidas suspendidas en la atmósfera. Sus tamaños varían desde unos cuantos nanómetros (0.000000001 metros) hasta casi 100 micrometros (0.0001 m, el grosor de un pelo) y por esta razón generalmente no podemos verlos.Los aerosoles se originan a partir de fuentes naturales y otras hechas por los humanos (antropogénicas). Pueden ser emitidos directamente como partículas (aerosoles primarios) o también pueden ser el resultado de reacciones químicas (aerosoles secundarios).

 

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Fuentes de aerosoles primarios

Los aerosoles pueden tener origen natural o antropogénico.

Origen marino

Los aerosoles de mares salados se generan por la pulverización de las olas del mar cuando la velocidad del viento es muy alta (las partículas más grandes, generalmente enriquecidas con cloruro de sodio) y por la explosión de las burbujas de aire durante la  formación de la espuma. Las emisiones de aerosoles por parte de los océanos a la atmósfera son de alrededor de 1,3 billones de toneladas cada año.

Origen mineral

El viento puede arrastrar partículas de la superficie especialmente cuando el suelo está seco y no existe una cubierta vegetal sobre él; puede transportar estos pequeños granos a grandes distancias. Estas partículas se componen de materiales derivados de la corteza terrestre y por lo tanto son ricos en óxidos de hierro, calcio y aluminio. La mitad de las emisiones totales de partículas minerales en la Tierra proceden del Desierto del Sáhara.

Origen volcánico

Las erupciones volcánicas inyectan grandes cantidades de gases y aerosoles en la atmósfera. Al contrario que otras fuentes de aerosoles, las cenizas volcánicas se encuentran tan altas que las partículas y los gases penetran en la estratosfera: ¡las cenizas del Pinatubo han alcanzado 40 km de altura!

Las partículas que entran en la parte alta de la atmósfera no son fácilmente eliminadas y el material volcánico permanece inyectado a ese nivel durante un largo periodo de tiempo (a veces hasta algunos años). Los gases emitidos por los volcanes también producen aerosoles. Todas estas partículas estratosféricas tienen un gran impacto en el clima (ver más detalles en la sección de "Más").

Origen biogénico

Las partículas que se desprenden debido a la acción de organismos vivos se denominan partículas biogénicas. Los aerosoles primarios pueden ser el polen, los hongos, las bacterias, los virus ... Otro origen es el de los incendios forestales que liberan partículas en nuestra atmósfera. En 1997 en algunas regiones de Malaysia, por ejemplo el humo procedente de los incendios dio lugar a que se dieran unos niveles de polución de partículas 15 veces más altas de lo normal durante varias semanas.

Origen cósmico

Cierta cantidad de materia del sistema solar entra en nuestra atmósfera. La gran mayoría se quema en la parte alta de la atmósfera (produciendo las "estrellas fugaces"

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que vemos), pero otras partículas se chocan contra la superficie terrestre. Estas partículas, de tamaño inferior a 0.5 mm, se denominan micrometeoritos. Los científicos estiman que al menos varios miles de toneladas al año de esta materia cósmica alcanza el suelo.

Origen antropogénico

Las partículas emitidas en las actividades humanas se conocen como aerosoles antropogénicos. Las fuentes antropogénicas producen  partículas tanto toscas como finas. El polvo de las carreteras y de las zonas de obras (como los trabajos con cemento) producen fundamentalmente partículas antropogénicas gruesas. Otras partículas más pequeñas como aerosoles que contienen carbono, se generan en la combustión de combustible fósil para la obtención de energía, vehículos, calor para calefacciones ...

Finalmente, incluso si no tienen impacto en el sistema climático, no debemos olvidar que todas las partículas que respiramos en ambientes interiores, como ácaros del polvo, fibras y sprays de insectos  pueden resultar muy peligrosos para la salud humana.

Aerosoles secundarios

Como acabas de ver, los aerosoles pueden ser liberados directamente por muchas fuentes (marina, mineral, volcánica, biogénica, antropogénica) En el punto inicial del proceso de liberación hay un material sólido. Pero las partículas también pueden ser el resultado de una conversión  de "gas a partícula". Esto significa que se pueden formar muchas partículas debido a la fusión de las moléculas formando partículas demasiado pequeñas para ser reconocidas como tales (este proceso se conoce como nucleación). Los gases también pueden condensarse sobre partículas preexistentes para dar lugar a aerosoles mayores. Las partículas que proceden de una conversión de gas a partícula son finas (menores a 1µm) en comparación con las partículas gruesas (por ejemplo el polvo de minerales, los pólenes o la pulverización del mar tienen unos diámetros de 10 µm o incluso más).

La vegetación emite también gases, denominados Compuestos Orgánicos Volátiles (tu nariz está detectando estos VOCs cuando hueles una flor) (para más detalles ve a la Unidad de la Baja Atmósfera, en emisiones de las plantas). Estos gases biogénicos pueden formar nuevas partículas (aerosoles secundarios).

La mayoría de los aerosoles naturalessecundarios resultan de la reacción de las emisiones de azufre. En el ambiente marino, la mayor parte del azufre la emite el fotoplancton en forma de DMS . Las reacciones del DMS con los compuestos atmosféricos forman el dióxido de azufre (SO2); en la tierra, la progresiva desaparición de la vegetación y de los animales produce H2S de manera natural (que huele a huevos podridos ... ¡puag!); los volcanes liberan directamente SO2. este gas puede reaccionar

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más tarde para formar partículas de aerosoles de sulfatos..

Las fuentes naturales producen también  gases con carbono que se rompen en aerosoles.

La tasa anual de emisiones de  SO2 de la mano del hombre aumentó de 10 millones de toneladas al año en 1960 a 150 millones en los años 80. Por lo tanto, las emisiones antropogénicas actuales sobrepasan a las emisiones naturales de gases con contenido en azufre, incluso ahora que los niveles de SO2 atmosférico están bajando debido a la legislación internacional.

Los humanos producen también muchas especies nitrogenadas que dan aerosoles de nitratos.La reacción de algunos compuestos antropogénicos, procedentes de procesos de combustión de petróleo y quema de biomasa, dan lugar a aerosoles de carbono, que suponen un riesgo para la salud.

Autor: Justine Gourdeau LaMP Clermont ferrand/FranciaSupervisor científico: Pr Guy Cautenet, LaMP, Francia.fecha de realización:02-09-2003; última modificación: 21-04-2004.

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