Il fumo degli incendi distrugge l’ozono

A metà del 20° secolo, l’umanità ha rilasciato nell’atmosfera i clorofluorocarburi (CFC). Negli anni ’80, i CFC avevano rosicchiato lo scudo di ozono del pianeta, mettendo in pericolo la sicurezza e la salute della Terra. Restrizioni e divieti a livello mondiale hanno iniziato a sanare il danno, ma nuovi risultati hanno suggerito che incendi sempre più gravi potrebbero rallentare il progresso.

"Stiamo esaminando una chimica completamente nuova."

Goccioline liquide contenenti fumo di incendi agiscono come minuscole camere di reazione per il cloro nella stratosfera, producendo forme reattive dell'elemento che degradano l'ozono alle medie latitudini, hanno riferito i ricercatori su Nature.

Questo meccanismo chimico "non era mai stato visto prima", ha detto il coautore dello studio e scienziato atmosferico Kane Stone del Massachusetts Institute of Technology. "Stiamo esaminando una chimica completamente nuova."

Si prevede che grandi incendi si verificheranno più spesso man mano che il pianeta si riscalda, quindi la nuova scoperta ha sollevato preoccupazioni sul fatto che l’intensificarsi degli incendi potrebbe bloccare il recupero dello strato di ozono stratosferico, che protegge la superficie terrestre e i suoi abitanti dalle dannose radiazioni ultraviolette (UV).

Ricevi le notizie scientifiche più affascinanti della settimana nella tua casella di posta ogni venerdì.

Un tempo ampiamente utilizzati negli spray aerosol e nei refrigeranti, i CFC sono semplici sostanze chimiche contenenti carbonio, cloro e fluoro. Quando queste sostanze chimiche salgono nella stratosfera, la luce UV le scompone, rilasciando il cloro. Una volta libero nell’atmosfera, un singolo atomo di cloro può distruggere più di 100.000 molecole di ozono.

Gli atomi di cloro smettono di distruggere l'ozono una volta che finiscono in una molecola di acido cloridrico o nitrito di cloro. Queste due sostanze chimiche solitamente non reagiscono con l'ozono. Ma le particelle di aerosol facilitano le reazioni chimiche che trasformano queste forme di cloro sicure per l’ozono in composti più reattivi. Lo fanno catturando l’acido cloridrico e il nitrato di cloro dall’aria e mettendoli in prossimità di altre sostanze chimiche, il che accelera le reazioni. Questa trasformazione è un problema soprattutto nelle nubi stratosferiche sopra i poli, che sono piene di aerosol liquidi e di ghiaccio che, quando incontrano acido cloridrico e nitrato di cloro, contribuiscono sostanzialmente alla degradazione dell’ozono. Anche altri aerosol, come la cenere vulcanica, possono causare problemi.

Dopo la disastrosa stagione degli incendi del 2020 in Australia, "ci sono state osservazioni di sostanze chimiche davvero insolite che si verificano nella stratosfera", ha detto Stone, inclusi livelli record di acido cloridrico e un calo dell'ozono alle medie latitudini meridionali.

Stone e i suoi colleghi pensavano che gli aerosol di fumo degli incendi potessero spiegare le insolite osservazioni. Alle medie latitudini, di solito è troppo caldo perché l'acido cloridrico e il nitrato di cloro si depositino sull'acqua o sugli aerosol di ghiaccio, quindi di solito non reagirebbero per formare sostanze chimiche che degradano l'ozono. Ma il fumo degli incendi è pieno di liquidi aerosolizzati a base di carbonio come alcoli e acidi organici, che possono assorbire l’acido cloridrico più facilmente rispetto all’acqua a temperature più calde. Fornendo una superficie di reazione per le sostanze chimiche contenenti cloro, il fumo degli incendi potrebbe facilitare la degradazione dell’ozono.

Quando si è trattato di riduzione dell’ozono, “nessuno pensava davvero agli incendi e al fumo”.

Per vedere se queste sostanze organiche facilitavano la riduzione dell’ozono, gli scienziati hanno riesumato decenni di vecchie misurazioni di laboratorio – effettuate per lo più negli anni ’50 e ’60 – sulla solubilità dell’acido cloridrico in vari liquidi a base di carbonio. Hanno incorporato questi dati in una simulazione al computer della chimica dell’atmosfera in seguito agli incendi australiani del 2020 e hanno confrontato i risultati con le misurazioni reali.

Tenendo conto della maggiore solubilità dell'acido cloridrico nei liquidi organici nelle loro simulazioni, hanno prodotto "risultati che sembrano molto, molto vicini a ciò che abbiamo visto nelle osservazioni", ha detto Stone.

La scoperta suggerisce che il fumo degli incendi australiani ha ridotto circa il 3%-5% dello strato di ozono alle medie latitudini meridionali.