¿Cómo se formó nuestra capa de ozono?

l Presidente de la Sociedad Mineralógica de América, Douglas Rumble III, del Laboratorio Geofísico del Instituto Carnegie, describe el paquete de técnicas y estudios que durante los últimos cinco años han llevado a un consenso creciente dentro de la comunidad científica acerca de cómo se creó la capa protectora de ozono y la atmósfera de nuestro planeta. Su importantísimo artículo sobre el asunto aparecerá en el número de mayo-junio de la revista American Mineralogist.

"Las rocas, los fósiles, y otras reliquias naturales guardan las claves de los antiguos ambientes en la forma de diferentes proporciones de isótopos, las variantes atómicas de los elementos que poseen el mismo número de protones pero un número diferente de neutrones", explicó Rumble. "El agua de mar, la de lluvia, el oxígeno y el ozono, por ejemplo, todos muestran diferentes proporciones o "huellas dactilares" de los isótopos del oxígeno O16, O17 y O18. La erosión, el agua surgente, y la deposición directa de aerosoles atmosféricos cambia las proporciones de los isótopos en una roca, revelando muchísimo sobre el clima pasado".

El artículo de Rumble describe la forma en que los geoquímicos, los especialistas en mineralogía y en petrología están estudiando las anomalías de los isótopos de oxígeno y de azufre para comprender lo que sucedió con nuestra atmósfera desde hace unos 3 900 millones de años, cuando apenas se estaba formando la corteza de nuestro planeta y no había oxígeno en la atmósfera, pasando por un mundo oxigenado primitivo 2 300 millones de años atrás, hasta llegar a la edad presente.

El trabajo detectivesco involucra a una gran cantidad de científicos de diferentes especialidades, los que han analizado los minerales superficiales de todo el globo, han utilizado cohetes y globos para tomar muestras de la estratósfera, y han estudiado los núcleos de hielo de la Antártida, llevando a cabo experimentos de laboratorio y corriendo modelos matemáticos.

La síntesis de los resultados provenientes de los diferentes campos y técnicas apuntan a la luz ultravioleta (UV) del Sol como una importante fuerza de impulso en la evolución atmosférica. Los fotones UV solares rompen el oxígeno molecular (O2) para producir ozono (O3), dejando como firma indicadora isotópica un exceso de O17. La capa de ozono comenzó a formarse a medida que la atmósfera ganaba oxígeno, y desde entonces ha servido de escudo para nuestro planeta contra los dañinos rayos solares, y ha hecho posible la vida sobre la superficie terrestre.

El descubrimiento de las anomalías isotópicas (cuando antes nada de ésto era siquiera sospechado) agrega una nueva herramienta para la investigación entre las variaciones en la química atmosférica y el cambio climático. Los estudios detallados de los núcleos de hielo polar y los depósitos expuestos en los valles secos antárticos pueden mejorar nuestro conocimiento de la historia del agujero de ozono.

Los fondos para este trabajo provienen de las siguientes instituciones: NASA, el Instituto de Astrobiología de la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias, el Laboratorio de Propulsión a Chorro, y el Instituto Carnegie de Washington.

El Instituto Carnegie de Washington (CarnegieInstitution.org) ha sido una fuerza pionera en la investigación científica básica desde 1902. Es una organización privada sin fines de lucro con seis departamentos de investigación a todo lo largo de los EE.UU.. Los científicos de Carnegie son líderes en biología vegetal, biología de desarrollo, astronomía, ciencia de los materiales, ecología global y ciencias terrestres y planetarias.