Las erupciones volcánicas ricas en cenizas alteran las nubes heladas y regulan la radiación en la Tierra
Las cenizas de las erupciones volcánicas pueden cambiar el contenido de hielo en las nubes, influyendo en cómo la Tierra maneja la radiación.
Aunque las erupciones volcánicas son más conocidas por sus efectos devastadores en la Tierra, también influyen en la atmósfera de formas sorprendentes. Las partículas catapultadas al cielo por las erupciones pueden cambiar la composición de las nubes, enfriando la superficie debajo. La ceniza volcánica, según sugiere una nueva investigación, juega un papel inesperado en la formación de nubes al manipular los cristales de hielo.
Un nuevo estudio revela que la ceniza volcánica permite la formación de hielo en las nubes, un proceso que hasta ahora no se había estudiado en profundidad. Los efectos ambientales (cómo la ceniza volcánica contribuye a la radiación en la Tierra) aún son objeto de debate, pero una mejor comprensión de la formación de nubes podría aportar información a los esfuerzos de geoingeniería destinados a frenar el calentamiento global.
Cómo las nubes y los volcanes afectan la radiación
Las nubes tienen una relación compleja con la radiación. Esto es visible por su influencia en el balance de radiación de la Tierra, el equilibrio entre la radiación de onda corta que llega del Sol y la radiación de onda larga que sale de la Tierra. Dependiendo del espesor y la elevación de una nube, puede tener un efecto absorbente o reflectante.
Las nubes más bajas y espesas reflejan más radiación del Sol y enfrían la superficie de la Tierra. Las nubes más altas y delgadas reflejan menos radiación solar entrante e incluso tienden a absorber la radiación infrarroja que emite constantemente la propia Tierra. Las nubes cirros (nubes delgadas y heladas que se encuentran en la tropopausa) generalmente tienen un efecto neto de calentamiento sobre la Tierra.
Los volcanes también afectan el balance de radiación de la Tierra a través de las partículas que expulsan. Los científicos se han centrado principalmente en los aerosoles de sulfato, que se forman después de que una erupción libera dióxido de azufre a la atmósfera. Aunque los aerosoles de sulfato pueden agotar la capa de ozono y producir lluvia ácida, también ayudan a enfriar la Tierra al reflejar la radiación solar.
El impacto de la ceniza volcánica
Las cenizas volcánicas no han recibido tanta atención como los aerosoles de sulfato, pero este nuevo estudio demuestra que también deberían considerarse en las discusiones sobre el clima. En el estudio, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) recopilaron información sobre los cristales de hielo en las nubes examinando datos de radar y lidar de las misiones Cloudsat y CALIPSO de la NASA. El equipo descubrió que las erupciones volcánicas ricas en cenizas hacían que las nubes albergaran menos cristales de hielo, pero más grandes.
Lin Lin, científico del LLNL.
Los investigadores anticiparon que los aerosoles volcánicos provocarían un aumento en la cantidad de cristales de hielo en las nubes. Pero sorprendentemente, los datos mostraron lo contrario.
La influencia de las nubes cirros
El equipo pensó inicialmente que una erupción desencadenaría una nucleación homogénea, en la que el hielo se forma espontáneamente sin necesidad de una superficie. En cambio, descubrieron que las erupciones cargadas de ceniza desencadenan la reacción opuesta, llamada nucleación heterogénea, en la que el hielo necesita una “impureza”, como ceniza volcánica, para formarse. Después de una erupción, las gotas de agua se adhieren a las partículas de ceniza antes de que puedan enfriarse lo suficiente como para congelarse.
Al producir menos cristales de hielo y de mayor tamaño, las nubes que experimentan nucleación heterogénea terminan reflejando menos radiación solar, pero también permiten que más radiación de la Tierra escape al espacio. El equipo también determinó que las erupciones ricas en cenizas provocaron una mayor frecuencia de nubes cirros.
Los investigadores dicen que es necesario implementar la ceniza volcánica en más modelos climáticos para comprender exactamente cómo todos estos factores influyen en la temperatura de la superficie de la Tierra. Estudios adicionales sobre cenizas volcánicas también podrían orientar los planes para reducir las nubes cirros, una idea propuesta para mitigar el calentamiento global. Este proceso implicaría rociar aerosoles en la atmósfera para diluir o eliminar las nubes cirros, permitiendo que más radiación de onda larga escape de la Tierra.
Referencia de la noticia:
Lin Lin, Xiaohong Liu, Xi Zhao, Yunpeng Shan, Ziming Ke, Kai Lyu and Kenneth P. Bowman. Ice nucleation by volcanic ash greatly alters cirrus cloud properties. Science Advances (2025).