Grupo de Química Atmosférica y Clima
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El grupo de medidas de campo de AC2 desarrolla y emplea diversos instrumentos para realizar medidas de gases traza atmosféricos. En general, nos centramos en la química de especies halogenadas en la capa límite atmosférica de regiones remotas y sus efectos ene el ozono. En esta página se describen brevemente algunos de los dispositivos que empleamos en nuestras investigaciones:

 

DOAS – Espectroscopía Óptica de Absorción Diferencial

El primero en analizar luz solar dispersada y propagada a través de la atmósfera mediante la técnica DOAS fue Noxon [1975], aunque el nombre de la técnica fue sugerido más tarde por Platt et al. [1979]. Debido a diversos procesos que puede experimentar la luz en su propagación a través de la atmósfera (por ejemplo dispersión), la intensidad absoluta de su espectro es difícil de modelar. El problema de la falta de información sobre dichos procesos puede sin embargo ser superado investigando únicamente la absorción espectral de banda estrecha para determinar la concentración de gases traza. Esto es a lo que se refiere el término “diferencial” en DOAS. En general, esta técnica puede aplicarse a una gran variedad de especies químicas, fuentes de luz, plataformas y geometrías de observación. Por ejemplo, la luz del Sol, la Luna o las estrellas puede observarse en ocultación, en particular desde instrumentos transportados en globo. La luz solar dispersada puede observarse desde la superficie terrestre, y desde aeronaves y satélites. Fuentes de luz artificiales pueden también usarse en el campo, mediante la llamada técnica de Long Path DOAS (DOAS de camino óptico largo, véase más abajo), o en medidas de absorción aumentada en cavidad óptica, en las que el camino óptico es multiplicado varias veces mediante el uso de espejos de alta reflectividad. Entre los gases traza que pueden observarse usando las distintas versiones de la técnica DOAS están OH, HO2, HONO, HCHO, (CHO)2, O3, NO2, NO3, ClO, OClO, IO, OIO, I2, y BrO. En la práctica, la concentración de estas especies químicas puede obtenerse usando una variante de la ley de Lambert-Beer. Para ello, una combinación lineal de las secciones eficaces de absorción de todos los gases que absorben en una determinada ventana espectral se ajusta a la densidad óptica observada, después de restar de esta un polinomio que da cuenta de las absorciones de banda ancha.

En AC2 usamos, en colaboración con el grupo del Profesor John M.C. Plane (University of Leeds), dos sistemas DOAS para medidas de campo: un LP-DOAS y un MAX-DOAS. Ambos sistemas, que han sido usados en varias campañas en todo el mundo [Plane and Smith, 1995; Allan et al., 2001; Saiz-Lopez and Plane, 2004; Saiz-Lopez et al., 2007; Mahajan et al., 2010], se describen más detalladamente en las siguientes líneas.

LP-DOAS
LP-DOAS Leeds

El instrumento LP-DOAS es un dispositivo de medida activa que utiliza una lámpara de Xenon de arco de alta presión como fuente de luz. La lámpara se dispone en el punto focal de un telescopio tipo Newton que actúa simultáneamente como transmisor y receptor. El haz de luz colimado se dirige hacia una matriz de reflectores de esquinas de cubo (exactitud < 5 arcosegundos), que se sitúa a varios kilómetros de distancia de la fuente. La luz reflejada se recoge y se enfoca en un haz de fibra óptica de cuarzo que la conduce hacia un espectrómetro tipo Czerny-Turner con una distancia focal de 0.5 m. La red de difracción dispersa la luz sobre el chip de un detector CCD refrigerado. El espectrómetro está termostatizado para evitar los desplazamientos espectrales que pudieran causar los cambios en la temperatura ambiente. La resolución espectral, expresada por la anchura a media altura (full with half maximum, FWHM) de una línea representativa a 546 nm, es 0.3 nm.

MAX-DOAS
MAX-DOAS

La técnica DOAS multieje (multi-axis DOAS, or MAX-DOAS), es un desarrollo del método clásico conocido como espectroscopía zenith-sky de luz solar dispersada [Solomon et al., 1987; Perliski and Solomon, 1993]. Mientras que las medidas de cénit son muy sensibles a los gases absorbentes estratosféricos, dirigir el telescopio hacia el horizonte incrementa significativamente el camino óptico en la baja troposfera, sin afectar apreciablemente el camino óptico estratosférico, como se ilustra en la figura adjunta. La absorción de una determinada molécula a lo largo del camino óptico puede convertirse en lo que se denomina como slant column density (densidad de columna inclinada) por deconvolución espectral de la manera que si indica más arriba. El sistema MAX-DOAS usa un haz de fibra óptica montado en un motor “paso a paso”. Esto nos permite escanear de forma flexible el horizonte bajo distintos ángulos de elevación. Una lente se sitúa en frente de la fibra óptica para limitar el campo de visión a 1º. Como sistema de espectrómetro/detector se usa el mismo que para el dispositivo LP-DOAS. Mediante la combinación de slant column densities medidas bajo distintas elevaciones incluyendo el cénit, la concentración de un gas absorbente en la capa límite puede obtenerse usando un modelo de transferencia radiativa, en el cual se simula el camino óptico a través de la atmósfera teniendo en cuenta dispersión múltiple y el tratamiento correcto de la carga de aerosoles.

Resonance and Off-resonance Fluorescence by Lamp Excitation
ROFLEX

La observación de especies atómicas traza en la atmósfera requiere el uso de técnicas in situ que ofrezcan un excelente límite de detección (nivel de pptv) y que al tiempo permitan un diseño experimental compacto, portátil y robusto. Las técnicas basadas en la observación de fluorescencia resultante de la excitación de átomos mediante radiación resonante emitida por un plasma generado por descarga de microondas o radiofrecuencia ofrece todas estas ventajas, a diferencia, por ejemplo, de las técnicas basadas en fluorescencia inducida por láser. Las "lámparas" de descarga ya se han utilizado con éxito en el pasado para la detección de especies halogenadas activas en la estratosfera [Anderson 1977; Anderson et al., 1978; Anderson et al., 1980; Brune and Anderson, 1986; Brune et al., 1989]. Sin embargo, las posibilidades de esta técnica en la capa límite de la atmósfera [Avallone et al., 2003; Bale et al., 2008] aun no han sido totalmente exploradas, debido a las dificultades técnicas que entrañan la relajación colisional a presión ambiente (~1000 hPa), el enfoque de la radiación de excitación, la reducción de la señal de fondo y el ruido estadístico causados por dispersión de dicha radiación, y la necesidad de calibración de la señal de fluorescencia.

En AC2 hemos iniciado el desarrollo de una nueva línea de máquinas basadas en la detección de átomos halógenos mediante fluorescencia atómica resonante. El primer prototipo [Gómez Martín et al., 2010] se ha construido para la detección de yodo atómico. Nuestro concepto añade la capacidad de medir simultáneamente fluorescencia no resonante de yodo molecular. El núcleo del instrumento es una cámara de expansión (<50 Torr) en la que los átomos y moléculas son excitados por la luz procedente de una lámpara de descarga de radiofrecuencia construida en IAPS Latvia [Gross et al. 2000], y donde la fluorescencia generada se recoge en ángulo recto mediante módulos de conteo de fotones de alta sensibilidad (Perkin Elmer). La automatización del sistema se realiza mediante una interfaz producida por IGI-Systems. La calibración de la señal molecular se realiza mediante una técnica de absorción (ver más abajo), mientras que la calibración de la señal atómica se realiza mediante fotólisis de cantidades conocidas de yodo molecular.

IBBCEAS - Incoherent Broad Band Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy
IBBCEAS

La técnica IBBCEAS ha creado grandes expectativas en los últimos años en la comunidad de medidas atmosféricas de campo debido a su excepcional sensibilidad y la simplicidad de su diseño comparado con el clásico sistema reabsorción de tipo White [Vaughan et al., 2008; Washenfelder et al., 2008]. Sin embargo, su uso en campañas tiene inconvenientes parecidos a otras técnicas basadas en cavidad óptica. [Bitter et al., 2005; Wada et al., 2007].

En AC2 hemos construido un sistema IBBCEAS, consistente en una cavidad óptica de 1.6 m de longitud, una fuente de luz UV-Visible de banda ancha de 100 W, un espectrómetro de red de difracción y una cámara CCD. Este sistema se usa regularmente para la calibración del dispositivo ROFLEX. Pero también estamos haciendo frente a los desafíos técnicos para convertir nuestro sistema IBBCEAS en un instrumento de campo. Con combinación de filtros y espejos usada para calibrar el instrumento ROFLEX podemos añadir a nuestro equipo la capacidad de medir in situ dióxido de yodo [Vaughan, et al., 2008]. Otras combinaciones de espejos y filtros nos van a permitir medir también especies tales como IO y NO3.

 

 

 

Medidas de especies reactivas halogenadas desde satélite

Las especies reactivas halogenadas, tales como el monóxido de bromo (BrO) y el monóxido de yodo (IO), juegan un papel importante en la química troposférica, influyendo en la composición y capacidad oxidativa de la troposfera. De esta manera estas especies producen eventos de destrucción de ozono, variaciones en las proporciones de OH/HO2 y NO/NO2, oxidación de compuestos como el dimetil sulfóxido (DMS), oxidación rápida de mercurio atómico en medios polares (provocando la deposición de mercurio gaseoso en la nieve) y formación de partículas.

Como parte del desarrollo de algorítmos para el instrumento UVAS, el grupo está trabajando en medidas de columnas de BrO y IO usando datos del instrumento GOME-2, que opera a bordo del satélite Met-Op.

El Experimento de Monitorización de Ozono Global (GOME-2) montado en el satélite Met-Op, es un espectrómetro de escaneo que recibe la luz reflejada por la superficie y atmósfera terrestre. Con una resolución espacial de 80×40 km2 en tierra, el espectrómetro separa la luz en sus componentes espectrales para generar mapas de concentraciones de ozono atmosférico, así como de dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre y otros gases traza.

Las columnas inclinadas de BrO se determinan mediante el ajuste directo de radiancias medidas por GOME-2 en la región espectral de 320-360 nm. Mediante un método de inversión de ajuste no lineal de mínimos cuadrados basado en la formulación de Levenberg-Marquardt, se obtienen las columnas inclinadas que hacen mínima de variable "chi" cuadrado entre las radiancias calculadas y las medidas por GOME-2.

En el caso del IO se usa utiliza la técnica DOAS (espectroscopia óptica de absorción diferencial), en la región espectral 416-430 nm.

Las columnas verticales se obtienen al invertir la columna inclinada observada en el campo de visión, mediante el uso de un factor de masa de aire geométrico. Por medio de modelos de transferencia radiativa es posible obtener factores de masa de aire moleculares más precisos, que tienen en cuenta las principales características y parámetros de la atmosfera.

BrO S 20081003

 

BrO N 20080411

Evolución espacial y temporal de BrO troposférico durante la primavera en los polos norte y sur.

 

Este proyecto se está realizando con la colaboración de Kelly Chance y Thomas Kurosu del Centro de Astrofísica de la Universidad de Harvard y Laboratorio JPL de la NASA respectivamente.

Para interpretar las medidas de sustancias atmosféricas, a menudo es útil modelar la química que estas pueden experimentar, y comparar los resultados de las simulaciones con las medidas de campo. Nuestro grupo está involucrado en el modelado de la química de la capa límite, la troposfera y la estratosfera, tanto local como globalmente. Disponemos de varias herramientas computacionales desarrolladas en colaboración con otros grupos internacionales, que se describen brevemente a continuación:

 

Modelado en caja
BoxModelling

Usamos dos modelos en caja diferentes para estudiar química de halógenos y de compuestos orgánicos. El primero fue desarrollado originalmente por Plane and Nien (1991) para estudiar la química del NO3 y fue ampliado para el estudio de las interacciones entre los ciclos del nitrógeno y el azufre en la capa límite marina (Yvon and Saltzman, 1993; Yvon et al., 1996). El modelo fue modificado más tarde para el estudio de la química de halógenos en Mace Head, Irlanda (McFiggans et al., 2000; Saiz-Lopez et al., 2006b). Dicho modelo contiene la fotoquímica del yodo, el bromo, HOx y NOx, así como reacciones heterogéneas básicas.

El segundo modelo fue desarrollado recientemente para un estudio detallado de la química orgánica de la baja atmósfera y fue aplicado por primera vez en la interpretación de observaciones de formaldehído en Cabo Verde (Mahajan et al., 2011) (ver figura adjunta). El modelo está acoplado al Master Chemical Mechanism (MCM) y además de procesos orgánicos contiene una descripción completa de la fotoquímica de halógenos, HOx, NOx y un tratamiento básico de química heterogénea.

 

Modelado en 1 dimensión
1D-modelling

Nuestro grupo hace uso de un modelo en una dimensión (1-D) denominado THAMO (Tropospheric HAlogen chemistry MOdel). Se trata de un modelo químico y de transporte basado en el método de integración multipaso implícito-explícito (Jacobson, 2005), acoplado a una rutina de difusión vertical descrita por Shimazaki (1985).

El modelo consta de las siguientes partes: i) un modulo químico que incluye fotoquímica, y reacciones en fase gaseosa y heterogéneas; ii) un módulo de transporte que incluye difusión vertical por remolinos; iii) un esquema radiativo que calcula la irradiancia solar en función del ángulo solar cenital; y iv) un código dinámico de generación y crecimiento de partículas, que puede ser empleado por ejemplo para simulación de formación de aerosol ultrafino inducida por yodo (Mahajan et al., 2011b).

Este modelo ha sido diseñado y utilizado en colaboración con el grupo del Profesor John Plane de la Universidad de Leeds.

 

Modelado global en 3 dimensiones

 

3d modelling

Nuestro grupo utiliza el modelo climático global CAM-Chem (Lamarque et al., 2011), del National Center for Atmospheric Research (NCAR). CAM-Chem es una extensión del Community Atmosphere Model (CAM) (Collins et al., 2006; Gent et al., 2010) que incluye química interactiva, es decir, que resuelve los procesos químicos, radiativos y de transporte en la atmósfera de manera acoplada. El modelo contiene descripciones detalladas de la fotoquímica en la troposfera y la estratosfera, así como parametrizaciones de diversas especies de aerosoles. Actualmente utilizamos CAM-Chem con una resolución horizontal de 1.9° (latitud) x 2.5° (longitud), y 26 niveles verticales desde la superficie hasta aproximadamente 40 km de altura.

En colaboración con la División de Química Atmosférica en NCAR hemos implementado un esquema de química troposférica de halógenos en CAM-Chem que incluye emisiones oceánicas de compuestos halocarbonados (Ordóñez et al., 2012). Para ello se ha ampliado el mecanismo químico existente para incluir el procesado de estas especies en la atmósfera mediante reacciones fotoquímicas y el reciclado de halógenos en aerosol marino. La inclusión de estos procesos en el modelo da lugar a una destrucción de alrededor del 10% de la columna troposférica de ozono en las zonas tropicales, particularmente en la troposfera libre (ver figura). Las implicaciones de esta destrucción de ozono troposférico para el balance radiativo de la atmósfera han sido cuantificadas por Saiz-Lopez et al. (2012).

 

 

 

 

Dr. Alfonso Saiz-Lopez
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Grupo de Química Atmosférica y Clima (AC2)
Instituto de Química Física Rocasolano, CSIC
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El interés en el impacto de las especies químicas halogenadas reactivas en la Troposfera se ha incrementado en las dos últimas décadas, a partir de la observación de los radicales óxido de bromo y yodo (BrO e IO) en diversas localizaciones alrededor del mundo (véase Saiz-Lopez et al. 2011). Los halógenos modifican la capacidad oxidativa de la atmósfera de varias formas: destruyendo ozono, modificando la química de radicales de los óxidos de hidrógeno (OH y HO2) y de nitrógeno (NO y NO2) y, en el caso de los radicales clorados y bromados, oxidando directamente especies como el sulfuro de dimetilo (DMS). Por otra parte, los óxidos de yodo complejos condensan espontáneamente para formar partículas ultrafinas, y por ello se cree que pueden están implicados en la formación de núcleos de condensación de nubes (CCN) [O'Dowd et al., 2002; Saunders and Plane, 2005].

AC2 está involucrado en numerosos estudios de campo diseñados para mejorar nuestro entendimiento de la composición química de la Atmósfera. La mayoría de nuestras actividades de campo se centran en las medidas de especies halogenadas como los óxidos de bromo (BrO) y yodo (IO), ozono (O3), óxidos de nitrógeno (NOx), formaldehído (HCHO) y glioxal ((CHO)2). Esta página describe brevemente algunos de los proyectos en los que hemos trabajado recientemente:

 

GREENDOAS
greendoas

La detección y la medida de las concentraciones de compuestos halogenados (IO, BrO) son muy importantes en la química atmosférica debido a que estos gases modifican la capacidad oxidativa de la atmósfera. Las bajas temperaturas de las regiones polares contribuyen a aumentar las concentraciones de estos gases traza. Este aumento causa una disminución del ozono estratosférico debido a la reacción entre el ozono y estos óxidos de halógenos. Estudios recientes concluyen que es de vital importancia aumentar el conocimiento del comportamiento de estos gases en ambientes polares.

En este contexto se firmó un acuerdo –GREENDOAS– entre el Grupo de Química Atmosférica y Clima AC2 del CSIC, y el Department of Environmental Science de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), para dotar el equipamiento permanente de la Villum Research Station (Latitud: 81º 36’ Norte) con un instrumento tipo MAX-DOAS (Multi AXis - Differential Optical Absorption Spectroscopy). La Villum Research Station es propiedad del Gobierno de Groenlandia (bajo Corona Danesa) y es operada por la Aarhus University en colaboración con el Ejercito Danés (the Arctic Command). La estación se inauguró en 2014 gracias a los medios proporcionados por el fondo privado danés Villum Foundation.

 
Green DOAS team

Consecuencia del citado acuerdo, se ha desarrollado un instrumento MAX-DOAS, totalmente diseñado y construido en el Grupo de Química Atmosférica y Clima (AC2) del CSIC, específico para el ambiente ártico. La construcción del instrumento finalizó en 2016 y tras un periodo de calibrados y pruebas en Madrid, fue enviado a Station Nord en noviembre de 2016.

La segunda quincena del mes de abril de 2017, dos miembros del grupo AC2 se han desplazo hasta la estación para proceder a la instalación, puesta a punto y primeras pruebas del instrumento en el Ártico. Del análisis de los primeros datos suministrados por el instrumento, se deduce que se han detectado los gases traza BrO y IO y se han medido sus concentraciones. A partir de mayo de 2017 el instrumento es parte del equipamiento de la Villum Research Station y suministrará datos sobre estos, y otros, gases de forma ininterrumpida durante los meses de luz. Es, por tanto, el primer instrumento de estas características instalado de forma permanente para contribuir al conocimiento de la química atmosférica de las regiones polares, y en particular del Ártico.  

Campaña en los pirineos
Pic du Midi de Bigorre Observatory

Durante Septiembre de 2013 AC2 participará en una campaña de medida en el Observatorio Pic du Midi en los Pirineos franceses, en colaboración con el laboratorio Géosciences Environnement Toulouse (GET) francés.

Los objetivos de esta campaña con la detección de compuestos halogenados (IO, BrO y I2), compuestos orgánicos volátiles (HCHO y CHOCHO), NOx (NO2 y NO3) y ozono para obtener su concentración en la troposfera libre, estudiar su distribución vertical, determinar sus fuentes, sumideros y caminos de reacción, y valorar su impacto en la capacidad oxidativa de la atmósfera.

Para realizar estas medidas se utilizarán los instrumentos LP-DOAS y MAX-DOAS en el observatorio Pic du Midi a 2877m the altitud.

AMISOC
 MG 4397 small

AMISOC (Atmospheric Minor Species relevant to the Ozone Chemistry at both sides of the jet) es una campaña organizada por el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) http://www.amisoc.es/

AC2 participa en esta campaña durante julio y agosto de 2013 midiendo BrO, IO, NO2, HCHO y CHOCHO en el pico del Teide de las Islas Canarias, utilizando los instrumentos LP-DOAS y MAX-DOAS. AC2 también está involucrado en el modelado de los resultdos de gases traza y particulas para su interpretación.

Climate and HAlogen Reactivity tropicaL EXperiment (CHARLEX)
CHARLEX

El papel que juegan los radicales halogenados en la capa límite atmosférica remota sigue sin estar completamente claro, existiendo escasos estudios de campo previos [Allan et al., 2000; Read et al., 2008]. En particular, no se han realizado hasta la fecha observaciones in situ en el Océano Pacífico tropical y ecuatorial, existiendo tan solo medidas desde satélite que indican elevados niveles de IO [Schönhardt et al., 2007]. Por otro lado, en el Hemisferio Sur ecuatorial se ha observando que la concentración de ozono a menudo cae por debajo de las 5 partes por billón en volumen (ppbv) [e.g. Johnson et al., 1990], particularmente al final del invierno austral, hecho que no puede ser explicado invocando únicamente pérdidas por deposición superficial, fotólisis o vapor de agua.

El estudio de campo CHARLEX en las Islas Galápagos (Ecuador) tiene los siguientes objetivos: (a) validar las observaciones satelitales de IO sobre el Pacífico, (b) caracterizar el papel de las especies halogenadas en la capa límite atmosférica remota del Pacífico, (c) tratar de explicar los bajos niveles de ozono superficial observados en el pasado y (d) determinar si los niveles de IO observados pueden desencadenar la nucleación de partículas y si llegar a formar CCN.

AC2 ha liderado una campaña de un año de duración en la Isla Isabela, con medidas continuas de IO, BrO, OIO, I2, NO2, O3, partículas ultrafinas y datos meteorológicos. Estas medidas se han realizado en colaboración con la universidad de Leeds y el Instituto de Técnica Aeroespacial (INTA). Así mismo, la Universidad de East Anglia la colaborado con medidas in situ de halocarbonos precursores y la Universidad de Manitoba (Canadá) ha realizado un estudio sobre mercurio gaseoso y particulado.

Malaspina 2010-11
Malaspina 2010

Liderada por el MICINN y el CSIC, esta expedición de circunnavegación ha permitido estudiar de forma global la oceanografía física, la biogeoquímica y la biodiversidad microbiológica del océano y el intercambio de gases y contaminantes entre el océano y la atmósfera (http://www.expedicionmalaspina.es). Desde un enfoque interdisciplinar, Malaspina tiene como principal objetivo evaluar el impacto del cambio global en el océano.

AC2 ha participado en esta expedición aportando un dispositivo MAX-DOAS y un monitor de ozono, con los que se ha recogido una extensa base de datos de alta resolución que nos permitirá inferir la distribución espacio-temporal de gases traza atmosféricos como IO, BrO, HCHO y (CHO)2 a lo largo de las distintas etapas. Con ello podremos mejorar nuestro conocimiento sobre la interacción océano-atmósfera, así como su relación con el clima.

HaloCarbon Air Sea Transect-Pacific (HaloCAST-P)

 

HaloCAST-P

El crucero científico HaloCAST-P (HaloCarbon Air Sea Transect - Pacific) es parte de un esfuerzo internacional para estudiar la variabilidad espacial y temporal del bromoformo (CH3Br) y otros halocarbonos en la superficie oceánica en respuesta a la aplicación del Protocolo de Montreal y sus enmiendas [UNEP, 1995]. Este estudio está relacionado con los objetivos del proyecto SOLAS (Surface Ocean Lower Atmosphere Studies). Los objetivos a largo plazo de este trabajo son entender el origen y el ciclo del CH3Br y otros halocarbonos en los océanos, y desarrollar la capacidad de predecir la forma en que los flujos de gases entre el mar y el aire responderán a los cambios venideros de la química atmosférica y oceánica y el clima. Este proyecto está financiado por la National Science Foundation (ARRA 0927874) de los Estados Unidos y liderado por el departamento de Oceanografía de la Universidad de Texas A&M (http://ocean.tamu.edu/research/research-cruises/687-chile)

AC2 instaló un instrumento MAX-DOAS a bordo del Buque Oceanográfico Thomas Thompson como estudio complementario de la campaña HaloCAST-P en Abril de 2010, con el objetivo de reconstruir la distribución geográfica de IO, BrO, HCHO y (CHO)2 a lo largo del trayecto entre Punta Arenas (Chile) y Seatle (USA). El proyecto ha servido para incrementar nuestro conocimiento sobre la distribución latitudinal de estas especies y de sus posibles fuentes en la atmósfera oceánica.

Laminariae Emissions in Galicia: Observation by fLuorescence and Absorption Spectroscopy (LEGOLAS)

 

Legolas

Las Laminariales, conocidas popularmente como kelp en Inglés, son un género que abarca aproximadamente 30 especies de algas pardas que aparecen generalmente en aguas frías y templadas del Atlántico. En Galicia se encuentran varias especies de kelp: Chorda filum (L.), Laminaria hyperborea (Gunner.) Foslie, Laminaria ochroleuca Pylaie, Laminaria saccharina (L.) Lamour y Saccorhiza polyschides (Light.) Batters. . Los bosques de Laminarias juegan un papel clave en las zonas de entremareas y submarinas como hábitat y lugar de apareamiento, cría y alimentación de una gran variedad de especies de fauna y flora. Así mismo, contribuyen a la estabilización de sedimentos y protección de la línea de costa, a la producción primaria en la forma de carbono orgánico disuelto y al ciclo de nutrientes, siendo una fuente primordial de material detrítico para la cadena trófica en los estuarios. En los últimos años varios estudios han alertado de una reducción de los bosques de Laminarias en varias zonas el planeta, incluyendo Galicia.

Junto a su papel en la ecología costera submarina, las Laminarias tienen un impacto en la composición química de la capa límite atmosférica debido a sus emisiones de compuestos órgano-yodados (CH3I, C2H5I, CH2I2, CH2IBr, etc.) y yodo molecular (I2). Las Laminarias acumulan eficientemente el yodo contenido en el agua marina, hasta el punto de alcanzar más de un 1% de su peso en seco . El yodo se almacena en los tejidos periféricos en la forma de anión yoduro (I-) y se dosifica en el interior para neutralizar especies reactivas oxigenadas como el ozono (O3) o el peróxido de hidrógeno (H2O2). Se cree que I2 es un subproducto de la química que tiene lugar fuera de la membrana celular cuando la planta actúa para contrarrestar los efectos del estrés oxidativo. Una vez liberados en la atmósfera, los gases portadores de yodo producidos en los mecanismos de defensa de las laminarias son fotolizados por la radiación solar con tiempos de vida en la atmósfera que van desde los 10 segundos (I2) hasta varios días (CH3I), generándose átomos de yodo. La oxidación de estos por el ozono atmosférico da lugar a dos fenómenos competitivos: ciclos químicos de destrucción catalítica de ozono, en los cuales se altera la capacidad oxidativa de la atmósfera, y procesos de nucleación de aerosoles ultrafinos. Estos procesos constituyen la puerta de entrada del yodo desde el mar hasta la cadena trófica continental.

El estudio LEGOLAS [Mahajan et al., 2011] fue una campaña de dos semanas de duración en Abril-mayo de 2010 en la costa gallega (O Grove, Ria de Arousa), en la que por primera vez en la Península Ibérica se detectaron y cuantificaron emisiones de compuestos yodados y formación de partículas asociadas a la exposición de algas laminarias en bajamar.

 

 

 

 

 

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