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La acción climática coordinada con estrategias de reducción de las emisiones de mercurio puede ayudar a mitigar los riesgos de exposición al metilmercurio (MeHg) al menos en la región asiática, aunque probablemente también en otras regiones del mundo (fotografía de https://unsplash.com/)

Los factores ambientales que cambian con el calentamiento climático, influyen en la acumulación del contaminante neurotóxico MeHg en las redes alimentarias humanas. En este trabajo, exploramos la evolución del riesgo de exposición al MeHg en Asia, mediante el análisis de la relación entre el clima, el mercurio, los alimentos y salud mediante observaciones y métodos de machine learning. Si bien el proceso ambiental exacto es aún incierto, los datos sugieren que los cambios relacionados con el calentamiento climático en los procesos bioquímicos redox de mercurio fotoinducidos y termoinducidos, contribuyen al aumento de las concentraciones de MeHg en peces silvestres de agua dulce en China. El artículo explora las consecuencias para la seguridad alimentaria y la salud en Asia.

Los resultados sugieren que la acción climática coordinada con estrategias de reducción de emisiones de mercurio, podría contribuir a mitigar de una manera más eficiente los riesgos de exposición al MeHg, al menos en la región asiática, pero probablemente también en otras regiones del mundo.

Mengjie Wu, Xinda Wu, Alfonso Saiz-Lopez, Paul J. Blanchfield, Hongqiang Ren, and Huan Zhong. Climate change amplifies neurotoxic methylmercury threat to Asian fish consumers. PNAS.  https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2421921122

El estudio indica que una parte importante del mercurio que entra en los ecosistemas terrestres es activado químicamente y transportado globalmente en la estratosfera.

Hasta ahora se ha considerado que tanto la reactividad química como el transporte global del mercurio ocurrían en la capa inferior de nuestra atmósfera en contacto con la superficie, la troposfera. Sin embargo, este trabajo evidencia que no es así, revelando que cerca de la tercera parte del mercurio que entra en el ecosistema terrestre ha reaccionado en la estratosfera (12 a 40 km de altura), debido a las características únicas del entorno fotoquímico estratosférico que aceleran los procesos de oxidación de mercurio, dando lugar a la formación de un anillo de mercurio oxidado que rodearía el planeta.

Además, el estudio muestra por primera vez que la circulación del aire en esta capa de la atmósfera funciona como una cinta transportadora global, en la que grandes cantidades de mercurio gaseoso son trasladadas desde las zonas intensamente contaminadas hasta los lugares más aislados y remotos, como las regiones polares.  También predice que el cambio climático aumentará el transporte estratosférico del mercurio.

Alfonso Saiz-Lopez, Carlos A. Cuevas, A. Ulises Acuña, Juan A. Añel, Anoop S. Mahajan, Laura de la Torre, Wuhu Feng, Juan Z. Dávalos, Daniel Roca-Sanjuán, Douglas E. Kinnison, Javier Carmona-García, Rafael P. Fernandez, Qinyi Li, Jeroen E. Sonke, Aryeh Feinberg, Juan Carlos Gómez Martín, Julián Villamayor, Peng Zhang, Yanxu Zhang, Christopher S. Blaszczak-Boxe, Oleg Travnikov, Feiyue Wang, Johannes Bieser, Joseph S. Francisco and John M. C. Plane. Role of the stratosphere in the global mercury cycle. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.ads1459

https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.ads1459

La química atmosférica resultante del aumento de las emisiones de ácido nitroso del suelo ha agravado la contaminación global por ozono en las últimas décadas.

La producción de ácido nitroso microbiano (HONO) en el suelo es una importante fuente de nitrógeno reactivo atmosférico que afecta a la calidad del aire y al clima. En este trabajo, proponemos que el cambio climático (a través de la variación de la temperatura y el contenido de agua del suelo) y el aumento del uso de fertilizantes han incrementado las emisiones de HONO del suelo desde la década de 1980. Las simulaciones de modelos climáticos sugieren que la química atmosférica resultante del aumento de las emisiones de HONO del suelo, ha contribuido a agravar la contaminación por ozono troposférico a escala global, aunque con marcadas diferencias regionales.

A partir de estos resultados, sugerimos la necesidad de un uso más eficiente de fertilizantes en la agricultura, y recomendamos considerar las emisiones de HONO del suelo en las estrategias para mitigar la contaminación global por ozono.

Yanan Wang, Qinyi Li, Yurun Wang, Chuanhua Ren, Alfonso Saiz-Lopez, Likun Xue and Tao Wang. Increasing soil nitrous acid emissions driven by climate and fertilization change aggravate global ozone pollution. Nature Communications.  https://www.nature.com/articles/s41467-025-57161-6

El estudio cuantifica por primera vez la emisión global de metanotiol, un gas de azufre producido por la vida marina, y su contribución a formar partículas y nubes en el aire con efectos enfriantes para el clima.

Hace casi 40 años que se arrojó una de las hipótesis más rompedoras sobre el papel del océano en la regulación del clima de la Tierra. La hipótesis proponía que el plancton microscópico que vive en la superficie de los mares produce azufre en forma de gas que, una vez en la atmósfera, se oxida y forma pequeñas partículas llamadas aerosoles. Los aerosoles reflejan una parte de la radiación solar de vuelta hacia el espacio y, por tanto, disminuyen el calor que retiene la Tierra, con un efecto opuesto al de los conocidos gases de efecto invernadero. El efecto enfriante de los aerosoles se magnifica porque estas partículas son esenciales para la condensación de gotas de agua y la formación de nubes ópticamente densas. Las nubes son el elemento climático con mayor capacidad enfriante.

El nuevo descubrimiento amplía el impacto climático del azufre marino, porque le suma un compuesto que había pasado desapercibido. Los impactos son mucho más visibles en el hemisferio sur, donde hay menos continentes y menos actividad humana, y la presencia de azufre proveniente de la quema de combustibles fósiles es menor.

Considerar el metanotiol en el modelo climático supone aumentar entre un 30% y un 70% la formación de aerosoles de azufre sobre el Océano Antártico, lo que disminuye la radiación solar incidente en verano en una cantidad entre 0.3 y 1.5 W/m2. Los modelos climáticos actuales sobreestiman enormemente la radiación solar que sabemos que llega realmente al Océano Antártico, sobre todo porque no son capaces de simular correctamente las nubes. Incorporar esta nueva emisión de azufre permitirá acercar algo más modelo y realidad.

Wohl, C., J. Villamayor, M. Galí, A.S. Mahajan, R.P. Fernández, C.A. Cuevas, A. Bossolasco, Q. Li, A.J. Kettle, T. Williams, R. Sarda-Estève, V. Gros, R. Simó and A. Saiz-Lopez. Marine emissions of methanethiol increase aerosol cooling in the Southern Ocean. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adq2465 

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq2465

Utilizando química cuántica multiconfiguracional, se propone un mecanismo de fotoreducción de mercurio que explicaría las medidas de reemisión de mercurio desde el hielo a la atmósfera, incomprendidas durante décadas.

Un equipo internacional de investigación coliderado por el IQF-CSIC y la Universidad de Valencia ha descubierto el mecanismo mediante el cual el mercurio depositado en el hielo polar, con la llegada de la primavera al Ártico, regresa a la atmósfera casi en su totalidad. El hallazgo, conseguido mediante técnicas de química computacional y publicado en la revista ‘PNAS’, aporta un nuevo dato para la comprensión del ciclo biogeoquímico del mercurio, un contaminante global y un elemento tóxico para el sistema nervioso de los seres vivos.

El equipo colaborativo lleva años intentando entender el ciclo del mercurio en la atmósfera, añadiendo a las representaciones atmosféricas y climáticas información sobre la ‘química del estado excitado inducida por la luz solar’, un aspecto de la cuántica raramente contemplado en los modelos actuales. Este trabajo avanza en la necesidad de desarrollar modelos biogeoquímicos mecanicistas para predecir cómo evolucionará la contaminación por mercurio en el Ártico en futuros escenarios de cambio global.

Javier Carmona-García, Alfonso Saiz-Lopez, Anoop S. Mahajan, Feiyue Wang, A. Borrego-Sánchez, A. Ulises Acuña, Carlos A. Cuevas, Juan Z. Dávalos, Aryeh Feinberg, Andrea Spolaor, Manuel F. Ruiz-López, Joseph S. Francisco, and Daniel Roca-Sanjuán. Photoreduction of mercuric bromides in polar ice. PNAS. https://doi.org/10.1073/pnas.2422885122

Durante los episodios de intrusión de frentes polares, las masas de aire provenientes del Ártico no solo reducen la temperatura sino también la concentración de ozono en las latitudes medias.

Encontramos que la inclusión de los halógenos (cloro, bromo, yodo) polares en nuestro modelo de clima es necesaria para reproducir los niveles de ozono y su estacionalidad en el Ártico, particularmente en primavera. Cuando las masas de aire frío del Ártico descienden a las latitudes medias, lo hacen enriquecidas en halógenos y bajas en ozono, y, además, las reacciones catalíticas de destrucción de ozono por halógenos siguen funcionando dentro de la masa de aire frío durante el transporte hacia el sur. Este fenómeno causa reducciones considerables del ozono de fondo sobre amplías regiones de Canadá, Estados Unidos y Europa.

Los resultados se publican en la revista PNAS:

Rafael P. Fernandez, Lucas Berná, Orlando Tomazzeli, Anoop Sharad Mahajan, Qinyi Li, Douglas E. Kinnison, Siyuan Wang, Jean-Francois Lamarque, Simone Tilmes, Henrik Skov, Carlos A. Cuevas and Alfonso Saiz-Lopez. Arctic halogens reduce ozone in the northern mid-latitudes. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2401975121