¿El rayo limpia nuestra atmósfera?

Los rayos dividen las moléculas de agua presentes en las nubes para generar radicales libres. Estos radicales libres reaccionan con el metano (un gas de efecto invernadero) y lo descomponen, limpiando así la atmósfera.

Los relámpagos son una vista increíble de presenciar, ya que fuertes sacudidas de luz crepitante iluminan el cielo nocturno. Las nubes de tormenta se estrellan entre sí, lo que resulta en rayos que tienen una potencia de aproximadamente mil millones de voltios. ¡Esa energía es suficiente para abastecer a unas 60 casas durante un día entero!

Sin embargo, además de proporcionar unos segundos de luz, los rayos también nos hacen un gran favor al limpiar el aire. Así es, ¡los rayos son buenos para el medio ambiente!

Entonces, ¿cómo lo hace? Antes de responder a eso, primero debemos entender un poco más sobre los rayos en sí.

¿Qué es un rayo?

Cuando frotamos nuestros pies contra la alfombra y luego tocamos a alguien, ¿qué causa eso?

¡Electricidad estática!

El rayo es la electricidad estática a gran escala que se produce cuando las nubes de tormenta chocan o se frotan entre sí.

Tormenta eléctrica

El rayo es una descarga eléctrica natural que se produce entre las nubes o entre una nube y el suelo. (Créditos de las fotografías: Minerva Studio / Shutterstock)

Las nubes blancas normales de apariencia esponjosa no causan rayos, pero las nubes de tormenta están llenas de aire muy agitado. El agua presente en la mitad inferior de tales nubes es atrapada por este aire agitado y transportada hacia arriba, donde la atmósfera es más fría, lo que hace que el agua se congele. Mientras tanto, el aire también empuja el hielo desde la mitad superior de la nube hacia la parte inferior.

Cuando este hielo y agua se encuentran a medida que suben y bajan por la nube, los electrones se eliminan, creando un desequilibrio eléctrico. El rayo es la forma que tiene la naturaleza de “gestionar” este desequilibrio eléctrico.

La nube de tormenta con carga negativa se cierne sobre el suelo con carga positiva. Una vez que estas dos cargas intentan conectarse entre sí, obtenemos un rayo.

Entonces, ¿por qué los rayos ayudan a limpiar nuestra atmósfera?

Los rayos producen radicales libres

¡Los rayos son 5 veces más calientes que la superficie del sol! Este calor y energía increíblemente intensos tienden a descomponer las moléculas de aire que rodean inmediatamente al rayo. Esto incluye nitrógeno y oxígeno, los dos gases que se encuentran en la concentración más alta en nuestra atmósfera.

relámpago

Los rayos rompen las moléculas de agua en las nubes para producir radicales hidroxilo. (Créditos: Efire / Shutterstock)

A medida que se acumulan cargas estáticas entre las nubes y los rayos atraviesan el aire, se forman óxidos de nitrógeno (-NO) y radicales hidroxilo (-OH) y radicales hidroperoxilo (-OH2).

Los radicales hidroxilo son solo moléculas de hidrógeno y oxígeno a las que les falta un electrón.

Revisemos la química básica para entender por qué esto es importante. Los electrones orbitan alrededor de los átomos, las partículas más pequeñas de los elementos, en pares. Por lo tanto, si un electrón abandona a su compañero, nos quedamos con un electrón desapareado o “libre”.

Estructura de radicales libres.

Estructura de radicales libres. (Crédito de la foto: Amalakanti Satya Sarada / Shutterstock)

Se dice que las moléculas con estos electrones libres están cargadas. El electrón desapareado busca con entusiasmo un nuevo socio, por lo que busca nuevas moléculas a las que pueda unirse. Y recuerde, muchos radicales hidroxilo cargados se forman cuando los rayos rompen las moléculas de agua presentes en las nubes esponjosas.

La mayoría de los relámpagos no tocan realmente el suelo, sino que zigzaguean por el aire y rompen el agua de las nubes. Debido a esto, se producen grandes cantidades de estos radicales, especialmente durante las fuertes tormentas.

La clave de cómo los rayos actúan como purificador del aire atmosférico radica en estos radicales generados.

Los radicales hidroxilo descomponen los gases de efecto invernadero

Como se mencionó anteriormente, los radicales hidroxilo promiscuos siempre están buscando nuevos socios. ¿Y cuáles son las moléculas más cercanas a estas en la atmósfera? ¡Gases de invernadero! El más común de estos gases es el metano (CH4).

La reacción es;

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Este proceso se llama oxidación. Lo crea o no, se estima que los rayos contribuyen entre el 2 y el 16% de la oxidación de OH en todo el mundo.

Con más de tres millones de rayos que ocurren en todo el mundo por día, se forman muchos radicales hidroxilo en todo el mundo todo el tiempo.

Además, además de los rayos que vemos, también hay pequeñas descargas eléctricas invisibles que provienen de las nubes. Estas descargas no pueden ser vistas ni detectadas por cámaras, pero requieren un equipo especial de alta gama para ser vistas. También contribuyen a producir radicales hidroxilo.

Sin embargo, la producción de gases de efecto invernadero de la humanidad no parece detenerse. Existe un temor real de que pronto, los niveles de metano sean tan altos que no queden suficientes radicales para reaccionar con ellos. Afortunadamente, la madre naturaleza es inteligente y ya tiene una forma de hacer circular los radicales hidroxilo.

Después de que el metano reacciona con los radicales hidroxilo, los productos de reacción pueden reaccionar más con el óxido de nitrógeno en el aire para formar radicales hidroxilo nuevamente.

Conclusión

La característica purificadora de aire de los rayos fue una observación innovadora realizada por científicos. La NASA se refiere a los rayos como un “detergente atmosférico”. Ya sabemos que los rayos ayudan a fijar nitrógeno al suelo desde el aire, haciéndolo disponible para que lo usen las plantas.

Además de eso, ¡los rayos también ayudan a limpiar el aire! ¿Quién hubiera pensado que las oleadas de electricidad increíblemente poderosas podrían hacer tanto por nosotros? Una observación interesante es que, a medida que continúa el calentamiento global y nuestro planeta se calienta, vemos más y más tormentas en todo el mundo.

Ahora, para aclarar estos resultados, se necesita realizar mucha más investigación. Muchos aviones tendrán que volar alrededor del mundo cerca de tormentas y recopilar muchos más datos sobre las tasas de generación de radicales hidroxilo y los niveles de metano antes de que podamos comenzar a pensar en los rayos como la estrategia de mitigación de la naturaleza para el cambio climático.