La ciencia alerta: el CO₂ debilita la atmósfera y cambia el impacto de las tormentas solares
Un nuevo estudio muestra que el aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera de la Tierra altera significativamente la respuesta de la atmósfera superior a las supertormentas geomagnéticas.
Las tormentas geomagnéticas son causadas por violentas explosiones de partículas cargadas provenientes del Sol y pueden afectar significativamente la ionosfera y la termosfera (las capas superiores de la atmósfera terrestre). Esto tiene un impacto directo en los satélites y los sistemas tecnológicos espaciales.
La investigación, publicada en la revista Geophysical Research Letters, se basa en simulaciones de la supertormenta geomagnética de mayo de 2024. Los científicos modelaron cómo se comportará la atmósfera durante tormentas similares hoy y en varios escenarios futuros con niveles crecientes de CO₂.
¿Por qué se está adelgazando la atmósfera superior?
El CO₂ actúa como un enfriador radiativo en las capas superiores de la atmósfera: a diferencia del aire cerca del suelo, donde el CO₂ captura y almacena calor, en el aire enrarecido de la termosfera, provoca una mayor pérdida de calor hacia el espacio.
Esto reduce la llamada “densidad neutra”, la concentración de partículas no ionizadas como el oxígeno y el nitrógeno, que es crucial para la resistencia del aire de los satélites.
Las simulaciones de 2016 a 2084 muestran tendencias claras
Los investigadores utilizaron el Modelo del Sistema Terrestre Comunitario con la extensión WACCM-X, que simula la atmósfera desde el suelo hasta una altitud aproximada de 700 kilómetros.
Realizaron simulaciones para la tormenta geomagnética de mayo de 2024, modelada para el año 2016 (concentración de CO₂ de aproximadamente 403 ppm), así como para los años 2040, 2061 y 2084, con niveles esperados de CO₂ de hasta 918 ppm.
Resultado:
La densidad absoluta de la atmósfera superior durante las tormentas disminuirá significativamente en el futuro: entre un 20 y un 50 por ciento menos que en la actualidad. Esto significa que en el futuro los satélites viajarán en una atmósfera más delgada.
Sin embargo, la densidad relativa aumenta durante una tormenta: mientras que hoy la densidad aumenta aproximadamente el doble, en el futuro podría significar casi el triple de la densidad inicial.
Impacto en los satélites y los viajes espaciales
Como la resistencia del aire sobre los satélites es menor en la termosfera más delgada, su desaceleración por la atmósfera se reduce.
- Esto podría ayudar a los satélites a mantener sus órbitas estables durante más tiempo.
- Al mismo tiempo, el mayor cambio de densidad relativa significa que las fluctuaciones rápidas en la resistencia del aire podrían ser más intensas, lo que plantea un desafío para el control preciso de la trayectoria.
Interacciones complejas entre el CO₂, la ionosfera y la termosfera
El estudio también muestra que no sólo la termosfera, sino también la ionosfera (una capa cargada eléctricamente sobre la Tierra) se ve afectada por el aumento de los niveles de gases de efecto invernadero.
Sin embargo, los efectos son complejos y varían según la altitud, la hora del día y la región geográfica. Por ejemplo, el CO₂ atenúa el aumento absoluto de la actividad ionosférica durante una tormenta, pero potencia la respuesta relativa.
Estos resultados constituyen un paso importante hacia una mejor comprensión de los complejos efectos del cambio climático sobre la atmósfera y el clima espacial.
La combinación de modelos climáticos con previsiones meteorológicas espaciales ayudará a proteger mejor a los satélites y otras tecnologías espaciales contra los efectos de las tormentas solares en el futuro.
Referencia de la noticia
Pedatella et al., "Impacto del aumento de los gases de efecto invernadero en la respuesta de la ionosfera y la termosfera a una supertormenta geomagnética similar a la de mayo de 2024", Geophysical Research Letters, 14 de junio de 2025.