Bajo la dirección de Elsie M. Sunderland, profesora Fred Kavli de Química Ambiental y Profesora de Ciencias Planetarias y de la Tierra, se ha desarrollado un nuevo método para estimar con precisión las emisiones anuales de mercurio por parte de los volcanes, que son el mayor emisor natural de mercurio. Utilizando esta estimación y un modelo computacional, el equipo ha reconstruido los niveles preantropógenos de mercurio atmosférico.

Antes de que los humanos comenzaran a emitir mercurio a la atmósfera, se estima que ésta contenía alrededor de 580 megagramos de mercurio en promedio. Sin embargo, en 2015, una investigación independiente basada en todas las mediciones atmosféricas disponibles estimó que la reserva de mercurio atmosférico era de aproximadamente 4000 Mg, casi siete veces mayor que la condición natural estimada en este estudio.

Las emisiones humanas de mercurio procedentes de centrales eléctricas de carbón, incineración de residuos, industria y minería son la principal causa de esta diferencia.

«El metilmercurio es un potente neurotóxico que se bioacumula en peces y otros organismos, incluidos nosotros», afirmó Sunderland, autora principal del artículo. «Entender el ciclo natural del mercurio impulsado por las emisiones volcánicas sirve como punto de referencia para las políticas dirigidas a reducir las emisiones de mercurio, y nos permite entender el impacto total de las actividades humanas en el medio ambiente».

La investigación ha sido publicada en Cartas de investigación geofísica.

Uno de los desafíos al medir el mercurio en la atmósfera es que, a pesar de su gran impacto en la salud humana, su presencia es muy baja. En un metro cúbico de aire puede haber solo un nanogramo de mercurio, lo que dificulta su detección por satélite. Por lo tanto, los investigadores utilizaron otra sustancia química emitida junto con el mercurio como indicador. En este caso, utilizaron dióxido de azufre, un componente importante de las emisiones volcánicas.

«Lo bueno del dióxido de azufre es que es muy fácil de detectar mediante satélites», explicó Benjamin Geyman, estudiante de doctorado en Ciencias e Ingeniería Ambientales en SEAS y primer autor del artículo. «Al usar el dióxido de azufre como indicador del mercurio, podemos comprender mejor dónde y cuándo se producen las emisiones volcánicas de mercurio».

Utilizando las proporciones de mercurio a dióxido de azufre medidas en columnas de gas volcánico, los investigadores pudieron estimar la cantidad de mercurio atribuible a las erupciones volcánicas. Luego, mediante el modelo atmosférico GEOS-Chem, modelaron la dispersión del mercurio emitido por las erupciones volcánicas en todo el mundo.

El equipo descubrió que, aunque el mercurio se mezcla con la atmósfera y puede viajar largas distancias desde su punto de origen, las emisiones volcánicas son responsables de un porcentaje pequeño de las concentraciones en el suelo en la mayoría de las áreas del planeta. No obstante, en regiones como América del Sur, el Mediterráneo y el Anillo de Fuego en el Pacífico, los niveles de emisiones volcánicas de mercurio dificultan discernir las emisiones humanas.

«En Boston, podemos monitorear localmente sin tener que preocuparnos si fue un año con grandes o pequeñas erupciones volcánicas», comentó Geyman. «Pero en lugares como Hawai, hay una fuente significativa de mercurio natural que varía mucho en el tiempo. Este mapeo nos ayuda a entender la importancia de los volcanes y su impacto en las tendencias a largo plazo del mercurio en peces, aire y océano. Es crucial poder corregir la influencia natural variable de los volcanes en lugares donde esta influencia puede ser significativa».

La investigación contó con la participación de Colin Thackray y Daniel J. Jacob, profesor de química atmosférica e ingeniería ambiental de la familia Vasco McCoy, y fue respaldada por la Fundación Nacional de Ciencias bajo las subvenciones 2210173 y 2108452.