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Ensayo sobre La química del cambio climático: gases de efecto invernadero y acidificación de los océanos - 2245 palabras
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La mecánica molecular del efecto invernadero
La transformación del clima de la Tierra es, fundamentalmente, una historia de interacciones moleculares. Para comprender la química del cambio climático: los gases de efecto invernadero y la acidificación de los océanos, primero se deben examinar las propiedades estructurales específicas de las moléculas que residen en nuestra atmósfera. Si bien la atmósfera está compuesta predominantemente por nitrógeno (N2) y oxígeno (O2), estas moléculas diatómicas homonucleares son transparentes a la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre. Esta transparencia existe porque estas moléculas son simétricas; sus vibraciones no resultan en un cambio en su momento dipolar, lo cual es un requisito previo para absorber energía infrarroja. En contraste, los gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) poseen la complejidad estructural necesaria para interactuar con esta radiación.
El dióxido de carbono consiste en un átomo de carbono central unido por enlaces dobles a dos átomos de oxígeno en una geometría lineal. Aunque la molécula no es polar en su estado de reposo, posee modos vibracionales específicos: estiramiento simétrico, estiramiento asimétrico y flexión. Los modos de flexión y estiramiento asimétrico son particularmente significativos porque crean un momento dipolar temporal. Cuando la frecuencia de la radiación infrarroja saliente de la Tierra coincide con la frecuencia vibracional de la molécula de CO2, la molécula absorbe esa energía, entrando en un estado excitado. Posteriormente, reemite esta energía en todas las direcciones, incluso de regreso hacia la superficie de la Tierra. Este proceso, conocido como forzamiento radiactivo, atrapa eficazmente el calor dentro de la troposfera.