Lo que dicen los nuevos conocimientos sobre la química sulfurosa de Venus acerca de su clima infernal

Los científicos pueden estar un paso más cerca de descubrir la identidad de un ingrediente misterioso en las nubes amarillas opacas de Venus, después de que nuevas técnicas computacionales revelaran nuevas reacciones químicas en la atmósfera del planeta caliente.

Similar a la Tierra en tamaño y masa, Venus es algo así como un gemelo malvado, su espesa atmósfera, predominantemente de dióxido de carbono, atrapa el calor en un efecto invernadero extremo que mantiene al segundo planeta desde la superficie del Sol lo suficientemente caliente como para fundir el plomo. Los cielos venusinos están envueltos en nubes opacas de ácido sulfúrico que impiden que la luz visible llegue a la superficie.

Pero ya a finales de la década de 1970, los científicos observaron que algo en la atmósfera de Venus absorbe fácilmente algo de luz ultravioleta. No pudieron averiguar qué era este misterioso ingrediente, pero siempre sospecharon que tenía que ver con la química del azufre de las nubes venusinas.

Un nuevo estudio publicado en Nature Communications amplía ahora las formas en que pueden formarse las nubes sulfurosas en la atmósfera venusina, lo que podría acercar a los científicos a la identificación del misterioso ingrediente. Además, las técnicas computacionales utilizadas en la investigación podrían dar más frutos en futuros estudios, sobre todo porque no requieren costosas misiones a Venus ni peligrosos experimentos de laboratorio.

Los científicos conocen desde hace tiempo la presencia de azufre y compuestos relacionados, como el ácido sulfúrico, en Venus, pero la forma en la que se desarrollan las diferentes formas de compuestos de azufre en la atmósfera sigue siendo confusa.

“Sabemos que la atmósfera de Venus tiene abundante SO2 [sulfur dioxide] y partículas de ácido sulfúrico”, dijo el científico principal del Instituto de Ciencias Planetarias y autor del nuevo estudio, James Lyons. en un comunicado. “Esperamos que la destrucción ultravioleta del SO2 produzca partículas de azufre. Éstas se acumulan a partir del S (azufre) atómico hasta el S2, luego el S4 y finalmente el S8. Pero, ¿cómo se inicia este proceso, es decir, cómo se forma el S2?”

Una forma de obtener S2, o disulfuro, es combinar dos átomos de azufre. Pero el Dr. Lyons y sus colegas han encontrado otra forma.

“Encontramos una nueva vía para la formación de S2, la reacción del monóxido de azufre (SO) y el monóxido de disulfuro (S2O), que es mucho más rápida que la combinación de dos átomos de S para hacer S2”, dijo.

Es importante destacar que los investigadores descubrieron esta vía utilizando técnicas de química computacional conocidas como cálculos ab initio.

“Por primera vez, estamos utilizando técnicas de química computacional para determinar qué reacciones son las más importantes, en lugar de esperar a las mediciones de laboratorio”, dijo el Dr. Lyons. “La gente es reacia a entrar en el laboratorio para medir las constantes de velocidad de las moléculas formadas por S, cloro (Cl) y oxígeno (O), ya que se trata de compuestos difíciles y a veces peligrosos para trabajar. Los métodos computacionales son la mejor -y realmente la única- alternativa”.

Aunque los resultados del nuevo estudio no resuelven el misterio del ingrediente que absorbe los rayos ultravioleta en la atmósfera de Venus, el Dr. Lyons y sus colegas señalan en el estudio que los resultados ayudarán a informar a futuros estudios que podrían resolver ese misterio – y posiblemente ir más allá.

La nueva comprensión de la química del azufre servirá de base para las próximas misiones a Venus, como la misión Davinci+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gasses, Chemistry, and Imaging) de la Nasa, y una misión autofinanciada por el proveedor de lanzamientos de cohetes Rocket Lab que enviará una sonda a las nubes sulfurosas de Venus para buscar signos de vida extraterrestre.

Y de vuelta a la Tierra, la nueva química del azufre ayudará a los científicos a entender mejor la actividad volcánica terrestre, a evaluar el potencial de las propuestas de geoingeniería para hacer frente al cambio climático, y a ayudar a los científicos a entender mejor la atmósfera de la Tierra primitiva antes de que el oxígeno se elevara hasta convertirse en un ingrediente principal de nuestro aire.