O clima da Terra é influenciado por diferentes processos que ocorrem tanto no planeta quanto fora dele. Afinal, sem o Sol, não receberíamos a luz e o calor essenciais para manter uma temperatura amena e diversas outras características que dependem dessa energia. Por exemplo, a fotossíntese também depende do Sol. Mas você sabia que os raios que caem das nuvens também podem influenciar não apenas o clima da Terra, mas também o clima no espaço?
De acordo com um novo estudo publicado na revista científica Nature Communications, uma equipe da Universidade do Colorado em Boulder, nos Estados Unidos, descobriu que as ondas eletromagnéticas geradas por raios podem influenciar tanto o clima da Terra quanto o clima espacial. A pesquisa teve início quando os cientistas começaram a investigar o papel das trilhões de partículas carregadas que circulam ao redor do planeta.
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Essas partículas carregadas que circundam a Terra formam o que é conhecido como cinturões de radiação de Van Allen, regiões de alta energia mantidas pelo campo magnético do planeta. A maior parte dessas partículas energizadas vem do vento solar e dos raios cósmicos, mas elas ficam presas ao redor da Terra devido à influência do campo magnético.
A a Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos (NASA) explica que, a qualquer momento, mais de duas mil tempestades estão ativas na Terra. Como resultado desse processo natural, aproximadamente 100 raios são gerados por segundo em diferentes partes do mundo. Cada raio é acompanhado pelo trovão, o som provocado pela onda de choque sônica causada pela rápida expansão do ar durante a descarga elétrica.
“O raio é uma descarga elétrica entre regiões de carga positiva e negativa dentro das nuvens. Visualmente, ele é composto por intensos clarões de luz chamados de strokes. O som estrondoso do trovão que acompanha o raio é uma onda de choque sônica, causada pela rápida expansão do ar ao redor do canal do raio durante a descarga, semelhante a um boom sônico”, a NASA descreve em uma publicação sobre o tema.
Na maioria das vezes, essas partículas de alta energia permanecem presas a milhares de quilômetros da superfície terrestre. Porém, alguns eventos naturais podem desencadear um processo que as desloca, fazendo com que elétrons sejam enviados para a atmosfera da Terra. O novo estudo sugere que essa ‘queda’ de elétrons ocorre devido às ondas eletromagnéticas geradas pelos raios no planeta.
Trovões, raios e ondas eletromagnéticas
Os raios estão diretamente associados às tempestades, resultado de processos físicos complexos que envolvem ondas eletromagnéticas, a propagação dessas ondas, o comportamento da atmosfera e outros fenômenos naturais. Após a descarga elétrica, ocorre uma rápida e violenta expansão do ar na região, que geram o som característico do trovão. Como o som se propaga mais lentamente que a luz, primeiro vemos o clarão e, em seguida, ouvimos o estrondo.
Segundo a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional dos Estados Unidos, um raio é uma resposta às cargas positivas e negativas que se acumulam e, ao se romperem, geram uma descarga elétrica. Também conhecido como relâmpago, esse fenômeno natural pode ocorrer dentro da nuvem ou entre a nuvem e a superfície terrestre.
A maioria dos relâmpagos começa a se formar dentro de uma nuvem e, caso atinja o solo, tende a ser atraída por objetos como árvores, prédios, postes e outras estruturas com características condutoras de eletricidade. Normalmente, objetos altos têm maior chance de serem atingidos, pois estão mais próximos das nuvens.
Quando você observa um raio no céu, ele não emite apenas aquela luz característica; também ocorre a emissão de um pulso eletromagnético gerado pela descarga elétrica. Isso significa que, além do que é visível, há diversos processos que só podem ser medidos por dispositivos tecnológicos, como raios X. Vale destacar que as ondas eletromagnéticas não são exclusivas desses eventos, pois estão presentes em vários processos relacionados à eletricidade.
Apesar dos avanços científicos na área, o processo de formação de um raio ainda apresenta muitas dúvidas. Ou seja, ainda há espaço para acadêmicos e especialistas aprofundarem seus estudos e descobertas sobre o fenômeno.
“A criação de um raio é um processo complicado. Geralmente sabemos quais condições são necessárias para produzir um raio, mas ainda há debate sobre exatamente como uma nuvem acumula cargas elétricas e como o raio se forma”, o NOAA explica em comunicado.
Raios influenciam o clima na Terra e no espaço?
Para compreender o impacto dos raios no clima da Terra e no espaço, o estudo utilizou dados do satélite Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX), que esteve em funcionamento entre 1992 e 2012. Com isso, os pesquisadores puderam comparar essas informações com medições da atividade dos raios na Terra, a fim de analisar a relação entre os elétrons e as tempestades atmosféricas.
Além disso, eles também utilizaram dados de outras missões, como das sondas Van Allen Probes, para estudar com mais detalhes as características dos cinturões internos e externos de Van Allen. Enquanto o cinturão interno é formado por prótons de alta energia e alguns elétrons, o externo é principalmente formado por elétrons — ambos estão em uma região espacial fora da atmosfera terrestre.
Dessa forma, os cientistas descobriram que, em algumas ocasiões, elétrons mais energéticos também podem surgir no cinturão interno de Van Allen, algo que não era esperado. Até então, a ciência já sabia que fenômenos semelhantes ocorriam no cinturão externo, mas essa foi uma descoberta inédita para o cinturão interno.
Isso ocorre devido às ondas eletromagnéticas, que podem viajar até a região dos cinturões e ‘chacoalhar’ os elétrons, fazendo com que eles sejam direcionados para a atmosfera. Os dados indicam que as tempestades solares são as principais responsáveis por essa emissão de elétrons no cinturão interno. Ou seja, além dos raios na Terra, é necessária uma atividade solar intensa para desencadear essas descargas de elétrons.
As descobertas sobre os cinturões de Van Allen ajudam a entender melhor os fenômenos que ocorrem na atmosfera e no espaço. Quer saber mais? Aproveite para entender como a NASA capturou a imagem mais nítida do cinturão de radiação da Terra. Até a próxima!
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