Cientistas revelam de que forma a camada exterior da Terra influencia as tempestades espaciais severas
Num novo estudo, uma equipa de investigadores descobriu um papel fundamental desempenhado pela atmosfera superior da Terra na criação de poderosas tempestades geomagnéticas. Saiba mais aqui!
Este estudo, elaborado por investigadores da Universidade de Nagoya, no Japão, e da Universidade de New Hampshire, nos EUA, recentemente publicado na revista Nature Communications, destaca um aspeto crucial que, até à data, tem sido largamente ignorado: a influência da atmosfera terrestre nas tempestades geomagnéticas.
As tempestades geomagnéticas são perturbações significativas no campo magnético da Terra que podem causar estragos nos nossos sistemas tecnológicos modernos, provocando interrupções nas redes elétricas, nos sinais de GPS e nas comunicações por rádio. Estas tempestades são causadas principalmente pela atividade do Sol, que emite um fluxo de partículas carregadas conhecido como vento solar.
Efeito das tempestades solares na atmosfera da Terra
Quando estas partículas colidem com a magnetosfera da Terra - a bolha magnética protetora que envolve o nosso planeta - podem desencadear estas tempestades perturbadoras. A investigação da equipa centrou-se na parte da magnetosfera chamada cauda magnética, que se estende para longe do Sol.
No interior da cauda magnética encontra-se o manto de plasma, uma região repleta de plasma, que é constituído por partículas carregadas. Este manto de plasma funciona como uma espécie de reservatório de partículas que acabam por se deslocar para o interior da magnetosfera, gerando correntes que contribuem para a formação de tempestades geomagnéticas.
Embora esteja bem estabelecido que o vento solar é um fator significativo, os investigadores estavam curiosos sobre a contribuição do plasma proveniente da própria Terra, particularmente durante as condições de tempestade.
Liderada por especialistas como os professores Lynn Kistler, Yoshizumi Miyoshi e Tomoaki Hori, a equipa analisou uma grande tempestade geomagnética que ocorreu entre 7 e 8 de setembro de 2017. Esta tempestade foi o resultado de uma intensa ejeção de massa coronal - uma explosão maciça de material solar - do sol que atingiu a atmosfera da Terra.
A colisão causou perturbações significativas, resultando no tipo de tempestade que pode interferir com várias tecnologias que dependem de temporização precisa e sinais de GPS. Os investigadores analisaram o transporte de iões - o movimento de partículas carregadas - durante este evento, reunindo dados de várias missões espaciais, como a missão MMS da NASA, a missão Arase do Japão, a missão Cluster da Agência Espacial Europeia e a missão Wind da NASA.
Ao diferenciarem os iões provenientes do vento solar, dos provenientes da ionosfera terrestre, puderam identificar as origens do plasma que afeta a magnetosfera. A sua análise levou a uma descoberta intrigante: no início da tempestade geomagnética, a composição do plasma mudou drasticamente, deixando de ser dominada por partículas do vento solar para ser, predominantemente, constituída por partículas da ionosfera, a camada superior da atmosfera terrestre.
Como funciona a tempestade geomagnética?
O Professor Kistler explicou o significado desta descoberta, afirmando que o início da tempestade geomagnética impulsiona uma onda de plasma da ionosfera para a magnetosfera.
Este plasma ionosférico não se limita a permanecer no local; move-se rapidamente através da magnetosfera, desempenhando um papel mais ativo no desenvolvimento da tempestade do que se pensava anteriormente.
A investigação da equipa lança, assim, luz sobre a forma como as tempestades geomagnéticas evoluem, demonstrando como o próprio plasma da Terra contribui para estes fenómenos meteorológicos espaciais.
Essencialmente, as características da folha de plasma, tais como a densidade das partículas, a sua energia e a sua composição, podem influenciar a gravidade das tempestades geomagnéticas. E estas características diferem consoante a fonte do plasma, quer seja o vento solar ou a ionosfera da Terra.
Este novo conhecimento não só faz avançar a nossa compreensão das tempestades geomagnéticas, como também tem implicações práticas. Poderá melhorar a nossa capacidade de prever quais as tempestades que terão um impacto mais significativo na Terra e na nossa infraestrutura tecnológica, permitindo potencialmente uma melhor preparação e estratégias de mitigação para proteger os sistemas críticos.