Raios Cósmicos Influenciam o Clima da Terra

Raios cósmicos que interagem com a atmosfera da Terra produzem íons que ajudam a transformar aerossóis pequenos em núcleos de condensação de nuvens

O estudo revela como os íons atmosféricos, produzidos pelos raios cósmicos energéticos que chovem através da atmosfera, ajudam no crescimento e formação de núcleos de condensação de nuvens - as sementes necessárias para a formação de nuvens na atmosfera. Quando a ionização na atmosfera muda, o número de núcleos de condensação da nuvem muda afetando as propriedades das nuvens.
Mais núcleos de condensação de nuvens significam mais nuvens e um clima mais frio, e vice-versa. Uma vez que as nuvens são essenciais para a quantidade de energia solar atingindo a superfície da Terra, as implicações podem ser significativas para a nossa compreensão de por que o clima variou no passado e também para futuras mudanças climáticas.
Os núcleos de condensação de nuvens podem ser formados pelo crescimento de pequenos grupos moleculares chamados de aerossóis. Até agora foi assumido que pequenos aerossóis adicionais não cresceriam para se tornar núcleos de condensação de nuvens, já que nenhum mecanismo era conhecido por isso. Os novos resultados revelam, tanto teórica como experimentalmente, como as interações entre íons e aerossóis podem acelerar o crescimento ao adicionar material aos pequenos aerossóis adicionais e, assim, ajudá-los a sobreviver para se tornarem núcleos de condensação de nuvens.
Dá um fundamento físico ao grande conjunto de evidências empíricas que mostram que a atividade Solar desempenha um papel nas variações no clima da Terra. Por exemplo, o Período Temperado Medieval em torno do ano 1000 AD e o período frio na Pequena Idade do Gelo 1300-1900 AD, ambos se encaixam nas mudanças na atividade Solar.
"Finalmente, temos a última parte do quebra-cabeça explicando como as partículas do espaço afetam o clima na Terra. Ele dá uma compreensão de como as mudanças causadas pela atividade Solar ou pela atividade de supernovas podem mudar o clima". diz Henrik Svensmark, do DTU Space na Universidade Técnica da Dinamarca, principal autor do estudo. Os co-autores são pesquisador sênior Martin Bodker Enghoff (DTU Space), Professor Nir Shaviv (Universidade Hebraica de Jerusalém) e Jacob Svensmark, (Universidade de Copenhague).

O novo estudo

O fundamento do novo estudo é incluir uma contribuição para o crescimento de aerossóis pela massa dos íons. Embora os íons não sejam os constituintes mais numerosos na atmosfera, as interações eletromagnéticas entre íons e aerossóis compensam a escassez e fazem com que a fusão entre íons e aerossóis seja muito mais provável.
Mesmo em baixos níveis de ionização, cerca de 5% da taxa de crescimento de aerossóis é devido a íons. No caso de uma super nova próxima, o efeito pode ser mais de 50% da taxa de crescimento, o que afetará as nuvens e a temperatura da Terra.
Para alcançar os resultados, foi formulada uma descrição teórica das interações entre íons e aerossóis juntamente com uma expressão para a taxa de crescimento dos aerossóis. As ideias foram então testadas experimentalmente em uma grande câmara de nuvem.

A hipótese em poucas palavras

Raios cósmicos, partículas de alta energia que chovem de explosão de estrelas, eliminam elétrons de moléculas de ar. Isso produz íons, isto é, moléculas positivas e negativas na atmosfera.
Os íons ajudam os aerossóis - aglomerados de ácido sulfúrico e moléculas de água - para formar e tornar-se estável contra a evaporação. Esse processo é chamado de nucleação. Os pequenos aerossóis precisam crescer quase um milhão de vezes em massa para ter um efeito nas nuvens.
O segundo papel dos íons é que eles aceleram o crescimento dos pequenos aerossóis em núcleos de condensação de nuvens - sementes nas quais as gotículas de água líquida se formam para fazer nuvens. Quanto mais íons, mais aerossóis se tornam núcleos de condensação de nuvens. É essa segunda propriedade dos íons, que é o novo resultado publicado na Nature Communications.
Nuvens baixas feitas com gotas de água líquidas esfriam a superfície da Terra.
As variações na atividade magnética do Sol alteram o fluxo de raios cósmicos para a Terra.
Quando o Sol está mais ativo, magneticamente falando, há mais raios cósmicos e mais nuvens baixas, e a Terra fica mais fria.
Quando o Sol está menos ativo, menos raios cósmicos atingem a Terra e, com menos nuvens baixas, a Terra aquece.

As implicações do estudo sugerem que o mecanismo pode ter afetado:

- As mudanças climáticas observadas durante o século XX
- Os resfriamentos e os aquecimentos de cerca de 2°C que ocorreram repetidamente nos últimos 10 mil anos, de acordo com a atividade do Sol e a variação do fluxo de raio cósmico.
- As variações muito maiores de até 10°C ocorridas quando o Sol e a Terra viajam pelas regiões da Via Láctea com diferentes números de estrelas explodindo.

Fonte: Space Daily