Guarda-tempestades terrestre

2002-05-29

Ilustração da acção da ionosfera como escudo de protecção durante as tempestades no espaço. O vento solar atinge o campo magnético terrestre (linhas azuis), aquece a ionosfera e provoca a ejecção de iões de oxigénio (a verde), que são capturados pelo campo magnético terrestre e formam uma nuvem de plasma quente (a vermelho). O donut azul representa o fluxo de velocidades elevadas destas partículas e os anéis de fogo nas regiões polares representam a contribuição destas partículas nas auroras boreais. Crédito: NASA.
Durante as tempestades solares, eventos explosivos no Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
fazem com que o vento solar
vento solar
O vento solar é um vento contínuo de plasma quente que tem origem na coroa solar e preenche o espaço interplanetário do Sistema Solar. A 1 UA do Sol (ou seja, à distância da Terra ao Sol), a velocidade do vento solar é de cerca de 450 km/s e a densidade é aproximadamente 7 protões/cm3. O vento solar confina o campo magnético da Terra e é responsável por fenómenos como tempestades geomagnéticas e auroras. O Sol ejecta cerca de 10-13 da sua massa por ano via vento solar.
atinga a Terra com velocidades e densidades elevadíssimas, provocando tempestades no espaço exterior da Terra. A ideia de que o vento solar é responsável pelo fornecimento de matéria e energia nestas tempestades tem sido posta em causa pelas recentes missões espaciais. No entanto, só agora, com observações realizadas pela sonda IMAGE (Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration), da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
, se revelou o papel activo da ionosfera
ionosfera
A ionosfera é a camada da atmosfera terrestre situada imediatamente acima da estratosfera. Estende-se dos 80 até aos 500 km acima da superfície terrestre, onde o oxigénio e o azoto são ionizados pela luz solar, dando origem a electrões livres.
terrestre durante estas tempestades. A ionosfera serve de escudo de calor
calor
O calor é energia em trânsito entre dois corpos ou sistemas.
, absorvendo energia das tempestades e reduzindo a sua capacidade de aquecer a atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
inferior, mas tem, como consequência, a criação de uma nuvem de plasma
plasma
O plasma é um gás completamente ionizado, em que a temperatura é demasiado elevada para que os átomos existam como tal, sendo composto por electrões e núcleos atómicos livres. É chamado o quarto estado da matéria, para além do sólido, líquido e gasoso.
quente, com temperaturas da ordem dos milhões de graus Celsius, que envolve todo o planeta
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
.

Este escudo protector é, na realidade, uma ténue camada da ionosfera que se situa entre os 300 e os 1000 Km de altitude, e que contém átomos
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
ionizados
ionização
Processo pelo qual um átomo (ou molécula) electricamente neutro ganha ou perde um ou mais electrões, transformando-se num ião.
. Quando o vento solar colide com as partículas presentes nesta camada, estas são expulsas, adquirindo grande velocidade. O campo magnético
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
terrestre acaba por prendê-las, formando-se um plasma quente à volta de todo o planeta. De acordo com os dados obtidos pela IMAGE, cerca de metade da energia transferida pelas tempestades para a atmosfera processa-se através deste fenómeno.

O primeiro grande resultado obtido pela IMAGE mostra o escudo terrestre em acção, enquanto este absorve a corrente eléctrica gerada por uma tempestade e ejecta parte da atmosfera para o espaço. Descobriu-se que oxigénio electricamente carregado é imediatamente ejectado para o espaço em resposta ao aumento brusco de temperatura da ionosfera causado pelas fortes correntes eléctricas. Calcula-se que a quantidade de ionosfera perdida durante uma tempestade típica ronda umas centenas de toneladas
tonelada (t)
A tonelada (t) é uma unidade de massa equivalente a 1000 kg.
.

O segundo resultado alcançado pela sonda IMAGE ilustra a que preço fica o escudo de protecção. Os iões
ião
Átomo ou molécula que perdeu ou ganhou um ou mais electrões.
de oxigénio são aprisionados pela magnetosfera
magnetosfera
Magnetosfera é a região em torno de um objecto celeste ocupada pelo seu campo magnético.
, onde seguem as linhas de campo magnético terrestre que envolvem o planeta. Sabe-se que a magnetosfera é distorcida pelo impacto do vento solar durante as tempestades. Em particular, a região da magnetosfera oposta ao Sol vai esticando e adquirindo uma forma cónica, comportando-se como um elástico devido à tensão do campo magnético. Quando esta distorção atinge um certo valor limite, a magnetosfera retoma a sua forma original reproduzindo o efeito de uma fisga, transportando de volta os iões ejectados da ionosfera. A IMAGE observou que estes iões, agora acelerados
aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade de um corpo com o tempo.
a velocidade elevadas (cerca de 4 000 km/s), aparecem imediatamente na aurora
aurora
A aurora é a luz emitida pelos iões da atmosfera terrestre, principalmente nos pólos geomagnéticos da Terra, estimulada pelo bombardeamento de partículas de alta energia ejectadas pelo Sol. As auroras aparecem dois dias depois das fulgurações solares, proporcionando um espectáculo de rara beleza, e atingem o seu pico cerca de dois anos depois do máximo de manchas solares. As auroras boreais e austrais são observáveis a latitudes elevadas no hemisfério Norte e hemisfério Sul, respectivamente.
e na nuvem de plasma quente que envolve a Terra durante as tempestades.

Conclui-se, assim, que a Terra contribui com matéria enquanto o vento solar contribui com energia para transformarem o material atmosférico frio numa perigosa nuvem de plasma quente. Se não fosse a ionosfera da Terra a fornecer matéria, a nuvem de plasma quente seria muito menor. A compreensão dos efeitos das tempestades solares também se torna importante devido ao aparecimento de nuvens de plasma em movimento que interferem com o sistema de navegaçao dos satélites (GPS - Global Positioning System).

Fonte da notícia: http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020509imagessu.html