Um grande número de sementes de nuvens é formado na atmosfera da Terra como resultado da interação de gotículas de aerossol com raios cósmicos de alta energia, dizem os cientistas em um artigo publicado na revista Nature Communications.
“Nós descobrimos a peça final do quebra-cabeça sobre como as partículas cósmicas afetam o clima da Terra. Agora entendemos como as mudanças na atividade solar ou explosões de supernovas afetarão a aparência e o comportamento da atmosfera do planeta”, disse Henrik Svensmark, da Universidade Técnica Dinamarquesa em Lyngby.
Acredita-se que os aerossóis - gotículas microscópicas de substâncias líquidas e partículas sólidas - refletem parte dos raios solares e contribuem para a condensação da umidade nas nuvens, que "resfria" visivelmente o nosso planeta. A maioria dos climatologistas presume que a maioria dos aerossóis são gerados pela ação de vapores de amônia e ácido sulfúrico na baixa atmosfera.
O principal mistério de sua existência, como observa Svensmark, é que os cientistas ainda não podem dizer com certeza o que exatamente faz os aerossóis se transformarem nos chamados "núcleos de condensação de umidade", uma espécie de embriões de nuvem. Por si só, as gotas de aerossol não podem desencadear o crescimento das nuvens, pois são várias vezes menores do que os verdadeiros "núcleos de condensação".
Por esse motivo, os cientistas discutem há muito tempo sobre o que poderia desencadear o processo de seu crescimento, já que não tinham respostas óbvias para essa pergunta. Climatologistas e físicos dinamarqueses foram capazes de resolver esse mistério observando as interações de gotículas líquidas e várias moléculas em um análogo de laboratório da alta atmosfera da Terra.
Fazendo experiências com esta "mini-atmosfera", os cientistas notaram que mesmo o aparecimento de pequenas quantidades de íons acelerou dramaticamente a formação de "núcleos de condensação" e fez com que os aerossóis aumentassem de tamanho. Como observa Svensmark, os íons livres são raros o suficiente na atmosfera real, razão pela qual outros climatologistas não prestaram atenção a essas partículas carregadas.
Segundo os autores do artigo, todos esses cientistas estavam perdendo uma coisa importante - a Terra é constantemente bombardeada por raios cósmicos de alta energia e partículas do vento solar, uma pequena parte dos quais atinge as camadas inferiores da atmosfera. De acordo com as estimativas atuais dos físicos, a cada segundo para cada metro quadrado da fronteira entre a atmosfera e o espaço, pelo menos um próton de alta energia "cai", gerando toda uma cascata de partículas carregadas e íons enquanto voam pelo ar.
Guiados por essa ideia, os cientistas mudaram o trabalho da "mini-atmosfera" de tal forma que ela recebeu aproximadamente o mesmo número de partículas carregadas que são geradas por raios cósmicos que colidem com moléculas de gás no ar. Isso permitiu que descobrissem que cerca de 5% dos "núcleos de condensação" e nuvens da atmosfera terrestre são de origem cósmica.
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Tal avaliação, como observam os cientistas, é válida apenas para "clima espacial" calmo, quando não há chamas poderosas no Sol e nenhuma explosão de supernova ocorre perto da Terra. Caso contrário, o número de nuvens geradas pelos raios cósmicos pode aumentar dramaticamente e sua participação total na atmosfera pode chegar a cerca de 50%.
Por esse motivo, os raios cósmicos, segundo Svensmark, poderiam dar origem a uma série de anomalias climáticas no passado recente da Terra, incluindo a "pequena era do gelo" dos séculos 16-19, outros períodos de estalos de frio na Idade Média e na Antiguidade, bem como afetar o funcionamento do clima do planeta em o todo.
