Quando a atividade solar diminui e a heliosfera menos retém os raios galácticos, o clima do planeta torna-se visivelmente mais frio.
Os raios cósmicos afetam a atmosfera da Terra, causando aumento da formação de nuvens e resfriamento geral do planeta. Esses dados explicam as flutuações inesperadas no clima da Terra na Idade Média e no início dos tempos modernos (eles até ultrapassaram o aquecimento global atual em escala). Por exemplo, na Rússia, no início do século 17, neve e geada ocorriam regularmente nos meses de verão, o que causava fome e problemas. Um artigo relacionado foi publicado na Nature Communications.
É conhecido por dados históricos e paleoclimáticos que em 1000-1300 DC o clima era visivelmente mais quente do que o normal, e em 1400-1700, pelo contrário, muito mais frio. Sabe-se também que o último evento coincidiu com uma diminuição acentuada do número de manchas solares, ou seja, com uma diminuição da atividade solar. No entanto, os mecanismos específicos que poderiam explicar a conexão entre fenômenos tão distantes externamente como manchas em uma luminária e o clima de seu planeta permaneceram obscuros por um longo tempo.
Os autores do novo trabalho mostram experimentalmente e usando modelos matemáticos o que pode estar por trás de tal conexão. Eles conduziram experimentos nos quais o ar em uma câmara isolada era bombardeado com partículas semelhantes em energia e massa às partículas dos raios cósmicos. Em astrofísica, partículas elementares e núcleos atômicos movendo-se com altas energias no espaço são chamados de raios cósmicos. Alguns deles têm energias mais baixas (aqueles que se movem do Sol), outros são raios cósmicos galácticos, cuja energia é alta o suficiente para às vezes romper a proteção da heliosfera solar, dentro da qual a Terra está localizada.
No decorrer dos experimentos, as partículas retiraram elétrons dos átomos das moléculas de ar, ionizando-os (transformando-os de átomos neutros em íons com carga elétrica). Então, os íons, devido às forças eletrostáticas, ajudam a formar aerossóis de ar vigorosamente a partir do ácido sulfúrico e das moléculas de água e permanecem estáveis por um longo tempo até a evaporação. Isso, assim como as colisões secundárias com novos íons que aumentam sua estabilidade, ajudam os centros de aerossol a atingirem tamanhos de dezenas de nanômetros. Assim que atingem esse nível, o vapor d'água da atmosfera começa a se condensar rapidamente sobre eles, formando gotículas. Quando isso acontece, o observador terrestre vê uma nuvem se formando.
É claro que, para isso, já deve haver vapor de água na atmosfera, porém, em condições sem um fluxo de íons externo, a formação de nuvens ocorre com muito menos frequência e a nebulosidade estável é formada por muito mais tempo. Como o tempo entre a formação de nuvens e a chuva em ambos os cenários é muito semelhante, a duração total do sombreamento da superfície da Terra por nuvens troposféricas no cenário com íons é muito maior do que sem eles. Devido à sua cor branca, as nuvens refletem a maior parte da luz solar visível para o espaço, resfriando a superfície do planeta.
Os autores do novo trabalho observam que à medida que a atividade magnética do Sol aumenta (ou seja, ele é responsável pelas manchas nele), a bolha magnética da heliosfera reflete os raios cósmicos galácticos com muito mais eficiência. Mas as partículas vindas do Sol, devido à sua energia muito mais baixa, não podem causar a formação acelerada de nuvens. Portanto, durante o período de baixa atividade solar, a Pequena Idade do Gelo de 1400-1600 aconteceu. Ao contrário, desde então e até o início deste século, a atividade solar aumentou, o que acelerou ainda mais o aquecimento global.
Curiosamente, de acordo com os cálculos, com uma explosão de supernova próxima, o processo de formação de nuvens será superintenso e levará rapidamente ao resfriamento do planeta em uma escala ainda maior do que durante a Pequena Idade do Gelo. Isso pode explicar parte do resfriamento inesperadamente agudo e aparentemente irracional no passado da Terra.
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IVAN ORTEGA
