Granizos são formados durante tempestades, quando gotas de chuva são lançadas em partes muito frias de uma nuvem, onde congelam. Uma vez que as partículas são pesadas o suficiente, a gravidade as puxa de volta para a Terra. Conforme elas despencam, elas se transformam em granizos, o que pode causar ferimentos em pessoas e danos significativos a casas e carros.

Cientistas estudam como as pedras de granizo crescem desde a década de 1960, mas fazer isso significava quebrá-las no processo. Para entender melhor a anatomia e o crescimento das pedras de granizo, pesquisadores na Catalunha usaram tomografias computadorizadas (TC) para examinar as pedras de granizo gigantes que atingiram o nordeste da Península Ibérica durante uma tempestade excepcionalmente forte no verão de 2022.

"Mostramos que a técnica de tomografia computadorizada permite a observação da estrutura interna das pedras de granizo sem quebrar as amostras", disse Carme Farnell Barqué, pesquisadora do Serviço Meteorológico da Catalunha e principal autora do estudo publicado na Frontiers in Environmental Science .

"É a primeira vez que temos uma observação direta de toda a estrutura interna do granizo, o que pode fornecer pistas para melhorar a previsão da formação de granizo."

Depois que a tempestade atingiu a Catalunha em 30 de agosto de 2022, os pesquisadores rastrearam o caminho da tempestade com a ajuda de testemunhas locais e coletaram pedras de granizo de observadores que as guardaram em seus freezers. Algumas das pedras mediam até 12 cm de diâmetro.

De volta ao laboratório, três pedras de granizo selecionadas aleatoriamente foram escaneadas, usando o equipamento de uma clínica odontológica.

Por meio de tomografia computadorizada, uma tecnologia que usa uma máquina de raios X rotativa para criar imagens 3D, os pesquisadores aprenderam muito sobre a estrutura externa e interna das pedras de granizo. 512 imagens — conhecidas como "fatias" — de cada pedra de granizo mostraram a localização do núcleo e das diferentes camadas.

"As tomografias computadorizadas fornecem informações relacionadas à densidade, o que nos permite identificar as diferentes camadas de pedras associadas aos estágios de crescimento da tempestade de granizo. Elas também nos ajudam a entender os processos que contribuíram para sua formação", explicou o coautor Prof Javier Martin-Vide, pesquisador da Universidade de Barcelona.

Trabalho de campo envolvendo a coleta de pedras de granizo. A: medição de pedras. B: Rotulagem de cada pedra de granizo para fins de identificação. C: Pedras de granizo embaladas a vácuo para manter suas melhores características possíveis. D: Caixa usada para transportar a pedra de granizo do local da tempestade para o laboratório. Crédito: Farnell Barqué et al., 2024.

Os pesquisadores descobriram que eixos e planos podem ser irregulares por dentro, mesmo quando, de fora, as pedras parecem esferas quase perfeitas. Além disso, os núcleos das pedras não estavam localizados nos centros, especialmente em pedras esféricas.

"Mostramos que o embrião pode ser localizado longe do centro. Esse fato implica que as pedras podem crescer heterogeneamente em três direções", destacou o coautor Dr. Tomeu Rigo Ribas do Serviço Meteorológico da Catalunha.

Eles também descobriram que diferentes camadas tinham diferentes níveis de densidade, e duas das amostras tinham partes mais grossas, o que indica que esse era o lado da pedra voltado para baixo enquanto ela caía.

Essas percepções sobre o interior das pedras de granizo derrubaram suposições anteriores. "Até agora, acreditava-se que pedras de granizo muito grandes só poderiam ter formas irregulares. No entanto, observamos que as formas externa e interna podem ser diferentes", disse Farnell Barqué.

"Em um caso, demonstramos que a amostra exibiu crescimento heterogêneo, mas tinha um formato externo regular. Por outro lado, pedras com formatos externos irregulares mostraram crescimento homogêneo."

Fazer tomografias computadorizadas, no entanto, é caro, e algumas das imagens resultantes mostram anomalias que eles ainda precisam entender, disseram os pesquisadores. Como mais eventos de granizo gigantes com maiores impactos na economia e nas pessoas são esperados no futuro, eles acreditam que seu trabalho pode fornecer novas informações que podem ajudar a mitigar os danos à sociedade.