Tecnologia Científica
Nova pesquisa mostra mudanças atmosféricas sem precedentes durante a supertempestade geomagnética de maio
Em 11 de maio, uma aurora deslumbrante surpreendeu os observadores de estrelas no sul dos Estados Unidos. No mesmo fim de semana, um trator guiado por GPS errou o alvo .
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Virginia Tech - 16/08/2024
Professor Associado e Crofton Faculty Fellow Scott England. Crédito: Ben Murphy para Virginia Tech.
Em 11 de maio, uma aurora deslumbrante surpreendeu os observadores de estrelas no sul dos Estados Unidos. No mesmo fim de semana, um trator guiado por GPS errou o alvo .
O que a visibilidade da aurora boreal tem em comum com equipamentos agrícolas comprometidos no Centro-Oeste?
Uma tempestade geomagnética excepcionalmente poderosa , de acordo com dois artigos coautorados por Scott England, da Virginia Tech.
"A aurora boreal é causada por partículas energéticas e carregadas que atingem nossa atmosfera superior, que são impactadas por vários fatores no espaço, incluindo o sol", disse England, professor associado do Departamento de Engenharia Aeroespacial e Oceânica Kevin T. Crofton.
"Durante tempestades geomagnéticas solares, há muito mais dessas partículas energéticas carregadas no espaço ao redor da Terra, então vemos um brilho nas luzes do norte e a região sobre a qual você pode vê-las se espalha para incluir lugares como os 48 estados mais ao sul, que normalmente não veem essa exibição."
England e uma equipe de colaboradores universitários e industriais rastrearam o evento atmosférico superior em 11 de maio usando o instrumento GOLD da NASA. Acabou sendo a tempestade geomagnética mais forte capturada nos últimos 20 anos.
Suas descobertas foram publicadas na Geophysical Research Letters em dois estudos, ambos coautorados por England. O primeiro estudo, do primeiro autor Deepak Karan, da Universidade do Colorado, Boulder, mostrou mudanças sem precedentes na localização e na propagação de partículas na atmosfera superior. O segundo estudo, do primeiro autor e ex-aluno da Virginia Tech J. Scott Evans, documentou mudanças na composição e na temperatura.
Entre os dados coletados, England notou ter testemunhado alguns "deliciosos padrões de redemoinhos" pela primeira vez, e um movimento dramático do ar para longe da aurora, causando a formação de enormes vórtices que moviam o ar em uma espiral maior do que um furacão. Observações específicas incluíram:
- Movimento imprevisível de partículas carregadas de baixa energia ao redor do equador em direção à aurora
- Partículas carregadas que podem ser divididas em dois grupos: baixa energia e alta energia, sendo que esta última pode prejudicar humanos que trabalham no espaço e danificar componentes eletrônicos.
- Mudanças na temperatura e pressão que provavelmente levam aos redemoinhos e vórtices observados
Mudanças em locais e propagação de partículas de baixa energia, que podem impactar negativamente o GPS, os satélites e até mesmo a rede elétrica
"À medida que a aurora se intensifica, você vê mais luzes, mas junto com isso, há mais energia entrando na atmosfera, o que torna a atmosfera perto dos polos muito quente, o que começa a empurrar o ar para longe dos polos e em direção ao equador", disse England.
"Esses dados levantam muitas questões, como: algo realmente diferente aconteceu durante essa tempestade geomagnética do que aconteceu anteriormente, ou simplesmente temos instrumentos melhores para medir as mudanças?"
Além disso, o que essas mudanças poderiam significar para a tecnologia criada pelo homem que orbita essa região da atmosfera?
Mais do que um show de luzes do norte
A atmosfera superior da Terra, abrangendo de cerca de 60 a 400 milhas acima de nós, faz fronteira com o espaço e é a zona de encontro de satélites e da Estação Espacial Internacional. A atmosfera superior é composta de algumas das mesmas partículas da atmosfera inferior, onde vivemos e respiramos.
Mas também tem outro lado, a ionosfera, que pode ser considerada quase como um cobertor elétrico — altamente carregado e constantemente flutuante. Essas partículas carregadas na ionosfera são uma das coisas que tornam essa região do espaço tão dinâmica. É comum que a temperatura e a composição da atmosfera superior e da ionosfera mudem. Na verdade, isso acontece previsivelmente durante o dia e a noite e até muda com o tempo com as estações.
England disse que as partículas na atmosfera da Terra são impactadas por vários fatores no espaço, incluindo a atividade do sol. Durante uma tempestade geomagnética solar, uma explosão intensa de radiação do sol muda a composição e a velocidade das partículas dentro da atmosfera da Terra. Então por que, nos últimos meses, em todo o globo, as luzes do norte têm sido visíveis em lugares onde nunca foram vistas antes?
"O número de manchas solares, erupções e tempestades muda com um ciclo de 11 anos que chamamos de ciclo solar ", disse England. "O número de erupções que estamos vendo tem aumentado gradualmente nos últimos dois anos, à medida que nos movemos em direção ao pico do ciclo solar."
Além da visibilidade das luzes do norte, tempestades geomagnéticas têm uma série de impactos em nossa tecnologia. Como os sinais de rádio e GPS viajam por esse "cobertor elétrico" constantemente flutuante, mudanças nessa camada da atmosfera podem interromper os sinais e impedir sistemas de navegação e comunicação como o GPS.
Vários fatores do clima da Terra e do clima espacial podem impactar essa camada crucial, mas há muito a aprender sobre o porquê das mudanças na atmosfera superior e inferior ocorrerem e como elas podem impactar a vida como a conhecemos.
"Essas tempestades também podem aumentar as correntes elétricas que fluem ao redor da Terra, o que pode impactar dispositivos tecnológicos que usam fios muito longos. Nos últimos anos, houve impactos na rede elétrica quando muita corrente estava fluindo pelos fios. Durante a maior tempestade geomagnética já registrada, o Evento Carrington em 1859, isso fez com que sistemas de telégrafo — tecnologia de ponta naquela época — pegassem fogo", disse England.
Cientistas suspeitam que uma tempestade semelhante ao Evento Carrington de 1859, se acontecesse hoje, poderia causar um apocalipse na internet, deixando um grande número de pessoas e empresas offline. Embora a tempestade de 11 de maio não tenha causado interrupções drásticas, com o pico do ciclo solar previsto para ocorrer em julho de 2025, ainda estamos a cerca de um ano de saber esses efeitos potenciais.
"Uma razão pela qual estudamos tempestades geomagnéticas é tentar construir modelos para prever seus impactos", disse England. "Com base no ciclo solar, esperamos que as condições que estamos vendo este ano durem cerca de dois anos."
Mais informações: Deepak Kumar Karan et al, Observações GOLD da fusão da crista sul da anomalia de ionização equatorial e da aurora durante a supertempestade geomagnética do Dia das Mães de 10 e 11 de maio de 2024, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL110632
Cartas de Pesquisa Geofísica (2024). DOI: 10.1029/2024GL110506
Informações do periódico: Geophysical Research Letters
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