Aquecimento: O papel dos raios cósmicos na formação das nuvens

Os aerossóis atmosféricos desempenham um papel importante no clima. Eles refletem a luz solar e produzem as gotas que formam as nuvens. Aerossóis adicionais poderiam, assim, intensificar a formação de nuvens e aumentar seu tempo de vida, com influência direta no clima da Terra, favorecendo o aquecimento ou o esfriamento do planeta. Seu conhecimento reforça, dessa forma, a evidência da influência dos fatores naturais sobre o clima.

Pelas estimativas atuais, cerca de metade de todas as gotas de nuvem se originam a partir de aglomerados de moléculas presentes na atmosfera em quantidades muito pequenas. Alguns desses micro-aglomerados eventualmente crescem o suficiente para se tornarem sementes de gotas de nuvem. Acredita-se que traço de vapores de ácido sulfídrico e de amônia são importantes para esse processo. Esses vapores são usados em todos os modelos atmosféricos elaborados pelos cientistas para estudar o clima, mas o mecanismo e a taxa pelo qual eles formam aglomerados junto com moléculas de água eram pouco conhecidos e mal compreendidos até agora.

Em um artigo recém publicado pela revista Nature, o projeto Cloud (“nuvem”, em inglês) desenvolvido pelo CERN (sigla em francês de Centro Europeu para a Pesquisa Nuclear) divulgou seus primeiros resultados que ajudam a aprofundar esta compreensão.

O projeto Cloud foi projetado para estudar os efeitos dos raios cósmicos na formação de aerossóis atmosféricos – partículas minúsculas, líquidas ou sólidas, suspensas na atmosfera – sob condições controladas de laboratório. Acredita-se que os aerossóis são responsáveis por uma grande fração das “sementes” em torno das quais o vapor d’água atmosférico se condensa formando as nuvens, que têm influência fundamental na temperatura da Terra. O entendimento do processo de formação dos aerossóis é, por isso, importante para a compreensão do clima.

Os resultados do Cloud mostram que os vapores-traço (que existem em quantidades muito baixas na atmosfera), até agora considerados para contabilizar a formação de aerossóis na baixa atmosfera, podem explicar apenas uma pequena fração da produção observada de aerossol atmosférico.

A formação dos aerossóis é amplificada pela intervenção dos raios cósmicos, como mostram os resultados: a ionisação promovida pelos raios cósmicos aumenta significativamente a formação de aerossóis. As medidas precisas obtidas neste experimento são importantes para a compreensão quantitativa da formação de nuvens e contribuirão para determinar os efeitos delas nos modelos climáticos. “Estes novos resultados do Cloud são significativos porque permitiram o início de observações extremamente importantes de alguns processos atmosféricos fundamentais”, disse Jasper Kirkby, porta-voz da equipe responsável pela experiência.

Os resultados do Cloud mostram que na baixa atmosfera, o ácido sulfúrico e o vapor de água podem rapidamente formar aglomerados e que os raios cósmicos aceleram a taxa de formação por mais de dez vezes. Contudo, na camada mais baixa da atmosfera, no primeiro quilômetro acima da superfície da Terra, os resultados mostram a necessidade de vapores adicionais, como o de amônia, para o desencadeamento do processo. Crucialmente, no entanto, os resultados do Cloud mostram que apenas ácido sulfúrico, água e amônia – mesmo com a intensificação dos raios cósmicos – não são suficientes para explicar a formação dos aerossóis observada na atmosfera. Vapores adicionais devem estar envolvidos, e descobrir sua identidade será o próximo passo para o Cloud.

“Foi uma grande surpresa descobrir que a formação de aerossóis na baixa atmosfera não era devida apenas ao ácido sulfúrico, água e amônia,” disse Kirkby. “Agora, é vitalmente importante descobrir quais vapores estão envolvidos, e se são de origem natural ou humana, e como eles influenciam a formação de nuvens. Este é o nosso próximo trabalho”.

Fonte: CERN. Tradução: Verônica Bercht