Misteriosas erupções de partículas do Sol podem devastar nossa camada de ozônio

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Neste texto, professores da Universidade Chares Sturt explicam os eventos solares extremos que causaram a aurora austral neste ano. Aurora Boreal sobre East Brandenburg, Alemanha Patrick Pleul/DPA via AP As notáveis ​​auroras vistas no início de maio deste ano demonstraram o poder das tempestades solares, mas ocasionalmente o Sol faz algo muito mais destrutivo. Conhecidas como “eventos de partículas solares” (SPEs), essas erupções de prótons diretamente da superfície do Sol podem ser como um holofote no espaço. Os registos mostram que, aproximadamente a cada mil anos, a Terra é atingida por um evento extremo de partículas solares, que pode causar graves danos à camada de ozono e aumentar os níveis de radiação ultravioleta (UV) à superfície. Analisamos o que acontece durante um evento tão extremo em um artigo publicado recentemente. Mostramos também que nos momentos em que o campo magnético da Terra é mais fraco, estes eventos podem ter um efeito dramático na vida em todo o planeta. Escudo Magnético da Terra O campo magnético da Terra fornece um escudo protetor crucial para a vida, desviando a radiação eletricamente carregada do Sol. No seu estado normal, funciona como um íman gigantesco com linhas de campo que sobem de um pólo, dão voltas e mergulham de volta em direcção ao outro pólo, num padrão por vezes descrito como uma “toranja invertida”. A orientação vertical nos pólos permite que parte da radiação cósmica ionizante penetre na alta atmosfera, onde interage com as moléculas de gás na atmosfera para criar o brilho que conhecemos como aurora. No entanto, este campo muda muito com o tempo. Ao longo do século passado, o pólo magnético norte viajou pelo norte do Canadá a uma velocidade de cerca de 40 quilómetros por ano, e o campo enfraqueceu em mais de 6%. Aurora boreal vista em Punta Carrera, Chile, na noite de sexta-feira, 10 de maio de 2024. Joel Estay/Reuters Registros geológicos mostram que houve períodos de séculos ou milênios em que o campo geomagnético foi muito fraco ou até completamente ausente. Podemos ver o que aconteceria sem o campo magnético da Terra observando Marte, que perdeu o seu campo magnético global num passado distante e, consequentemente, a maior parte da sua atmosfera. Em maio, pouco depois do amanhecer, um forte evento de partícula solar atingiu Marte. Este evento interrompeu a operação da sonda Mars Odyssey e fez com que os níveis de radiação na superfície de Marte fossem cerca de 30 vezes maiores do que os obtidos em uma radiografia de tórax. O poder dos prótons A atmosfera externa do Sol emite um fluxo constante e flutuante de elétrons e prótons conhecido como “vento solar”. No entanto, a superfície do Sol também emite esporadicamente explosões de energia, principalmente prótons, em eventos de partículas solares, que são frequentemente associados a erupções solares. Os prótons são muito mais pesados ​​que os elétrons e carregam mais energia, por isso atingem altitudes mais baixas na atmosfera da Terra, excitando moléculas de gás no ar. No entanto, estas moléculas excitadas emitem apenas raios X, que são invisíveis a olho nu. Centenas de eventos de partículas solares fracas ocorrem a cada ciclo solar (cerca de 11 anos), mas os cientistas encontraram vestígios de eventos muito mais fortes ao longo da história da Terra. Alguns dos mais extremos eram milhares de vezes mais fortes do que qualquer coisa gravada com instrumentos modernos. Aurora Boreal sobre East Brandenburg, Alemanha Patrick Pleul/DPA via AP Eventos Extremos de Partículas Solares Esses eventos extremos de partículas solares ocorrem aproximadamente a cada poucos milênios. O mais recente ocorreu por volta de 993 DC e foi usado para mostrar que os edifícios Viking no Canadá usavam madeira cortada em 1021 DC. Menos ozônio, mais radiação Além de seus efeitos imediatos, os eventos de partículas solares podem iniciar uma cadeia de reações químicas na alta atmosfera que podem reduzir o ozônio. O ozônio absorve radiação solar ultravioleta mais intensa, que pode causar danos à visão e também ao DNA (aumentando o risco de câncer de pele), além de influenciar o clima. Em nosso novo estudo, usamos grandes modelos computacionais da química atmosférica global para examinar os impactos de um evento extremo de partículas solares. Descobrimos que este tipo de evento poderia reduzir os níveis de ozono durante um ano ou mais, aumentando os níveis de radiação UV na superfície e aumentando os danos no ADN. No entanto, se um evento de protões solares ocorresse durante um período em que o campo magnético da Terra é muito fraco, os danos do ozono durariam seis anos, aumentando os níveis de UV em 25% e aumentando a taxa de danos no ADN induzidos pelo ozono. Sol até 50%. Explosões de partículas do passado Qual é a probabilidade desta combinação mortal de campo magnético fraco e eventos extremos de partículas solares? Considerando a frequência com que cada um deles ocorre, parece provável que aconteçam juntos com relativa frequência. Na verdade, esta combinação de eventos poderia explicar várias ocorrências misteriosas no passado da Terra. O período mais recente de campo magnético fraco – incluindo uma mudança temporária nos pólos norte e sul – começou há 42 mil anos e durou cerca de 1.000 anos. Vários eventos evolutivos importantes ocorreram nessa época, como o desaparecimento dos últimos Neandertais na Europa e a extinção da megafauna marsupial, incluindo wombats e cangurus gigantes na Austrália. A maior tempestade solar dos últimos 20 anos causa aurora boreal na Europa e rara aurora austral na Argentina e no Chile; veja FOTOS Um evento evolutivo ainda maior também foi associado ao campo geomagnético da Terra. A origem dos animais multicelulares no final do período Ediacarano (565 milhões de anos atrás), registrada em fósseis nas cordilheiras Flinders, no sul da Austrália, ocorreu após um período de 26 milhões de anos de campo magnético fraco ou ausente. Da mesma forma, a rápida evolução de vários grupos de animais na Explosão Cambriana (cerca de 539 milhões de anos atrás) também esteve ligada ao geomagnetismo e aos elevados níveis de UV. A evolução simultânea dos olhos e das conchas duras em vários grupos não relacionados foi descrita como o melhor meio de detectar e evitar a entrada de raios UV nocivos num “vazamento de luz”. Estamos apenas começando a explorar o papel da atividade solar e do campo magnético da Terra na história da vida. *Alan Cooper professor da Universidade Charles Sturt. *Pavle Arsenovic cientista sênior da Universidade de Recursos Naturais e Ciências da Vida. **Este texto foi publicado originalmente no site The Conversation Brasil. A maior tempestade solar dos últimos 20 anos causa aurora boreal e rara aurora austral



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