Explosões solares extremas e um campo magnético fraco são uma combinação mortal para a Terra: WebCuriosos
A notável aurora do início de maio deste ano demonstrou o poder que as tempestades solares podem emitir como radiação, mas ocasionalmente o Sol faz algo muito mais destrutivo.
Conhecidos como “eventos de partículas solares”, essas explosões de prótons diretamente da superfície do Sol podem disparar como um holofote para o espaço.
Os registos mostram que, 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) na superfície.
Analisamos o que acontece durante um evento tão extremo em um artigo publicado hoje. Mostramos também que em alturas em que o campo magnético da Terra é fraco, estes eventos podem ter um efeito dramático na vida em todo o planeta.
O escudo magnético crítico da Terra
O campo magnético da Terra fornece um casulo protetor crucial para a vida, desviando a radiação eletricamente carregada do Sol.
No estado normal, funciona como uma barra magnética gigantesca com linhas de campo subindo de um pólo, girando e mergulhando de volta no outro pólo, em um padrão às vezes descrito como uma “toranja invertida”.
A orientação vertical nos pólos permite que alguma radiação cósmica ionizante penetre até à atmosfera superior, onde interage com moléculas de gás para criar o brilho que conhecemos como aurora.
No entanto, o campo muda muito com o tempo. No século passado, o pólo magnético norte vagou pelo norte do Canadá a uma velocidade de cerca de 40 quilómetros por ano, e o campo enfraqueceu-se em mais de 6%.
Os registos geológicos mostram que houve períodos de séculos ou milénios em que o campo geomagnético esteve muito fraco ou mesmo totalmente ausente.
Podemos ver o que aconteceria sem o campo magnético da Terra olhando para Marte, que perdeu o seu campo magnético global no passado antigo, e como resultado a maior parte da sua atmosfera.
Em maio, não muito depois da aurora, um forte evento de partícula solar atingiu Marte. Atrapalhou o funcionamento do Odisseia de Marte espaçonave e causou níveis de radiação na superfície de Marte cerca de 30 vezes maiores do que os que você receberia durante 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 (aproximadamente 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.
Eventos extremos de partículas solares
Esses eventos extremos de partículas solares ocorrem aproximadamente a cada poucos milênios. O mais recente aconteceu 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 do seu efeito imediato, os eventos de partículas solares também podem desencadear uma cadeia de reações químicas na alta atmosfera que podem esgotar o ozono. O ozônio absorve a radiação UV solar prejudicial, que pode danificar a visão e também o DNA (aumentando o risco de câncer de pele), além de impactar o clima.
Em nosso novo estudousamos grandes modelos computacionais da química atmosférica global para examinar os impactos de um evento extremo de partículas solares.
Descobrimos que tal evento poderia esgotar os níveis de ozono durante cerca de um ano, aumentando os níveis de UV na superfície e aumentando os danos no ADN.
Mas se um evento de protões solares ocorresse durante um período em que o campo magnético da Terra estivesse muito fraco, os danos causados pelo ozono durariam seis anos, aumentando os níveis de UV em 25% e aumentando a taxa de danos no ADN induzidos pela energia solar em até 50%.
Explosões de partículas do passado
Qual é a probabilidade desta combinação mortal de campo magnético fraco e eventos extremos de prótons solares? Dada a frequência com que cada um deles ocorre, parece provável que aconteçam juntos com relativa frequência.
Na verdade, esta combinação de eventos pode 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 42.000 anos e durou cerca de 1.000 anos. Vários eventos evolutivos importantes ocorreu nessa épocacomo o desaparecimento dos últimos Neandertais na Europa e a extinções da megafauna marsupial incluindo wombats e cangurus gigantes na Austrália.
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Um evento evolutivo ainda maior também foi ligado ao campo geomagnético da Terra. A origem dos animais multicelulares no final do período Ediacarano (de 565 milhões de anos atrás), registrada em fósseis na cordilheira Flinders, no sul da Austráliaocorreu após um período de 26 milhões de anos de campo magnético fraco ou ausente.
Da mesma forma, a rápida evolução de diversos grupos de animais na Explosão Cambriana (cerca de 539 milhões de anos atrás) também foi relacionada ao geomagnetismo e aos altos níveis de UV.
A evolução simultânea dos olhos e das conchas duras do corpo em vários grupos não relacionados tem sido descrito como o melhor meio para detectar e evitar os nocivos raios UV que chegam, numa “fuga da luz”.
Ainda estamos apenas começando a explorar o papel da atividade solar e do campo magnético da Terra na história da vida.
Alan CooperDistinto Professor, Universidade Charles Sturt e Pavle ArsenovicCientista Sênior, Universidade de Recursos Naturais e Ciências da Vida (BOKU)
Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
