Radiação solar está causando redução da termosfera terrestre

Com informações da NSF - 21/09/2010

A termosfera, que compreende uma faixa entre 90 e 500 km com altitude, é uma camada de gás rarefeita na fronteira com o espaço exterior. É lá que se dá o primeiro contato da radiação solar com a atmosfera da Terra.[Imagem: NASA]

Grandes mudanças na produção de energia no Sol estão causando flutuações dramáticas na camada externa da atmosfera da Terra.

Influências do Sol

Um estudo recém-publicado na revista Geophysical Research Letters, financiado pela NASA e pela National Science Foundation (NSF), faz uma associação direta entre um encolhimento recente de uma camada da alta atmosfera da Terra com uma queda acentuada nos níveis de radiação ultravioleta emitidas pelo Sol.

A pesquisa indica que o ciclo magnético solar, que produz números variáveis de manchas solares ao longo de ciclos de cerca de 11 anos, pode variar mais do que se pensava anteriormente.

"Esta pesquisa apresenta um argumento convincente para a necessidade de se estudar o sistema acoplado Sol-Terra", afirmou Farzad Kamalabadi, da NSF, "e ilustra a importância da influência solar sobre o nosso ambiente terrestre, com implicações fundamentais tanto científicas quanto em termos de consequências sociais."

Navegação espacial

As descobertas podem ter implicações para os satélites em órbita, bem como para a Estação Espacial Internacional.

Por um lado, o fato de que a camada superior da atmosfera, conhecida como termosfera, se encolhe e fica menos densa, significa que os satélites podem manter mais facilmente suas órbitas, permanecendo no espaço por mais tempo e desfrutando de uma vida útil maior.

Por outro lado, isso indica que o lixo espacial e outros objetos que apresentam riscos para a "navegação espacial" também podem ficar por mais tempo na termosfera do que se calculava.

Termosfera

Os dados demonstraram que o que se convencionou chamar de "mínimo solar" não é uma situação padrão, mas varia de um ciclo para outro. Ou seja, os mínimos solares não são iguais entre si.

A produção de energia no Sol caiu a níveis anormalmente baixos entre 2007 e 2009, um mínimo solar particularmente prolongado, durante o qual praticamente não ocorreram manchas solares ou tempestades solares.

Durante esse período de baixa atividade solar, a termosfera terrestre encolheu mais do que em qualquer momento desde que ela é monitorada, ao longo dos últimos 43 anos da chamada era espacial.

A termosfera, que compreende uma faixa entre 90 e 500 km com altitude, é uma camada de gás rarefeita na fronteira com o espaço exterior. É lá que se dá o primeiro contato da radiação solar com a atmosfera da Terra.

Ela geralmente esfria e se torna menos densa durante períodos de atividade solar muito baixa.

Mas a magnitude da queda de densidade da termosfera durante o mínimo solar mais recente foi cerca de 30 por cento maior do que seria de se esperar mesmo com a baixíssima atividade solar verificada.

Influência do CO2

O estudo também mostrou que a variação da termosfera sofre pouca influência do nível de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera terrestre. Os cálculos anteriores estimavam que o gás de efeito estufa estaria reduzindo a densidade da camada externa da atmosfera entre 2 e 5 por cento por década.

Estudando um período de 13 anos (1996 a 2008, inclusive), eles verificaram que a termosfera esfriou 41 kelvin (K) no período, com apenas 2 K atribuíveis ao aumento do dióxido de carbono.

Quando à densidade da termosfera, os resultados mostraram uma diminuição de 31 por cento, com apenas 3 por cento atribuídos ao dióxido de carbono.

"Agora está claro que o recorde de baixa temperatura e densidade foram primariamente causados por níveis anormalmente baixos de radiação solar na faixa do ultravioleta extremo," diz Stanley Solomon, um dos autores do estudo.

Super mínimos

Os pesquisadores também afirmam que seus dados indicam que o Sol pode estar passando por um período de atividade relativamente baixa de longo prazo, semelhantes aos períodos verificados no início dos séculos 19 e 20.

"Então esperamos ter ciclos solares menos intensos nos próximos 10 a 30 anos," disse Thomas Woods, coautor do trabalho.

Esta conclusão está de acordo com dados de outra pesquisa publicada nesta semana, segundo a qual as manchas solares poderão desaparecer a partir de 2016.

Bibliografia:

Anomalously low solar extreme-ultraviolet irradiance and thermospheric density during solar minimum
S. C. Solomon, T. N. Woods, L. V. Didkovsky, J. T. Emmert, L. Qian
Geophysical Research Letters
Vol.: 37, L16103
DOI: 10.1029/2010GL044468