Três lições copernicanas – Marcelo Gleiser



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A Ionosfera e os Raios Cósmicos
Folha de São Paulo, abril/2003
Vivemos em um mundo elétrico. Em condições normais, durante um dia calmo, o aumento na eletricidade da atmosfera é da ordem de 100 volts por metro, ou seja, a diferença de potencial de seu nariz até o chão é da ordem de 200 volts. Mas, neste caso, por que não levamos choques o tempo todo? A razão é que o corpo é um bom condutor de eletricidade.
Com o aumento da altitude, a variação na voltagem diminui, isto porque a voltagem depende da densidade do ar, que também diminui com a altitude. Mas os números são impressionantes. A diferença de potencial entre o topo da atmosfera (50 quilômetros de altitude) e o chão é de 400 mil volts. De onde vem essa eletricidade toda? E o que a mantém? Antes de mais nada é importante frisar que ninguém vai ser eletrocutado pela atmosfera. A menos que a pessoa seja atingida por um raio. O ar, felizmente, não é um bom condutor de eletricidade. Mas alguma flui, passando cargas elétricas do ar para o chão.
Essa condutividade é causada por íons, por exemplo, uma molécula de oxigênio que ganhou ou perdeu um elétron, tornando-se eletricamente carregada. É bom lembrar que correntes elétricas são causadas pelo fluxo de cargas elétricas de um ponto a outro. Estas cargas são atraídas por cargas opostas. No caso da Terra, cargas positivas são atraídas para o chão. A questão então é de onde vêm esses íons e por que eles não acabam ao serem neutralizados na superfície.
Em 1912, o físico austríaco Victor Hess usou um balão para testar a ionização da atmosfera. Para sua surpresa, descobriu que ela aumenta com a altitude. Uma nova área de pesquisa surgiu com a descoberta de Hess, os raios cósmicos.
Raios cósmicos são gerados pelo Sol, pelo centro da Galáxia e por outros objetos astrofísicos capazes de gerar verdadeiros jatos de partículas, acelerando-as pelo espaço interestrelar. Ao chocarem-se com moléculas na atmosfera da Terra, essas partículas podem arrancar alguns de seus elétrons. Como a chuva cósmica é constante, a reserva de íons e, portanto, a fraca corrente atmosférica são sempre renovadas.
A 50 quilômetros de altitude (ionosfera), o ar é um excelente condutor e a condutividade do ar aumenta indiscriminadamente. É como se a Terra fosse envolvida por uma esfera metálica, capaz de conduzir correntes horizontalmente. Mas se as cargas positivas caem sobre a superfície da Terra constantemente, o que alimenta com as cargas negativas necessárias para neutralizá-las?
Existe aqui um equilíbrio de extrema elegância. As cargas negativas são supridas por raios durante tempestades. Em torno de 90% dos raios trazem cargas negativas para a superfície da Terra. Portanto, na próxima vez que você praguejar quando uma tempestade elétrica começar, lembre-se de seu papel regulador da eletricidade em nosso planeta, constantemente bombardeado por cargas vindas do espaço, chamadas raios cósmicos.


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