Impacto dos raios sobre a poluição e o efeito estufa está subestimado, diz NASA

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/11/2009

Relâmpagos causados por raios intranuvens normalmente ocorrem na alta atmosfera. Os estudos demonstraram que esse tipo de raio produz os mesmos efeitos sobre a poluição e o efeito estufa que os raios que atingem o solo.
[Imagem: Christoph Laidig]

A mais recente campanha de pesquisas feita por cientistas da NASA revela alguns detalhes interessantes sobre os raios. Mas também revela alguns dados de fato surpreendentes, mesmo para os cientistas.

A cada ano, mais de 1,2 bilhão de raios atingem a superfície da Terra. Ruanda tem a maior ocorrência de raios por quilômetro quadrado, enquanto os pólos têm a menor ocorrência.

Experimentos de campo e de laboratório revelaram que o núcleo de alguns raios atingem 30.000 Kelvin, uma temperatura quente o suficiente para fundir instantaneamente a areia e quebrar as moléculas de oxigênio e nitrogênio em átomos individuais.

Embora interessantes, estas são apenas algumas - mas não as mais importantes - dentre as mais recentes descobertas dos cientistas sobre os raios.

Poluição causada pelos raios

O mais impressionante vem agora: cada um dos bilhões de raios produz compostos poluidores tão danosos ao homem e às plantas quanto as mais poluentes das atividades humanas.

As descargas elétricas dos raios - atinjam elas o solo ou não - produzem óxidos de nitrogênio - os conhecidos NOx - que reagem com a luz do Sol e com outros gases na atmosfera para produzir ozônio.

Próximo à superfície terrestre, o ozônio pode ameaçar a saúde de plantas e dos animais - aí incluído o homem. Nas altitudes mais elevadas da atmosfera, ele é um potente gás causador do efeito estufa. Por outro lado, quando ainda mais alto, na estratosfera, ele bloqueia a radiação ultravioleta, que causa câncer no ser humano.

E, longe de apregoarem qualquer coisa do tipo "conclusão definitiva sobre os raios," os cientistas da NASA afirmam que sua pesquisa é apenas parcial, e que os impactos dos resultados sobre os modelos climáticos deverão ser muito maiores do que os agora anunciados.

Quantitativo incerto

Os cientistas já sabiam há quase 200 anos que as descargas elétricas dos raios produzem misturas gasosas de nitrogênio e oxigênio que incluem o óxido nítrico (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO2). Mas, como acontece com tudo o que se relaciona ao clima e às complexas inter-relações entre seus diversos fatores, ainda há muito por compreender.

Segundo os melhores cálculos disponíveis até o início do presente estudo, os relâmpagos responderiam por algo em torno de 10% da produção de todos os óxidos nitrosos lançados anualmente na atmosfera. Mas esta era apenas uma estimativa, e as diversas pesquisas sobre o tema nunca se aproximaram de fornecer uma conclusão definitiva.

"Ainda há muita incerteza sobre a quantidade de NOx que os raios produzem," explica o Dr. Kenneth Pickering, da NASA. "De fato, mesmo as mais recentes estimativas publicadas sobre a produção de NOx pelos raios variam por um fator de 4. Nós estamos tentando reduzir essa incerteza a fim de melhorar a precisão dos modelos climáticos globais e os modelos regionais da qualidade do ar.

Pior do que bilhões de carros

Usando dados coletados por aviões de pesquisa da NASA e satélites artificiais, o Dr. Pickering e seu colega Lesley Ott descobriram que os raios têm um impacto sobre a poluição e sobre o clima muito mais forte do que se supunha.

Esse impacto é mais forte sobre o clima das latitudes médias e das regiões subtropicais e menos significativo sobre a qualidade do ar superficial.

Segundo os pesquisadores, cada raio transforma 7 quilogramas de nitrogênio nos reativos gases NOx. "Em outras palavras, você pode dirigir um carro de um lado a outro dos Estados Unidos mais de 50 vezes (cerca de 150.000 km) e ainda assim produzirá menos da metade de NOx gerado por um único raio," afirma Ott.

Quando os pesquisadores multiplicaram o número de raios que atingem o solo no mundo todo por 7 quilogramas, eles descobriram que o total de NOx produzido anualmente por raios atinge 8,6 milhões de toneladas, o que é imensamente superior às estimativas anteriores.

Antigos pressupostos

Ainda mais importante do que a quantidade, contudo, é onde esse NOx é produzido. Uma década atrás, os pesquisadores acreditavam que os raios que atingem o solo produziam mais NOx do que os raios intranuvens, que ocorrem muito mais alto na atmosfera e cujas descargas elétricas nunca atingem o solo.

Os novos dados estimam que os dois tipos de raios produzem aproximadamente a mesma quantidade de NOx em média. Mas como a maioria dos raios é intranuvem, uma quantidade de NOx muito maior é produzido e permanece na alta atmosfera.

"Nós realmente começamos a questionar alguns dos antigos pressupostos conforme fomos capazes de medir os raios com maior precisão, em experimentos reais no campo," acrescenta Ott.

Aceleração do aquecimento global

Segundo os pesquisadores, é grande a possibilidade de que os raios produzam um ciclo de retroalimentação que acelere o aquecimento global. "Se o aquecimento global cria mais tempestades," afirmam eles, "isso pode levar a uma maior produção de NOx, que leva a uma produção de mais ozônio e mais aquecimento."

Os pesquisadores ressaltam que essa retroalimentação ainda é uma teoria e que, embora alguns modelos do aquecimento global deem sustentação à ideia, o fenômeno ainda deverá ser comprovado por observações de campo.

Causas naturais

Mesmo nas conclusões principais do estudo, baseadas em dados com uma qualidade muito superior às utilizadas anteriormente, ainda há muito a ser levado em conta: o valor de 7 quilogramas de NOx por raio não leva em consideração os raios das tempestade tropicais, onde ocorre a maior parte das descargas elétricas na Terra. Somente muito recentemente esses dados começaram a ser coletados e ainda não houve tempo para inclui-los nas pesquisas.

Desta forma, embora mostre uma importância dos raios na produção de gases causadores do efeito estufa muitas vezes superior aos considerados até agora, as conclusões são sabidamente subestimadas.

No caso específico dos NOx, além da emissão de origem humana, causada principalmente pela queima de combustíveis fósseis, existem várias fontes naturais de emissão, como os raios, micróbios no solo e queimadas e incêndios florestais.

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