Cerca de 100 quilômetros acima de nossas cabeças existe uma região onde a atmosfera começa a se comportar de maneira muito diferente. Ali podem surgir enormes concentrações invisíveis de partículas carregadas, capazes de refletir ondas de rádio e interferir em diferentes sinais. Os cientistas conhecem essas estruturas há décadas, mas uma missão da NASA revelou algo inesperado: elas são muito menos uniformes e previsíveis do que os modelos sugeriam.
Uma espécie de nuvem aparece no limite do espaço
Elas são conhecidas como camadas E esporádicas e surgem na ionosfera, região da atmosfera terrestre onde a radiação solar transforma parte dos gases em partículas eletricamente carregadas.
Essas estruturas podem aparecer aproximadamente a 100 quilômetros da superfície.
Apesar da comparação com uma nuvem, não estamos falando de algo semelhante às formações brancas que observamos no céu. As camadas são invisíveis aos nossos olhos e apresentam características completamente diferentes.
Sua composição inclui partículas metálicas provenientes de uma fonte bastante curiosa: meteoros.
Quando esses pequenos objetos espaciais entram na atmosfera e se desintegram, deixam para trás quantidades de ferro, magnésio e outros metais. Em determinadas condições, esses materiais ionizados podem se concentrar em camadas extremamente densas.
É aí que começa o problema para as comunicações.
Esses restos de meteoros podem funcionar como enormes espelhos
As ondas de rádio normalmente seguem trajetórias relativamente previsíveis. Mas uma camada E esporádica pode alterar completamente esse caminho.
A concentração de partículas carregadas funciona como uma espécie de espelho para determinadas frequências de rádio.
Uma transmissão que deveria continuar seu caminho pela atmosfera pode ser refletida novamente em direção ao solo.
O resultado é curioso: sinais originados a enormes distâncias podem ser recebidos em lugares onde normalmente não chegariam.
Para radioamadores, isso pode até criar condições interessantes para comunicações de longa distância. Para outros sistemas, porém, a situação pode provocar confusão.
Radares podem receber ecos inesperados e interpretar incorretamente determinadas informações. Sistemas de posicionamento também podem sofrer incertezas porque os sinais transmitidos pelos satélites precisam atravessar a ionosfera antes de alcançar os receptores na superfície.
A NASA lançou um foguete diretamente através do fenômeno
Para entender melhor o que acontece, pesquisadores desenvolveram o experimento Sporadic E Electrodynamics Demonstration, ou SpEED Demon.
A missão utilizou um foguete suborbital lançado em 24 de agosto de 2022 das instalações de Wallops, da NASA, no estado americano da Virgínia.
O objetivo era atravessar uma dessas regiões e realizar medições simultâneas em diferentes pontos.
Essa estratégia permitiu observar algo que os instrumentos tradicionais não mostravam claramente.
Durante muito tempo, uma maneira relativamente simples de imaginar essas camadas era pensar em algo parecido com uma grande superfície plana e uniforme composta por partículas metálicas.
Os novos dados indicam que a realidade é consideravelmente mais caótica.
A suposta camada plana está cheia de ondulações
As medições mostraram irregularidades e ondulações dentro da estrutura.
Em vez de permanecerem organizadas em uma camada perfeitamente uniforme, as partículas parecem acompanhar movimentos muito mais complexos associados à dinâmica e à turbulência da atmosfera.
Essa descoberta é importante porque a geometria da camada influencia diretamente a maneira como as ondas eletromagnéticas são refletidas ou modificadas.
Uma superfície uniforme teria efeitos relativamente mais fáceis de prever.
Uma estrutura ondulada e variável complica bastante essa tarefa.
Os resultados foram publicados no Journal of Geophysical Research: Space Physics por uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade Aeronáutica Embry-Riddle.
Existe uma pergunta que continua sem resposta há décadas
Os cientistas sabem algumas coisas sobre as camadas E esporádicas.
Uma delas é que existe certa sazonalidade. Essas estruturas aparecem com maior frequência durante o verão de cada hemisfério.
Também sabemos que partículas metálicas deixadas por meteoros desempenham um papel importante em sua formação.
Mas ainda existe uma questão fundamental: por que essas partículas acabam se concentrando justamente nessas enormes camadas?
Os movimentos dos ventos na atmosfera superior e os campos elétricos e magnéticos participam do processo, mas reconstruir todos esses mecanismos simultaneamente continua sendo extremamente difícil.
As novas medições multiponto do SpEED Demon oferecem justamente uma maneira mais detalhada de investigar esse quebra-cabeça.
O que acontece a 100 quilômetros de altura pode chegar até seu GPS
O fenômeno também mostra como regiões aparentemente distantes da atmosfera podem afetar tecnologias utilizadas diariamente.
GPS, radares e comunicações por rádio dependem da propagação de sinais eletromagnéticos. Quando as condições da ionosfera mudam, esses sinais também podem mudar de comportamento.
Isso não significa que uma dessas camadas fará repentinamente seu celular perder completamente a localização.
O problema é principalmente de previsibilidade.
Quanto melhor os cientistas compreenderem quando essas estruturas aparecem, como se organizam e de que maneira evoluem, melhores poderão ser os modelos utilizados para antecipar interferências.
A missão da NASA não resolveu definitivamente o mistério.
Mas revelou que aquela aparente camada invisível situada no limite do espaço não é uma simples folha de partículas metálicas flutuando sobre nossas cabeças.
É uma estrutura dinâmica, irregular e muito mais complicada do que parecia.
[Fonte: meteored]
