Pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA, documentaram pela primeira vez árvores que brilham durante tempestades com raios. O fenômeno ocorreu no estado norte-americano da Carolina do Norte, durante o verão de 2024 no hemisfério norte. Patrick McFarland e William Brune capturaram imagens de coronas elétricas em comprimentos de onda ultravioleta nas pontas das folhas de uma liquidâmbar e um pinheiro.
A corona elétrica havia sido observada apenas em laboratório. Os resultados foram publicados na revista científica Geophysical Research Letters.
De acordo com a revista Science, a descoberta representa um avanço significativo na compreensão dos fenômenos elétricos atmosféricos e suas interações com a vegetação.
Como o fenômeno acontece
As nuvens de tempestade carregam alta carga elétrica negativa. Essa carga induz uma carga oposta e positiva no solo abaixo. Em áreas florestadas, as cargas sobem até as pontas das folhas através dos troncos e galhos eletricamente condutores das árvores.
Nas pontas, as cargas se concentram. Isso cria um campo elétrico forte e localizado. Assim, o campo excita e ioniza moléculas de ar próximas, criando um plasma. Quando as moléculas relaxam ou se recombinam, elas emitem luz: uma corona breve e cintilante.
Equipamento desenvolvido especialmente para a pesquisa
McFarland e Brune construíram um instrumento do zero. O dispositivo combina um telescópio, um periscópio e uma câmera ultravioleta de alta velocidade. Porém, a luz ambiente de fundo impediu que câmeras regulares e o olho humano documentassem o fenômeno em comprimentos de onda visíveis.
Dessa forma, os pesquisadores compararam vídeos de galhos balançando em uma câmera regular com o que foi visto na câmera ultravioleta. Eles descobriram que pontos ultravioleta cintilantes correspondiam às pontas dos galhos.
Observações em múltiplos estados dos EUA
A dupla percorreu uma rota da Flórida até a Pensilvânia durante o verão de 2024. Eles perseguiram tempestades em um carro equipado com o dispositivo de medição. Na Carolina do Norte, os cientistas observaram uma tempestade com duração de 90 minutos. A maioria das tempestades é curta.
Aproximadamente cinco observações adicionais ao longo do verão confirmaram os achados da Carolina do Norte. Além disso, as observações confirmaram que as coronas existem e podem ocorrer em múltiplos locais em diferentes tipos de árvores.
Coronas saltam entre pontas de folhas
As coronas pareciam saltar rapidamente entre as pontas das folhas em diferentes galhos. McFarland descreveu o fenômeno: “Se você puder imaginar ser capaz de ver essas coronas sob uma tempestade, você provavelmente veria um show de luzes realmente muito legal com todas essas cintilações ou brilhos surgindo”.
Isso sugere que o salto (ou “hopping”) é uma característica fundamental das coronas. A explicação pode estar em campos elétricos em mudança ou cargas elétricas tomando diferentes caminhos subindo por uma árvore.
Impactos na qualidade do ar
As coronas produzem radicais hidroxila. Essas moléculas destroem metano e monóxido de carbono na atmosfera. Elas são chamadas de detergente da atmosfera devido à sua capacidade de destruir esses gases.
As coronas também podem gerar neblinas através de interações com compostos orgânicos voláteis emitidos pelas árvores. A quantidade de hidroxila produzida durante uma tempestade seria pequena demais para afetar o clima global. Porém, poderia influenciar a qualidade do ar na região imediata ao redor de um dossel florestal, segundo McFarland.
Efeitos sobre as árvores ainda são desconhecidos
Permanece incerto se as descargas elétricas causam danos às árvores. Trabalhos anteriores em laboratório mostraram que as pontas das folhas ficam visivelmente queimadas após apenas alguns segundos de exposição a voltagens semelhantes às das coronas. Porém, não está claro como as árvores em ambiente natural respondem a essas descargas.
Evan Gora, ecologista florestal do Instituto Cary de Estudos de Ecossistemas, comentou sobre a resiliência das árvores: “as árvores são incrivelmente resilientes”. Além disso, ele acrescentou: “eu presumiria que, se [as coronas] podem danificar árvores, então as árvores também provavelmente têm algumas adaptações a elas”.
Descoberta contribui para compreensão de raios
Os autores do estudo esperam que o trabalho ajude a esclarecer como as tempestades eletrificam a paisagem e produzem raios. As observações das coronas devem ajudar os pesquisadores a entender os streamers, a próxima fase da descarga elétrica de uma tempestade que leva aos raios completos.
Joseph Dwyer, físico da Universidade de New Hampshire que não participou do estudo, afirmou que compreender como as tempestades eletrificam a paisagem e produzem raios “estão entre os maiores problemas nas ciências atmosféricas”. Aliás, ele destacou: “Esta não foi uma medição fácil de fazer”.
Richard Sonnenfeld, físico e diretor do Laboratório Langmuir para Pesquisa Atmosférica no Instituto de Mineração e Tecnologia do Novo México, declarou: “Estamos juntando todas as peças, e é simplesmente lindo cada vez que você encaixa uma nova peça”.
Próximos passos da pesquisa
Os pesquisadores mantêm seu veículo de caça a tempestades estacionada. Eles trabalham para aumentar a sensibilidade de seu instrumento. Assim, o objetivo é detectar coronas mais fracas que não puderam ser percebidas nas observações iniciais.
Por outro lado, também não se sabe a extensão real da ocorrência das coronas. O instrumento utilizado só conseguiu detectar os brilhos mais intensos. McFarland declarou sobre as limitações do instrumento atual: “É possível, e talvez até provável, que essas coronas sejam muito mais difundidas do que até mesmo o que relatamos”.
Além disso, McFarland acrescentou: “É fantástico ter prova concreta”.
