Cientistas observam árvores “brilhando” durante tempestades

Pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA, documentaram, pela primeira vez, árvores que brilham durante tempestades com raios. O fenômeno foi registrado na 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, até então observada apenas em laboratório, foi descrita em detalhes na revista científica Geophysical Research Letters. Segundo a revista Science, essa descoberta representa um avanço significativo na compreensão dos fenômenos elétricos atmosféricos e suas interações com a vegetação.

As nuvens de tempestade carregam uma alta carga elétrica negativa, que induz uma carga oposta e positiva no solo abaixo. Em áreas florestadas, as cargas ascendem até as pontas das folhas através dos troncos e galhos condutores das árvores. Essa concentração de cargas cria um campo elétrico forte e localizado, excita e ioniza moléculas de ar próximas, formando um plasma. Quando essas moléculas relaxam ou se recombinam, emitem luz, resultando em uma corona breve e cintilante.

Para a pesquisa, McFarland e Brune desenvolveram um equipamento do zero, combinando um telescópio, um periscópio e uma câmera ultravioleta de alta velocidade. A luz ambiente de fundo impediu que câmeras tradicionais e o olho humano registrassem o fenômeno em comprimentos de onda visíveis.

Os pesquisadores compararam vídeos de galhos em movimento capturados por uma câmera comum com os dados da câmera ultravioleta, identificando que pontos ultravioleta cintilantes correspondiam às pontas dos galhos.

Durante o verão de 2024, a dupla percorreu uma rota da Flórida até a Pensilvânia, perseguindo tempestades com seu equipamento. Na Carolina do Norte, observaram uma tempestade que durou 90 minutos, sendo a maioria das tempestades muito mais breve. Aproximadamente cinco observações adicionais confirmaram os achados iniciais e a ocorrência de coronas em diferentes tipos de árvores.

As coronas pareciam saltar rapidamente entre as pontas das folhas em galhos distintos. McFarland descreveu o fenômeno como um "show de luzes" durante uma tempestade, sugerindo que esse salto é uma característica fundamental das coronas. As variações nos campos elétricos ou nos caminhos das cargas ao longo da árvore podem explicar esse comportamento.

Além disso, as coronas produzem radicais hidroxila, moléculas que destroem metano e monóxido de carbono na atmosfera, sendo consideradas detergentes atmosféricos. Elas também podem gerar neblinas ao interagir com compostos orgânicos voláteis emitidos pelas árvores. Embora a quantidade de hidroxila gerada durante uma tempestade seja pequena para afetar o clima global, pode impactar a qualidade do ar em áreas próximas ao dossel florestal.

Os efeitos das descargas elétricas sobre as árvores ainda permanecem desconhecidos. Estudos anteriores mostraram que as pontas das folhas podem ser visivelmente queimadas após breves exposições a voltagens semelhantes às das coronas, mas a resposta das árvores em ambientes naturais é incerta. Evan Gora, ecologista florestal do Instituto Cary de Estudos de Ecossistemas, destacou a resiliência das árvores e sugeriu que, caso as coronas causem danos, é provável que as árvores tenham adaptações para lidar com isso.

Os autores do estudo esperam que suas descobertas ajudem a esclarecer como as tempestades eletrificam a paisagem e produzem raios. As observações das coronas podem contribuir para a compreensão dos streamers, a fase seguinte da descarga elétrica que leva aos raios completos.

Joseph Dwyer, físico da Universidade de New Hampshire, afirmou que entender como as tempestades eletrificam a paisagem é um dos principais desafios nas ciências atmosféricas. Richard Sonnenfeld, físico e diretor do Laboratório Langmuir para Pesquisa Atmosférica, ressaltou a beleza do processo de juntar essas informações e descobrir novas peças do quebra-cabeça.

Os pesquisadores continuam a trabalhar para aumentar a sensibilidade de seu instrumento, buscando detectar coronas mais fracas que não puderam ser percebidas nas observações iniciais. A extensão real da ocorrência das coronas ainda é incerta, já que o equipamento atual só detectou os brilhos mais intensos. McFarland expressou que é possível que essas coronas sejam muito mais difundidas do que o que foi relatado até agora, afirmando que é "fantástico ter prova concreta".