Raios de tempestade disparam reações nucleares no céu
- Atualizado no dia 12 de março de 2024 -
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Começou aquela chuvarada e você já sabe o que esperar: relâmpagos e trovões aos montes, e, talvez, uma infeliz queda de energia elétrica na sua casa. Porém, não só clarões e assustadores barulhos permeiam as nuvens nessas horas. Pode não parecer, mas violentas reações nucleares estão ocorrendo ali, produzindo variados isótopos, de acordo com um novo estudo conclusivo publicado recentemente na Nature!
RAIOS EM TEMPESTADES
Os raios de tempestade sempre causaram fascínio na humanidade. Na Mitologia Grega, esses fortes clarões de luz seguidos de poderosos rugidos sonoros eram creditados ao Deus Zeus. Para os Vikings, esses raios eram produzidos por Thor à medida que o seu martelo se chocava com uma bigorna enquanto andava em sua carruagem sobre as nuvens. No Oriente, antigas estátuas de Buda mostram ele carregando um raio com flechas em cada ponta. Tribos de nativos norte-americanos na América do Norte acreditavam que os raios eram devido às penas brilhantes de uma ave mística cujo bater de asas produzia um barulho de trovão.
Tipicamente, mais de 2 mil tempestades com raios estão ativas a qualquer momento na superfície terrestre, produzindo cerca de 100 clarões por segundo. A cada ano, esses eventos luminosos são responsáveis por cerca de 24 mil mortes, 240 mil danos corporais e milhões de dólares em danos materiais. Mas como esses energéticos e perigosos eventos ocorrem lá em cima nas nuvens?
Benjamin Franklin foi o primeiro a mostrar que os raios de tempestade possuíam uma natureza elétrica através do seu famoso experimento com uma pipa, em 1752. Mas depois disso, pouco progresso foi feito para se entender em detalhes esse fenômeno até o final do século 19, com os avanços na área de fotografia e espectroscopia. A partir daí, fomos entendendo cada vez mais sobre esses poderosos rugidos luminosos.
Bem, basicamente, dentro das nuvens de chuva existem crescentes e interativas partículas de gelo (chamadas de hidrometeoros) que começam a colidir entre si, fraturar e partir. Nesses choques, as partículas ganham cargas elétricas - positivas, ao perder elétrons, e negativas ao ganhar elétrons. Acredita-se que as partículas menores tendem a adquirir cargas positivas e, as maiores, cargas negativas. Essas partículas tendem a se separar sob a influência de fortes correntes ascendentes de ar e da gravidade. Geralmente a parte inferior - a base da nuvem - e a parte superior - ou topo da nuvem -, são os locais de maior acúmulo de cargas, de sinais contrários, funcionando assim como verdadeiras armaduras de um capacitor.
Essa separação de cargas produz enormes potenciais elétricos, tanto dentro das nuvens quanto entre as nuvens e o solo. Além disso, com o acúmulo de cargas em sua superfície externa, a nuvem pode provocar uma indução eletrostática na superfície de outras nuvens ou no solo imediatamente abaixo (apesar das nuvens serem formadas por moléculas de água, portanto isolantes elétricas, a mobilidade de seus íons lhes confere um comportamento semelhante ao de um condutor). Podendo acumular milhões de volts no processo, a resistência elétrica do ar é finalmente quebrada e os relâmpagos (clarões de luz) começam - onde vários caminhos de condução são feitos no ar (ioniza-se), em que as cargas tentam encontrar as cargas opostas - à medida que as descargas elétricas acontecem entre os polos positivos e negativos. Nesse momento, cargas se movem pelos caminhos ionizantes criados (o ar agora é um condutor) à velocidades em torno de um terço da velocidade da luz, liberando enorme energia no trajeto (calor, luz, ondas sonoras) a partir da excitação de elétrons. Geralmente a luz do relâmpago é de cor branca, mas pode variar, dependendo das propriedades atmosféricas entre o relâmpago e o observador.
Nesse sentido, podem ocorrer vários tipos de raios, os quais, basicamente são circuitos sendo fechados entre um lado positivo e um negativo. Entre os três principais temos:
1. Nuvem-Solo: É o mais destrutivo e perigoso tipo de raio, apesar de não ser o mais comum. É o mais entendido pelos cientistas. A maioria dos relâmpagos aqui se originam da parte mais baixa do centro de cargas negativas e entregam carga negativa para o solo, ou seja, ocorre uma movimentação de cargas positivas do solo em direção às nuvens (o relâmpago é criado de baixo para cima, a partir de uma 'Descarga de Retorno'). Em casos de significativa minoria, são as cargas positivas sendo carregadas para o solo. Também podem ocorrer relâmpagos múltiplos, quando o primeiro não é suficiente para descarregar a nuvem.
2. Intra-Nuvem: É o tipo mais comum, ocorrendo entre centros de cargas opostas dentro de uma mesma nuvem. Geralmente o processo toma lugar dentro da nuvem e cria uma imagem externa de brilhos difusos e trêmulos. No entanto, os clarões pode sair dos limites da nuvem e um canal luminoso - similar ao tipo nuvem-solo - pode ficar visível por vários quilômetros.
3. Inter-Nuvem: Como o nome implica, ocorre entre centros de carga em duas diferentes nuvens, com a descarga elétrica criando uma ponte na lacuna de ar entre elas.
Detalhes do porquê uma descarga elétrica ocorre no interior da nuvem ou vai para o chão ainda não são muito bem entendidos. Talvez o raio se propaga em direção ao solo quando o gradiente do campo elétrico nas regiões inferiores da nuvem é mais forte no sentido para baixo.
Começou aquela chuvarada e você já sabe o que esperar: relâmpagos e trovões aos montes, e, talvez, uma infeliz queda de energia elétrica na sua casa. Porém, não só clarões e assustadores barulhos permeiam as nuvens nessas horas. Pode não parecer, mas violentas reações nucleares estão ocorrendo ali, produzindo variados isótopos, de acordo com um novo estudo conclusivo publicado recentemente na Nature!
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RAIOS EM TEMPESTADES
Os raios de tempestade sempre causaram fascínio na humanidade. Na Mitologia Grega, esses fortes clarões de luz seguidos de poderosos rugidos sonoros eram creditados ao Deus Zeus. Para os Vikings, esses raios eram produzidos por Thor à medida que o seu martelo se chocava com uma bigorna enquanto andava em sua carruagem sobre as nuvens. No Oriente, antigas estátuas de Buda mostram ele carregando um raio com flechas em cada ponta. Tribos de nativos norte-americanos na América do Norte acreditavam que os raios eram devido às penas brilhantes de uma ave mística cujo bater de asas produzia um barulho de trovão.
Tipicamente, mais de 2 mil tempestades com raios estão ativas a qualquer momento na superfície terrestre, produzindo cerca de 100 clarões por segundo. A cada ano, esses eventos luminosos são responsáveis por cerca de 24 mil mortes, 240 mil danos corporais e milhões de dólares em danos materiais. Mas como esses energéticos e perigosos eventos ocorrem lá em cima nas nuvens?
Benjamin Franklin foi o primeiro a mostrar que os raios de tempestade possuíam uma natureza elétrica através do seu famoso experimento com uma pipa, em 1752. Mas depois disso, pouco progresso foi feito para se entender em detalhes esse fenômeno até o final do século 19, com os avanços na área de fotografia e espectroscopia. A partir daí, fomos entendendo cada vez mais sobre esses poderosos rugidos luminosos.
Bem, basicamente, dentro das nuvens de chuva existem crescentes e interativas partículas de gelo (chamadas de hidrometeoros) que começam a colidir entre si, fraturar e partir. Nesses choques, as partículas ganham cargas elétricas - positivas, ao perder elétrons, e negativas ao ganhar elétrons. Acredita-se que as partículas menores tendem a adquirir cargas positivas e, as maiores, cargas negativas. Essas partículas tendem a se separar sob a influência de fortes correntes ascendentes de ar e da gravidade. Geralmente a parte inferior - a base da nuvem - e a parte superior - ou topo da nuvem -, são os locais de maior acúmulo de cargas, de sinais contrários, funcionando assim como verdadeiras armaduras de um capacitor.
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| Raio visto em câmera lenta |
Nesse sentido, podem ocorrer vários tipos de raios, os quais, basicamente são circuitos sendo fechados entre um lado positivo e um negativo. Entre os três principais temos:
1. Nuvem-Solo: É o mais destrutivo e perigoso tipo de raio, apesar de não ser o mais comum. É o mais entendido pelos cientistas. A maioria dos relâmpagos aqui se originam da parte mais baixa do centro de cargas negativas e entregam carga negativa para o solo, ou seja, ocorre uma movimentação de cargas positivas do solo em direção às nuvens (o relâmpago é criado de baixo para cima, a partir de uma 'Descarga de Retorno'). Em casos de significativa minoria, são as cargas positivas sendo carregadas para o solo. Também podem ocorrer relâmpagos múltiplos, quando o primeiro não é suficiente para descarregar a nuvem.
2. Intra-Nuvem: É o tipo mais comum, ocorrendo entre centros de cargas opostas dentro de uma mesma nuvem. Geralmente o processo toma lugar dentro da nuvem e cria uma imagem externa de brilhos difusos e trêmulos. No entanto, os clarões pode sair dos limites da nuvem e um canal luminoso - similar ao tipo nuvem-solo - pode ficar visível por vários quilômetros.
3. Inter-Nuvem: Como o nome implica, ocorre entre centros de carga em duas diferentes nuvens, com a descarga elétrica criando uma ponte na lacuna de ar entre elas.
Detalhes do porquê uma descarga elétrica ocorre no interior da nuvem ou vai para o chão ainda não são muito bem entendidos. Talvez o raio se propaga em direção ao solo quando o gradiente do campo elétrico nas regiões inferiores da nuvem é mais forte no sentido para baixo.
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Leitura recomendada e complementar:
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GATILHOS FOTONUCLEARES
Raios e nuvens de trovoada são verdadeiros aceleradores de partículas da natureza, e não apenas envolvem descargas elétricas comuns como era pensado antigamente. Inúmeros elétrons correm no meio desses eventos energéticos a velocidades relativísticas (próximas da velocidade da luz), geradas pelos campos elétricos ali presentes. Esses processos acabam gerando raios-γ (raios gama) altamente energéticos. Esses raios-γ já tinham sido - e são - detectados por observatórios terrestres, por detectores aéreos e até mesmo do espaço, através de flashes terrestres.
A energia desses raios-γ é suficientemente alta para ativar reações atmosféricas fotonucleares que produzem nêutrons e, eventualmente, pósitrons via decaimento β+ de isótopos radioativos instáveis, mais notavelmente o 13N (isótopo do nitrogênio). Apesar de teoricamente possíveis, tais reações fotonucleares nunca foram observadas conclusivamente, apesar das crescentes evidências observacionais de nêutrons e pósitrons (onde ambos estariam sendo liberados durante processos nucleares).
Realizado por pesquisadores japoneses, da Universidade de Kyoto, um novo estudo (Ref.1) veio agora para confirmar a existência dessas reações nucleares e a formação colateral de pósitrons (anti-partículas do elétron) durante os processos fotonucleares nas tempestades. Através de detectores instalados na costa do Mar do Japão, na estação de energia KashiwazakiKariwa, em Niigata, os pesquisadores conseguiram detectar sinais de nêutrons e pósitrons de forma conclusiva.
Durante uma tempestade em 6 de Fevereiro de 2017, em território japonês, um flash de raios-γ com uma duração menor do que um milissegundo foi detectado nos locais de monitoramento fixados a 0,5-1.7 quilômetros dos raios de trovoada. O subsequente brilho de raios-γ decresceu rápido, com um decaimento exponencial constante de 40-60 milissegundos, e foi seguido por uma prolongada linha de emissão em torno de 0,511 megaeletrovolts (MeV), a qual durou por um minuto.
A escala de tempo do decaimento observado e corte espectral em cerca de 10 MeV dos raios-γ subsequentes acabaram sendo bem explicados por uma de-excitação de raios-γ originados dos núcleos excitados pela captura de nêutrons. A energia de centro da prolongada linha de emissão detectada pelos cientistas durante as análises mostraram-se correspondendo à aniquilação elétron-pósitron, em uma característica assinatura energética, fornecendo conclusiva evidência de pósitrons sendo produzidos depois de um raio de tempestade.
Para explicar o mecanismo de produção dos pósitrons, os pesquisadores concluíram que a fonte direta eram as reações fotonucleares. Nesse sentido, uma explosão (ou flash) dos fótons de raios-γ colide com os núcleos de átomos presentes na atmosfera (nitrogênio e oxigênio - O -, por exemplo), iniciando reações nucleares. Essas últimas (mostradas no esquema abaixo) geram nêutrons rápidos com uma energia cinética em torno de 10 MeV e isótopos radioativos instáveis, os quais geram pósitrons em decaimentos β+.
Os nêutrons rápidos que são produzidos entram em uma série de espalhamentos elásticos com os núcleos na atmosfera, particularmente nitrogênio, envolvendo energias epitérmicas de 0,1-100 eV. Durante esse processo, 96% dos nêutrons desaparecem através da produção de partículas carregadas, gerando quasi-estáveis núcleos de carbono-14 (14C) - os quais possuem uma meia vida de 5,730 anos - sem emitir quaisquer fortes raios-γ; já os outros 4% são radiativamente capturados por nitrogênios na atmosfera ou matéria no solo terrestre, incluindo aquele ao redor dos detectores. O núcleo que captura um nêutron prontamente emite múltiplas linhas de de-excitação associadas aos raios-γ.
A taxa de captura teórica decai exponencialmente com uma escala de tempo de 56 milissegundos, o que é consistente com as constantes de decaimento de 40-60 milissegundos observadas pelos pesquisadores nos brilhos subsequentes, já mencionados.
Os outros principais produtos, 13N (meia-vida de 598 segundos) e 15O (meia-vida de 122 segundos) decaem gradualmente nos estáveis núcleos 13C e 15N via decaimento β+, liberando pósitrons e elétrons-neutrinos (uma partícula subatômica elementar do tipo lépton, a qual não possui carga elétrica). Uma região - ou 'nuvem' - cheia com esses isótopos emite pósitrons por mais de 10 minutos e acaba se movendo com o vento acima dos detectores sem experienciar muita difusão, devido à baixa mobilidade dos isótopos. Um pósitron emitido do 13N ou 15O viaja alguns poucos metros na atmosfera e é aniquilado rapidamente com um elétron no ambiente, radiando dois fótons com energia de 0,511 MeV. Esse processo produz o componente de atraso na aniquilação detectados em 11-63 segundos pelos pesquisadores e encaixando-se, mais uma vez, perfeitamente com a teoria.
CONCLUSÃO
Bem, existiam apenas duas origens naturais dos isótopos de carbono na Terra: primordiais e estáveis 13C provindo do tempo geológico a partir da nucleossíntese estelar (Como são formados os elementos químicos?), e semi-estáveis 14C, os quais são produzidos via interação atmosférica com os raios cósmicos (partículas extremamente penetrantes, dotadas de alta energia, que se deslocam a velocidades próximas à da luz no espaço sideral, as quais englobam 86% de prótons, 10% de núcleos de hélio e 1% de núcleos pesados).
O novo mecanismo fotonuclear disparado pelos raios de tempestade fornecem agora uma terceira via natural de criação desses isótopos de carbono e de outros núcleos na atmosfera, como nitrogênio e oxigênio (13C, 14C, 13N, 15N e 15O) aqui na Terra. Além disso, os isótopos de curta meia-vida 13N e 15O fornecem uma nova metodologia para estudar os raios através dos pósitrons observados do solo.
Apesar dos raios formarem isótopos mais estáveis - 13C, 14C e 15N -, apenas uma pequena fração da quantidade total desses últimos presente na atmosfera é originada desse processo.
(1) Isótopos: Átomos com o mesmo número de prótons no núcleo, mas diferentes números de nêutrons. Em outras, palavras, são os mesmos elementos químicos, mas com massas nucleares diferentes
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CURIOSIDADE: Nas plumas de grandes erupções vulcânicas, também ocorrem relâmpagos, devido à imensa geração de cargas durante o choque de partículas das cinzas em meio às altas temperaturas. Para saber mais, acesse a matéria: Cientistas conseguem captar o trovão dos relâmpagos vulcânicos
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GATILHOS FOTONUCLEARES
Raios e nuvens de trovoada são verdadeiros aceleradores de partículas da natureza, e não apenas envolvem descargas elétricas comuns como era pensado antigamente. Inúmeros elétrons correm no meio desses eventos energéticos a velocidades relativísticas (próximas da velocidade da luz), geradas pelos campos elétricos ali presentes. Esses processos acabam gerando raios-γ (raios gama) altamente energéticos. Esses raios-γ já tinham sido - e são - detectados por observatórios terrestres, por detectores aéreos e até mesmo do espaço, através de flashes terrestres.
A energia desses raios-γ é suficientemente alta para ativar reações atmosféricas fotonucleares que produzem nêutrons e, eventualmente, pósitrons via decaimento β+ de isótopos radioativos instáveis, mais notavelmente o 13N (isótopo do nitrogênio). Apesar de teoricamente possíveis, tais reações fotonucleares nunca foram observadas conclusivamente, apesar das crescentes evidências observacionais de nêutrons e pósitrons (onde ambos estariam sendo liberados durante processos nucleares).
Realizado por pesquisadores japoneses, da Universidade de Kyoto, um novo estudo (Ref.1) veio agora para confirmar a existência dessas reações nucleares e a formação colateral de pósitrons (anti-partículas do elétron) durante os processos fotonucleares nas tempestades. Através de detectores instalados na costa do Mar do Japão, na estação de energia KashiwazakiKariwa, em Niigata, os pesquisadores conseguiram detectar sinais de nêutrons e pósitrons de forma conclusiva.
Durante uma tempestade em 6 de Fevereiro de 2017, em território japonês, um flash de raios-γ com uma duração menor do que um milissegundo foi detectado nos locais de monitoramento fixados a 0,5-1.7 quilômetros dos raios de trovoada. O subsequente brilho de raios-γ decresceu rápido, com um decaimento exponencial constante de 40-60 milissegundos, e foi seguido por uma prolongada linha de emissão em torno de 0,511 megaeletrovolts (MeV), a qual durou por um minuto.
A escala de tempo do decaimento observado e corte espectral em cerca de 10 MeV dos raios-γ subsequentes acabaram sendo bem explicados por uma de-excitação de raios-γ originados dos núcleos excitados pela captura de nêutrons. A energia de centro da prolongada linha de emissão detectada pelos cientistas durante as análises mostraram-se correspondendo à aniquilação elétron-pósitron, em uma característica assinatura energética, fornecendo conclusiva evidência de pósitrons sendo produzidos depois de um raio de tempestade.
Para explicar o mecanismo de produção dos pósitrons, os pesquisadores concluíram que a fonte direta eram as reações fotonucleares. Nesse sentido, uma explosão (ou flash) dos fótons de raios-γ colide com os núcleos de átomos presentes na atmosfera (nitrogênio e oxigênio - O -, por exemplo), iniciando reações nucleares. Essas últimas (mostradas no esquema abaixo) geram nêutrons rápidos com uma energia cinética em torno de 10 MeV e isótopos radioativos instáveis, os quais geram pósitrons em decaimentos β+.
Os nêutrons rápidos que são produzidos entram em uma série de espalhamentos elásticos com os núcleos na atmosfera, particularmente nitrogênio, envolvendo energias epitérmicas de 0,1-100 eV. Durante esse processo, 96% dos nêutrons desaparecem através da produção de partículas carregadas, gerando quasi-estáveis núcleos de carbono-14 (14C) - os quais possuem uma meia vida de 5,730 anos - sem emitir quaisquer fortes raios-γ; já os outros 4% são radiativamente capturados por nitrogênios na atmosfera ou matéria no solo terrestre, incluindo aquele ao redor dos detectores. O núcleo que captura um nêutron prontamente emite múltiplas linhas de de-excitação associadas aos raios-γ.
A taxa de captura teórica decai exponencialmente com uma escala de tempo de 56 milissegundos, o que é consistente com as constantes de decaimento de 40-60 milissegundos observadas pelos pesquisadores nos brilhos subsequentes, já mencionados.
Os outros principais produtos, 13N (meia-vida de 598 segundos) e 15O (meia-vida de 122 segundos) decaem gradualmente nos estáveis núcleos 13C e 15N via decaimento β+, liberando pósitrons e elétrons-neutrinos (uma partícula subatômica elementar do tipo lépton, a qual não possui carga elétrica). Uma região - ou 'nuvem' - cheia com esses isótopos emite pósitrons por mais de 10 minutos e acaba se movendo com o vento acima dos detectores sem experienciar muita difusão, devido à baixa mobilidade dos isótopos. Um pósitron emitido do 13N ou 15O viaja alguns poucos metros na atmosfera e é aniquilado rapidamente com um elétron no ambiente, radiando dois fótons com energia de 0,511 MeV. Esse processo produz o componente de atraso na aniquilação detectados em 11-63 segundos pelos pesquisadores e encaixando-se, mais uma vez, perfeitamente com a teoria.
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MITOS SOBRE OS RAIOS
Tipicamente, mais de 2 mil tempestades com raios estão ativas a qualquer momento na superfície terrestre, produzindo cerca de 100 clarões por segundo. A cada ano, esses eventos luminosos são responsáveis por cerca de 24 mil mortes, 240 mil danos corporais e milhões de dólares em danos materiais. Os raios de tempestade são os principais iniciadores naturais de incêndio no bioma terrestre, especialmente em regiões com climas mais quentes. Quando atingem um objeto, grande parte da enorme energia elétrica e cinética das partículas nos raios é transformada em massivas quantidades de energia térmica, engatilhando queima e alastramento de fogo. Esse tipo de evento também mostra o quão perigoso são os raios (efeitos elétricos e térmicos).
Nesse mesmo caminho, alguns perigosos mitos sobre os raios de tempestade podem ser apontados (Ref.7-9):
I. "Raios nunca atingem duas vezes o mesmo local": Se o local foi ideal para a atração de um raio (ex.: estruturas altas, pontiagudas e isoladas), poderá ser atingido várias vezes - inclusive em uma mesma tempestade.
II. "Raios só atingem estruturas altas": Qualquer local ou objeto pode ser 'vítima' de um raio, inclusive o próprio chão. Mas afaste-se de estruturas altas.
III. "Durante uma tempestade com raios, ficar abaixo de uma árvore é melhor do que nenhum abrigo": Ficar debaixo de uma árvore nesse contexto é uma péssima escolha. Se o raio atingir a árvore (algo frequente), existe a possibilidade dele se espalhar em todas as direções ao sair do tronco (carga de aterramento) e atingir indiretamente a pessoa. Afaste-se de árvores altas ou isoladas.
IV. "Se você está fora de um abrigo durante uma tempestade, deite no chão": Essa posição pode fazer você mais vulnerável: quando o raio atinge o chão ou alguma estrutura próxima, as correntes elétricas se movendo ao longo do solo em todas as direções terão maior chance de alcançar um ponto do seu corpo caso esteja deitado ao invés de estar em pé ou em outra posição postural. Sempre busque um abrigo. Agachar ou abaixar, ficando mais próximo do chão, pode reduzir o risco de ser atingido por um raio, mas você ainda estará em perigo. Saia imediatamente de áreas elevadas, como colinas, picos montanhosos, etc., e nunca deite sobre o chão. Ao invés de se deitar, fique agachado em uma posição "de bola" com sua cabeça próxima dos joelhos e mãos sobre os ouvidos, visando ficar o máximo possível abaixado mas com o mínimo de contato com o solo.
V. "Objetos metálicos no corpo atraem raio": A presença de itens metálicos com você fará pouca diferença na determinação de onde o raio irá atingir; porém, estar em contato com metais associados a estruturas que melhor atraem raios aumenta o risco de você ser eletrocutado.
VI. "Se você não ver chuva ou nuvens, você está seguro": Apesar de ocorrer de forma infrequente, raios podem atingir áreas muito afastadas de uma tempestade responsável pela sua geração, inclusive com o céu aparentemente claro.
VII. "A borracha dos pneus do carro irão proteger você do raio": Ficar dentro de um carro irá provavelmente proteger você. Mas a maioria dos veículos são seguros por causa da sua estrutura metálica (teto e laterais), as quais desviam a corrente elétrica associada dos ocupantes no seu interior (aquele efeito observado na famosa Gaiola de Faraday, experimento demonstrando que as cargas elétricas se distribuem de forma homogênea na parte mais externa da superfície condutora, resultando em um campo elétrico nulo no interior da estrutura condutora). Os pneus possuem pouco papel na proteção contra raios. Nesse sentido, motos, conversíveis abertos, bicicletas e veículos com carapaça de plástico ou de fibra de vidro não oferecem nenhuma proteção contra raios.
VIII. "Se você tocar em uma vítima atingida por raio, você será eletrocutado": O corpo humano não armazena eletricidade. Portanto, é perfeitamente seguro tocar uma vítima para fornecer os primeiros cuidados.
IX. "Uma casa irá sempre manter você seguro dos raios": Enquanto o interior de uma casa é o lugar mais seguro para você estar durante uma tempestade, ainda assim existem riscos. É preciso evitar encostar em estruturas condutoras que estejam em contato com o meio externo e vulneráveis aos raios (ex.: cabos de TV ligados a antenas e maçanetas metálicas de portas) e não ficar próximo das janelas. É recomendado também não escorar nas paredes de concreto (barras e fios metálicos no seu interior) e evitar usar água na casa (ex.: banho e torneira), já que a corrente elétrica associada aos raios pode viajar nas tubulações.
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(!) Nesse último ponto, no contexto de um ambiente aberto, imediatamente sai e fique longe de poças, lagos e outros corpos d'água, e fique longo de objetos que conduzam eletricidade, como cercas com arame farpado, linhas de energia ou moinhos de vento.
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CONCLUSÃO
Bem, existiam apenas duas origens naturais dos isótopos de carbono na Terra: primordiais e estáveis 13C provindo do tempo geológico a partir da nucleossíntese estelar (Como são formados os elementos químicos?), e semi-estáveis 14C, os quais são produzidos via interação atmosférica com os raios cósmicos (partículas extremamente penetrantes, dotadas de alta energia, que se deslocam a velocidades próximas à da luz no espaço sideral, as quais englobam 86% de prótons, 10% de núcleos de hélio e 1% de núcleos pesados).
O novo mecanismo fotonuclear disparado pelos raios de tempestade fornecem agora uma terceira via natural de criação desses isótopos de carbono e de outros núcleos na atmosfera, como nitrogênio e oxigênio (13C, 14C, 13N, 15N e 15O) aqui na Terra. Além disso, os isótopos de curta meia-vida 13N e 15O fornecem uma nova metodologia para estudar os raios através dos pósitrons observados do solo.
Apesar dos raios formarem isótopos mais estáveis - 13C, 14C e 15N -, apenas uma pequena fração da quantidade total desses últimos presente na atmosfera é originada desse processo.
(1) Isótopos: Átomos com o mesmo número de prótons no núcleo, mas diferentes números de nêutrons. Em outras, palavras, são os mesmos elementos químicos, mas com massas nucleares diferentes
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CURIOSIDADE: Nas plumas de grandes erupções vulcânicas, também ocorrem relâmpagos, devido à imensa geração de cargas durante o choque de partículas das cinzas em meio às altas temperaturas. Para saber mais, acesse a matéria: Cientistas conseguem captar o trovão dos relâmpagos vulcânicos
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REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
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REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
- https://www.nature.com/articles/nature24630
- https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/gamma_generation.html
- http://fisica.icen.ufpa.br/aplicada/classif.htm
- http://fisica.icen.ufpa.br/aplicada/formac.htm
- https://helios.gsfc.nasa.gov/cosmic.html
- https://home.cern/about/physics/cosmic-rays-particles-outer-space
- https://www.iii.org/article/lightning-safety-10-myths-and-the-facts
- https://www.cdc.gov/nceh/features/lightning-safety/index.html
- https://www.cdc.gov/disasters/lightning/safetytips.html
