Una
misteriosa disminución de la concentración de electrones se produce en la región
D de la ionosfera. Ahora, los investigadores sugieren que esa disminución se
puede explicar por la quemadura de diminutos meteoritos en la atmósfera.
Los
científicos pueden haber encontrado por fin la causa de una misteriosa
desaparición de electrones decenas de millas por encima de la Tierra.
“Resulta
que una capa de polvo de meteoritos invisible que cae a la Tierra cada día
puede ser absorbiendo electrones procedentes de la parte mas alta de la
atmósfera, creando la llamada " región D", donde la concentración de
electrones se precipita de repente.” Earle Williams, un electricista atmosférico
del Instituto de Tecnología de Massachusetts, dijo a principios de este mes en
la reunión anual de la American Geophysical Union.
Los
físicos han estado a la caza por mucho tiempo de los electrones que desaparecen,
y habían probado de todo, desde sobre vuelo de las altas nubes para analizar las
agrupaciones de agua con carga eléctrica en la atmósfera para explicar la repentina
caída en esta región.
"Es
el gradiente más dramático en cualquier lugar de la ionosfera", dijo
Williams, refiriéndose a la parte de la atmósfera superior de la Tierra, donde
se encuentra la region D. "Realmente es muy visible, por lo que está
pidiendo una explicación."
El
caso de la desaparición de los electrones
Muy
por encima de la superficie terrestre, los rayos ultravioletas del sol
interactúan con el óxido nítrico en la atmósfera para producir electrones que
viajan hacia la Tierra. Pero desde la década de 1960, los científicos han
sabido que hay una fuerte caída en el número de electrones presentes en el
ambiente por la noche. Esta caída se encontró cuando cohetes rompieron primero
la atmósfera superior para probar la temperatura, la presión y la densidad de
electrones. Este "cornisa de electrones" se produce dentro de la-capa
de la ionosfera, que se extiende entre las 37 millas y 56 millas (60 km y 90
km) por encima de la superficie de la Tierra.
La
región D juega un papel crítico en la comunicación moderna. El planeta mismo
conduce la electricidad, al igual que la capa de la ionosfera por encima de la
región, pero las ondas electromagnéticas no viajan a través de materiales no
conductores. Por debajo de esta región, los electrones forman una capa entre la
Tierra y su atmósfera que permite la transmisión de ondas electromagnéticas de muy
baja frecuencia de vuelta al Planeta.
La
region D aparece más fuertemente por la noche y se presenta por igual en la
atmósfera por encima de los polos, el ecuador y por todas partes. Sin embargo,
nadie sabía por qué estaba allí.
Agotar
las posibilidades
En el
nuevo estudio, Williams y su colega, Joanne Wu, un estudiante de doctorado de
la Universidad Nacional Cheng Kung, en Taiwán, dicen que ellos y otros colegas
habían mirado muchas de las hipótesis del momento, para explicar esta región.
Por ejemplo, algunos investigadores han propuesto que las nubes de hielo
podrían estar absorbiendo los electrones libres. Pero las nubes de hielo
tienden a agruparse cerca de las altas latitudes de la Tierra, mientras que la
región D es igualmente visible en todas partes desde los polos hasta el
ecuador.
A
continuación, se encontraron con un documento de 1980 en el Journal of the
Atmospheric Sciences, lo que sugiere que otra capa de la atmósfera, llamada la
capa de sodio, se podría atribuir a polvo fino de meteoritos. En esta
explicación, como rocas espaciales viajan a través de la atmósfera superior,
que empujan las moléculas de nitrógeno y oxígeno, calentando en el proceso. A
medida que caen más lejos, colisionan con más átomos en la atmósfera
densificación, llegando a ser lo suficientemente caliente como para hervir,
momento en el cual los átomos de sodio individuales se despegan del meteoro.
Esto
hizo que el equipo se preguntara: ¿Podría el calentamiento de pequeños meteoros
también explicar la región D?
Sumidero
de electrones
En
esta nueva teoría, minerales como el hierro y el silicio, que constituyen una
parte mucho mayor de meteoritos que el sodio, también pueden hervir el
meteoroide, formando una nube de humo y polvo. átomos de silicio y hierro que
flota libremente serían entonces aplastados en oxígeno y nitrógeno en la
atmósfera, golpeando electrones libres en capas de electrones exteriores de los
átomos de hierro y silicio. Los electrones de la ebullición de meteoritos serían
entonces transformados en destellos
tenues de luz demasiado pequeño para ver a simple vista.
Mientras
tanto, el propio polvo de meteoritos se uniría a los electrones libres que se
formaron cuando los rayos ultraviolentos del sol interactuaron con la atmósfera.
La región D es tan prominente en la noche que se debe a la radiación
ultravioleta del sol durante el día ya que es 100 veces mayor que por la noche,
por lo que la producción de electrones libres empequeñece el efecto saliente
durante el día.
Si la
teoría es correcta, entonces "Se va formar una zona espesa de polvo
descendiendo muy lentamente debido a la gravedad," dijo Williams.
"Con el tiempo todo este polvo llega a la superficie de la Tierra. Es
cerca de 100 toneladas por día en todo el mundo," pero no podemos detectar
fácilmente porque las pequeñas partículas son tan pequeñas.
Hay
muchas rocas pequeñas
Pero,
¿por qué ocurre esto en 53 millas (85 kilómetros) sobre la Tierra? En la teoría
de los investigadores, los meteoritos a esta altura son en su mayoría del
tamaño adecuado y están viajando a las velocidades adecuadas para quemar a esa
altura en la atmósfera. Los meteoritos que podrían explicar esta región D tendrían que ser pequeños: aproximadamente
unos 10 microgramos. Y ellos tendrían que ser "lentos", viajando
alrededor de 29.000 a 33.500 millas por hora (13 a 15 km / s) - justo por
encima de la velocidad de escape de la Tierra, dijo Williams.
Puede
haber un montón de estos pequeños meteoros. Ambos radares, que muestran
pequeñas pings de electricidad cuando los meteoroides diminutos se queman en la
atmósfera, así como un par de satélites, que se han marcado por el aluvión de
pequeños meteoritos innumerables, sugirieron que la gran mayoría de las rocas
espaciales que bombardean la Tierra cada día son estas pequeñas muestras, poco
impresionantes. A pesar de que no dejan un rastro de luz impresionante como
llamadas estrellas fugaces, meteoritos pequeños podrían ser mil veces más
numerosos que los escombros cósmicos que ilumina el cielo de la noche, dijo
Williams.
"Es
una idea muy plausible", dijo Morris Cohen, un físico de la ionosfera en
el Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, que no participó en el
estudio. "Hay mucha teoría circunstancial para respaldar a la idea, que es
todo coherente."
Sin
embargo, será difícil de probar la idea directamente, ya que la región de la
atmósfera es tan inaccesible, dijo Cohen.
"Es
demasiado alto para llegar con globos, y es demasiado baja para golpear con los
satélites", dijo Cohen a Live Science.
La
region D no es el único límite extraño en esa porción de la atmósfera - la
región entre 50 y 62 millas (80 y 100 km) por encima de la superficie también
tiene una capa de "luminiscencia atmosférica", causada por el fuerte
aumento de la ionización de hidroxilo, así como capas múltiples de sodio, dijo
Steven Cummer, un ingeniero eléctrico de la Universidad de Duke en Carolina del
Norte, que no participó en el estudio.
"Esta
región es tan difícil de medir que poco se ha hecho para ver si estos límites
están conectados", dijo Cummer en
un correo electrónico. "Pero la idea de que una característica fundamental
de la atmósfera de la Tierra es creada por la deposición continua de material
de meteoros es muy emocionante."
Fuente: NASA
Dra. Anayatzin S.
Mendoza
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