Os cientistas identificaram uma correlação impressionante entre a atividade sísmica global – terremotos, para ser preciso – e mudanças na intensidade da radiação cósmica medida na superfície da Terra. Essa correlação, dizem eles, pode ajudar na previsão de terremotos.
A enormidade das perdas humanas e econômicas incorridas devido a terremotos é esmagadora. A capacidade de prever esses eventos, tanto em termos de tempo quanto de localização, poderia atenuar muito as consequências.
Em um esforço intrigante para fundamentar essa possibilidade preditiva, o projeto CREDO, lançado em 2016 pelo Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências (IFJ PAN) em Cracóvia, busca decifrar uma possível ligação entre flutuações de radiação cósmica e terremotos.
A pesquisa inicial de radiação cósmica gerou um resultado surpreendente
A análise estatística produziu um resultado surpreendente: os dois fenômenos estão de fato correlacionados, mas de maneiras que ninguém havia previsto.
O Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory (CREDO) é um observatório virtual internacional de raios cósmicos acessível a todos. Ele agrega e processa dados de vários detectores, grandes e pequenos, incluindo sensores CMOS de smartphones, transformados em detectores de raios cósmicos por meio de um aplicativo simples.
Uma responsabilidade fundamental do CREDO é rastrear alterações mundiais no fluxo de radiação cósmica secundária que atinge a superfície do nosso planeta.
Esta radiação se origina principalmente na estratosfera da Terra , particularmente dentro do máximo de Regener-Pfotzer.
Aqui, partículas primárias de radiação cósmica colidem com moléculas de gás atmosférico, dando origem a cascatas de partículas secundárias.
O Dr. Piotr Homola (IFJ PAN e AstroCeNT CAMK PAN), coordenador do CREDO e primeiro autor do artigo de pesquisa no Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, explica:
“À primeira vista, a ideia de que existe uma ligação entre terremotos e radiação cósmica, em sua forma primária chegando até nós principalmente do Sol e do espaço profundo, pode parecer estranha. No entanto, seus fundamentos físicos são totalmente racionais”.
Ele enfatiza que o campo magnético da Terra , resultado de correntes parasitas no núcleo líquido do nosso planeta, altera a trajetória das partículas carregadas da radiação cósmica primária.
Portanto, quaisquer terremotos substanciais ligados a distúrbios nos fluxos do dínamo da Terra alterariam o campo magnético, impactando assim o caminho da radiação cósmica primária.
As consequências dessas alterações seriam aparentes nas mudanças nas contagens de partículas secundárias de raios cósmicos registradas por detectores terrestres.
Como o estudo do terremoto/radiação cósmica foi conduzido
Para verificar essa hipótese, os físicos do CREDO examinaram dados de intensidade de raios cósmicos de duas estações diferentes – o projeto Neutron Monitor Database (dados de meio século) e o Observatório Pierre Auger (dados desde 2005).
Os observatórios escolhidos oferecem uma representação equilibrada, pois estão localizados em ambos os lados do equador e empregam técnicas de detecção distintas
Os cientistas incorporaram mudanças na atividade solar, dados adquiridos do Centro de Análise de Dados de Influências Solares, em suas análises. Dados cruciais de atividade sísmica foram obtidos do programa US Geological Survey .
Várias técnicas estatísticas aplicadas aos dados coletados revelaram uma correlação distinta entre as alterações na intensidade da radiação cósmica secundária e a magnitude coletiva de todos os terremotos de 4 ou mais na escala Richter.
Significativamente, essa correlação se torna evidente apenas quando os dados de raios cósmicos são avançados em 15 dias em relação aos dados sísmicos. Esta revelação traz otimismo para o potencial de prever terremotos iminentes.
Resultados muito fortes e inegáveis
No entanto, a viabilidade de prever localizações específicas desses eventos sísmicos permanece incerta. A correlação entre intensidade de raios cósmicos e terremotos não é perceptível em análises específicas de localização, mas surge quando a atividade sísmica global é considerada. Isso pode implicar que as mudanças na intensidade dos raios cósmicos revelam um fenômeno que afeta nosso planeta em uma escala mais ampla.
O Dr. Homola afirma: “No mundo científico, é aceito que se pode dizer que uma descoberta foi feita quando o nível de confiança estatística dos dados corroborantes atinge cinco sigma, ou desvios padrão”.
Homola continua: “Para a correlação observada, obtivemos mais de seis sigma, o que significa uma chance de menos de um em um bilhão de que a correlação seja devida ao acaso. Portanto, temos uma base estatística muito boa para afirmar que descobrimos um fenômeno verdadeiramente existente. A única questão é: é realmente o que esperávamos?”
Mais mistérios encontrados em radiação cósmica e dados de terremotos
Mas o mistério não termina aqui. Juntamente com a natureza global observada e a liderança de 15 dias na atividade sísmica revelada na radiação cósmica, surge outro aspecto inesperado: ciclos de correlação em larga escala.
Essa flutuação periódica, com pico a cada 10-11 anos semelhante ao ciclo de atividade solar, não coincidiu com a atividade máxima do nosso Sol, confundindo os cientistas.
Somando-se ao enigma estão outros ciclos comuns observados em dados sísmicos e de raios cósmicos.
Por exemplo, alterações na atividade sísmica e na intensidade da radiação cósmica secundária correspondem ao dia estelar da Terra, que é de aproximadamente 24 horas menos 236 segundos.
Isso poderia implicar que as correlações cósmico-sísmicas são influenciadas por algum fator além do nosso Sistema Solar, algo capaz de desencadear tanto radiação quanto efeitos sísmicos? Mas que fenômeno físico conhecido poderia explicar essas aparentes correlações?
A matéria escura poderia estar envolvida?
Dada a escassez de explicações convencionais, os cientistas estão considerando o potencial envolvimento de fenômenos menos ortodoxos. Uma dessas possibilidades é a passagem da Terra por um fluxo de matéria escura , modulada pelo Sol e outros corpos maciços em nosso Sistema Solar.
Nossa Terra, com seu vasto campo magnético, atua como um detector de partículas altamente sensível, muito maior do que qualquer detector feito pelo homem. Portanto, é plausível que ele possa reagir a fenômenos que atualmente permanecem indetectáveis pelos dispositivos existentes.
“Independentemente da fonte dos ciclos observados, o mais importante nesta fase da pesquisa é que demonstramos uma ligação entre a radiação cósmica registrada na superfície do nosso planeta e sua atividade sísmica – e se houver algo que possamos tenha certeza, é que nossa observação aponta para oportunidades de pesquisa totalmente novas e empolgantes”, conclui o Dr. Homola.
Em essência, a descoberta abre um novo domínio de investigação científica. Enquanto os cientistas lidam com esses quebra-cabeças intrigantes, a busca pela compreensão do nosso universo continua e, com ela, o potencial de prever e se preparar para eventos catastróficos como terremotos.
Mais sobre radiação cósmica
A radiação cósmica, também conhecida como raios cósmicos, refere-se a partículas de alta energia e radiação que vêm do espaço sideral. Essa radiação é composta principalmente de núcleos atômicos despojados de suas camadas eletrônicas, juntamente com uma pequena quantidade de elétrons solitários (partículas beta) e fótons gama. Aqui está mais sobre a radiação cósmica:
Origem da Radiação Cósmica
A maioria dos raios cósmicos se origina de fora do nosso sistema solar, de fontes espalhadas pela Via Láctea, e acredita-se que uma pequena fração venha de fora da nossa galáxia. Essas fontes podem incluir explosões de supernovas, pulsares e núcleos galácticos ativos. Uma fração ainda menor de raios cósmicos, muitas vezes aqueles de menor energia, se originam do Sol.
Composição
Os raios cósmicos incluem prótons (núcleos de hidrogênio) em maior abundância, seguidos por partículas alfa (núcleos de hélio) e uma pequena porcentagem de núcleos atômicos mais pesados, elétrons e fótons gama. A mistura de núcleos atômicos reflete amplamente a abundância relativa de elementos no cosmos, mas com uma super-representação de núcleos pesados e de alta energia conhecidos como “íons HZE”.
Níveis de energia
A energia dos raios cósmicos é extremamente alta, frequentemente muitas vezes maior do que aquela que pode ser alcançada por aceleradores de partículas feitos pelo homem. O espectro exato de energia dos raios cósmicos segue uma distribuição de lei de potência, o que significa que há menos raios cósmicos de alta energia do que de baixa energia.
Efeitos da Radiação Cósmica na Terra
Quando os raios cósmicos atingem a atmosfera da Terra, eles produzem chuvas de partículas secundárias, muitas das quais atingem a superfície da Terra. Essas partículas incluem píons, múons, elétrons e fótons, e o processo de sua criação é de interesse para pesquisadores que estudam física de partículas.
Papel na formação de nuvens
Algumas teorias propõem que os raios cósmicos podem influenciar a formação de nuvens na Terra e, assim, afetar o clima da Terra, embora isso continue sendo um assunto de pesquisa e debate em andamento.
