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Por que a Terra tem carga negativa? Por que a carga da atmosfera nunca é neutralizada?
Em nosso planeta, a conta de luz na atmosfera é sentida quase todos os dias e, sob certas condições, essas contas podem se tornar um dos fenômenos mais marcantes da natureza. Desde relâmpagos durante tempestades até indução eletrostática em dias claros, tudo isso faz parte da eletricidade atmosférica. Este artigo irá investigar por que a Terra tem carga negativa e por que a carga na atmosfera nunca é completamente neutralizada.
A eletricidade atmosférica é um assunto multidisciplinar que envolve conceitos como eletrostática, física atmosférica, meteorologia e ciências da terra.
A formação e fluxo de cargas elétricas
No coração da eletricidade atmosférica estão os circuitos elétricos globais. Este fenômeno cria uma diferença de voltagem à medida que as cargas na atmosfera se movem entre a superfície da Terra e a ionosfera, fazendo com que a superfície da Terra pareça eletricamente negativa. Geralmente observa-se que em um dia claro, a superfície da Terra permanece carregada negativamente, enquanto o campo elétrico no ar é positivo, porque as cargas estão em constante movimento na atmosfera e existem na forma de correntes elétricas fracas. Durante este tempo, a intensidade do campo eléctrico é de cerca de 100 volts por metro, empurrando as cargas positivas para baixo.
O papel das tempestades
As tempestades funcionam como uma bateria gigante na atmosfera e o seu armazenamento de energia é muito maior do que imaginamos. As tempestades acumulam centenas de milhares de volts através de intensos processos de separação de carga e, quando um raio libera essas cargas, elas têm um impacto significativo nas propriedades elétricas da atmosfera. Este tipo de campo elétrico forte não só fornece condições para a formação de raios, mas também garante o desequilíbrio e distribuição a longo prazo das cargas atmosféricas.
A colisão entre partículas de gelo em tempestades e granizo suave na nuvem causa a separação de cargas, que é um processo importante na geração de raios.
Evolução histórica
Olhando para a história, já em 1708, o Dr. William Wall apontou que as descargas de carga são semelhantes aos mini-raios, e as experiências de Benjamin Franklin provaram ainda que os fenómenos eléctricos na atmosfera são semelhantes aos do laboratório. Outros estudos, como Erman e Peltier, exploraram as propriedades elétricas da Terra sob diferentes aspectos e gradualmente estabeleceram uma compreensão básica da eletricidade atmosférica.
Sempre que ocorre uma tempestade, a diferença de potencial entre a Terra e a ionosfera é reforçada. É este processo que faz com que a Terra continue a ter carga negativa.
A influência do fluxo atual e da meteorologia
As correntes na atmosfera conectam muitos processos naturais, que não só afetam os fenômenos climáticos, mas também desempenham um papel importante no nível biológico. Os campos elétricos próximos ao solo estimulam o fluxo de cargas positivas na atmosfera em direção às regiões da Terra com carga negativa, criando interações ecológicas interessantes, como as de alguns organismos que podem usar esses campos para navegar.
Influência do universo para a terra
A Terra é frequentemente afetada pela radiação do universo. Essas radiações se originam de partículas carregadas positivamente no universo, que interagem com átomos na atmosfera para produzir ionização, tornando a atmosfera ligeiramente condutiva e promovendo o fluxo de pequenas correntes. Este equilíbrio desempenha um papel importante na atmosfera, ajudando a manter as propriedades eletronegativas da Terra.
Desequilíbrio de carga persistente
Apesar das enormes descargas elétricas que ocorrem durante as tempestades, o sistema atmosférico nunca atinge verdadeiramente um estado completamente neutro. À medida que as partículas e a corrente elétrica continuam a fluir, a não uniformidade de carga está sempre presente. Este fenômeno é um mistério constante, tanto na ciência moderna como nas observações antigas.
Mesmo num dia claro, o campo eléctrico continua a mudar e a sua intensidade varia de acordo com as condições meteorológicas. Tudo isto é a essência da electricidade atmosférica.
Pesquisas futuras e suas implicações
Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a investigação sobre a electricidade atmosférica tornar-se-á cada vez mais aprofundada. Em particular, como utilizar o fluxo actual de cargas eléctricas para compreender os padrões climáticos e os seus efeitos pode tornar-se um tema de investigação quente. no futuro. Em muitos fenómenos meteorológicos, o papel dos campos eléctricos é frequentemente subestimado. No entanto, este forte efeito do campo eléctrico é um factor indispensável entre a ecologia e o clima.
Então, diante de uma relação dinâmica tão complexa entre campos elétricos e cargas, como compreenderemos as propriedades elétricas da Terra e seu possível impacto em nossas vidas no futuro?
