As árvores emitem luz ultravioleta durante as trovoadas: um fenómeno invisível

Quando se aproxima uma trovoada, é para o céu que se dirigem os olhares. Uma equipa norte-americana optou, porém, por observar as copas das árvores.

O que descobriu é surpreendente: no escuro, pouco antes ou durante a atividade elétrica de uma trovoada, alguns ramos produzem clarões muito breves, invisíveis a olho nu. Para os registar, os investigadores tiveram de equipar um veículo com instrumentos especiais e percorrer vários estados norte-americanos em busca de células de trovoada.

A luz das árvores é demasiado rápida para ser vista

Há muito que os cientistas da Universidade Estatal da Pensilvânia suspeitavam que as árvores não permaneciam eletricamente neutras sob um céu carregado. Os troncos, os ramos e as folhas podem reagir à elevada diferença de potencial que se forma entre as nuvens e o solo.

As observações no terreno acabaram por confirmar essa suspeita. Os investigadores detetaram impulsos luminosos muito breves nas copas, que passam de folha em folha sob a forma de pequenas descargas elétricas.

As copas não se limitam a sofrer os efeitos da trovoada: podem libertar parte da carga elétrica acumulada através de relâmpagos ultravioletas.

Esta emissão chama-se descarga de coroa. Surge quando o campo elétrico em torno de um objeto pontiagudo ou irregular atinge intensidade suficiente. Uma antena, o campanário de uma igreja, uma linha elétrica ou as pontas de um ramo podem favorecer o fenómeno.

Nas árvores, a humidade da madeira e a complexa rede de ramos parecem ter influência. A carga elétrica sobe gradualmente pelo tronco e concentra-se depois nas partes mais finas da vegetação, escapando através de minúsculos jatos de energia.

Um antigo veículo convertido em laboratório móvel

Observar estes clarões exigiu muito mais do que um simples passeio pela floresta. São ténues, passageiros e situam-se sobretudo numa zona do espetro luminoso que os seres humanos não conseguem ver. Por isso, a equipa converteu um antigo automóvel familiar numa estação de observação móvel.

No tejadilho, os investigadores instalaram vários instrumentos para medir as condições elétricas e meteorológicas:

• uma câmara sensível à radiação ultravioleta;
• sensores para acompanhar a atividade elétrica da atmosfera;
• um dispositivo meteorológico a bordo;
• instrumentos óticos destinados a detetar variações de luz;
• um sistema para localizar e seguir as trovoadas.

Consoante as previsões, o veículo percorreu o trajeto entre a Carolina do Norte e a Pensilvânia. A intenção era apontar as câmaras às árvores no momento certo, sem exposição desnecessária aos impactos dos raios.

As imagens revelaram pequenas explosões de luz extremamente rápidas, quase impossíveis de distinguir numa gravação convencional. Segundo os autores do estudo, cada impulso poderá emitir milhares de milhões de fotões. Ainda assim, não são suficientes para produzir um clarão visível para quem passeia.

A Terra funciona como um enorme circuito elétrico

A descoberta faz parte de um mecanismo planetário muito mais amplo. A atmosfera terrestre e o solo estão ligados por um circuito elétrico global. Existe uma diferença de tensão muito elevada entre a superfície da Terra e a ionosfera, uma região da alta atmosfera situada a várias dezenas de quilómetros de altitude.

As estimativas apontam para cerca de 250 000 volts. Embora impressionante, este valor não quer dizer que uma pessoa esteja permanentemente sujeita a essa tensão. A atmosfera funciona como isolante e, fora das zonas de trovoada, as correntes envolvidas são geralmente muito fracas.

Os raios têm um papel importante neste equilíbrio. Algumas descargas podem transportar cargas negativas para o solo, enquanto outros fenómenos elétricos ocorrem no topo das nuvens. As árvores estão no centro desta ligação: enraizadas na terra e erguidas em direção ao céu, são muitas vezes mais altas do que a vegetação circundante.

Possíveis consequências para as florestas

Estas descargas não representam necessariamente um perigo imediato para todas as árvores. Ainda assim, podem alterar a química do ar à sua volta, em especial junto das folhas e dos ramos mais expostos. As reações elétricas podem gerar pequenas quantidades de compostos reativos, como o ozono e os óxidos de azoto.

Quando se repetem, estes fenómenos podem enfraquecer as extremidades dos ramos. Os cientistas continuam a investigar se algumas espécies resistem melhor do que outras, se as árvores grandes e isoladas são mais afetadas e se a humidade do solo intensifica o efeito.

As descargas detetadas são demasiado breves para serem apreciadas a partir do solo, mas podem ajudar a compreender melhor a interação das florestas com a eletricidade atmosférica.

A questão ganha especial importância num contexto de aquecimento climático. Uma atmosfera mais quente consegue reter mais vapor de água, que serve de combustível aos episódios convectivos. Em várias regiões, os investigadores esperam alterações na frequência ou na intensidade de algumas trovoadas, embora as tendências variem muito entre territórios.

Porque não se deve tentar observar o fenómeno por conta própria

Esta luz não é, evidentemente, motivo para se aproximar de uma árvore durante uma trovoada. Uma árvore isolada, a orla de uma floresta, uma crista ou um terreno aberto podem aumentar o risco de ser atingido por um raio. O perigo resulta tanto de um impacto direto como da corrente que se propaga pelo solo após uma descarga nas proximidades.

Durante uma trovoada, a reação mais segura continua a ser procurar um edifício fechado ou um veículo com carroçaria metálica e vidros fechados. Deve evitar-se o abrigo debaixo de uma árvore, mesmo quando a chuva é intensa. As imagens obtidas na Pensilvânia recordam, assim, uma realidade discreta: num bosque atingido por uma trovoada existe também atividade elétrica que os nossos olhos não conseguem detetar.