O mesmo fenômeno que causa as auroras - as cortinas mágicas de luz verde freqüentemente visíveis das regiões polares da Terra - causa o esgotamento da camada de ozônio mesosférica. Este esgotamento pode ter significância para a mudança climática global e, portanto, compreender esse fenômeno é importante.

Agora, um grupo de cientistas liderado pelo Prof. Yoshizumi Miyoshi da Universidade de Nagoya, Japão, observou, analisado, e forneceu uma visão maior sobre este fenômeno. Os resultados são publicados na revista Nature's Relatórios Científicos .

Na magnetosfera terrestre - a região do campo magnético ao redor da Terra - os elétrons do sol permanecem presos. As interações entre os elétrons e as ondas de plasma podem fazer com que os elétrons presos escapem e entrem na atmosfera superior da Terra (termosfera). Este fenômeno, chamada precipitação de elétrons, é responsável pelas auroras. Mas, estudos recentes mostram que isso também é responsável pela depleção local da camada de ozônio na mesosfera (abaixo da termosfera) e pode ter um certo impacto em nosso clima.

O que mais, essa redução do ozônio na mesosfera pode estar ocorrendo especificamente durante as auroras. E embora os cientistas tenham estudado a precipitação de elétrons em relação às auroras, nenhum foi capaz de elucidar suficientemente como causa a destruição do ozônio mesosférico.

O Prof. Miyoshi e a equipe aproveitaram a oportunidade para mudar esta narrativa durante uma tempestade geomagnética moderada sobre a Península Escandinava em 2017. Eles apontaram suas observações para "auroras pulsantes" (PsA), um tipo de aurora tênue. Suas observações foram possíveis por meio de experimentos coordenados com o radar European Incoherent Scatter (EISCAT) (a uma altitude entre 60 e 120 km, onde ocorre o PsA), a espaçonave japonesa Arase, e a rede de câmeras all-sky.

Dados de Arase mostraram que os elétrons presos na magnetosfera terrestre têm uma ampla faixa de energia. Também indicou a presença de ondas de coro, um tipo de onda de plasma eletromagnética, nessa região do espaço. Simulações de computador, então, mostraram que Arase tinha observado ondas de plasma causando precipitações desses elétrons em toda a ampla faixa de energia, o que é consistente com as observações do EISCAT na termosfera da Terra.

A análise dos dados EISCAT mostrou que os elétrons de uma ampla faixa de energia, de alguns keV (quilo elétron volts) a MeV (mega elétron volts), precipite para causar PsA. Esses elétrons carregam energia suficiente para penetrar nossa atmosfera a menos de 100 km, até uma altitude de aproximadamente 60 km, onde o ozônio mesosférico se encontra. Na verdade, simulações de computador usando dados EISCAT mostraram que esses elétrons empobrecem imediatamente o ozônio local na mesosfera (em mais de 10%) ao atingi-lo.

O Prof. Miyoshi explica, "PsAs ocorrem quase diariamente, estão espalhados por grandes áreas, e duram horas. Portanto, a redução da camada de ozônio a partir desses eventos pode ser significativa. ”Falando sobre a maior importância dessas descobertas, O Prof. Miyoshi continua:"Este é apenas um estudo de caso. Mais estudos estatísticos são necessários para confirmar quanta destruição de ozônio ocorre na atmosfera intermediária por causa da precipitação de elétrons. Afinal, o impacto desse fenômeno no clima pode impactar potencialmente a vida moderna. "