Esquema das vias de condensação e congelamento dos poros (Superior esquerdo), nucleação de deposição (parte inferior esquerda), e nucleação homogênea de gotículas de água pura (direita), seguido pelo crescimento de cristais de gelo. As linhas tracejadas verticais indicam a saturação do gelo (esquerda) e a saturação da água (direita). Crédito: PNAS
Poros nas partículas atmosféricas permitem que a água se condense, levando à formação de cristais de gelo no ar úmido, mas não saturado. Esta é uma nova maneira de pensar sobre a formação de cristais de gelo nas nuvens, particularmente nuvens cirros.
Nuvens cirros, finos fios de gelo de grande altitude, são componentes importantes do sistema climático. Eles regulam a quantidade de radiação de calor emitida pela Terra para o espaço, portanto, faz sentido incluir nuvens cirros nos modelos climáticos globais. Isso requer um bom entendimento de como as nuvens se formam. Um novo jornal em PNAS descobre que o mecanismo que se pensava anteriormente para a formação de gelo em ambientes úmidos, mas insaturados (como aqueles em que nuvens cirros se formam) não funciona. Em vez de, outro mecanismo explica melhor a formação do gelo (e, portanto, da nuvem) - e os detalhes estão longe de ser nebulosos.
Na atmosfera, gelo se forma em partículas de poeira e outros materiais em um processo chamado nucleação. Os pesquisadores assumiram anteriormente que o processo de nucleação, quando o ar não estava úmido o suficiente para ser saturado com água, ocorreu quando as moléculas de vapor de água se formaram juntas diretamente no gelo, sem água líquida no meio. Mas essa explicação não se encaixa com observações e modelos moleculares, de acordo com pesquisadores da ETH Zürich, A Universidade de Utah e a Universidade de Ciências Aplicadas de Zurique.
Uma pista para o verdadeiro processo vem do fato de que partículas com poros - como miniesponjas - formam partículas de gelo com eficiência muito maior do que partículas sem poros. Isso levou a equipe de pesquisa a suspeitar que o vapor d'água pode se condensar nos minúsculos poros e que os cristais de gelo começam a crescer a partir da água líquida - não em vapor. Em experimentos, incluindo simulações moleculares e experimentos com partículas porosas sintetizadas, a equipe concluiu que sua hipótese estava correta:mesmo quando o ar não está totalmente saturado de água, o vapor pode condensar em poros de pequenas partículas e ajudar a formar cristais de gelo.
O processo pode estar ativo em outros processos de formação de nuvem também, os autores escrevem, tornando o processo denominado Condensação e Congelamento de Poros um novo fator importante na compreensão da formação de nuvens frias e seu impacto no clima.
