Partículas de ar flutuantes após desastres e outros eventos geológicos de grande escala podem ter um impacto duradouro na vida na Terra. As cinzas vulcânicas podem ser projetadas até a estratosfera e interromper o tráfego aéreo ao permanecer na atmosfera por meses. Partículas de acidentes industriais têm o potencial de percorrer hemisférios inteiros antes de cair no solo. Um novo modelo baseado na teoria do caos, e publicado no desta semana Caos , da AIP Publishing, parece ajudar a prever como as partículas se movem em tais eventos, tendo em vista as aplicações potenciais da geoengenharia para combater as mudanças climáticas.

Usando os dados de vento disponíveis, a pesquisadora Tímea Haszpra desenvolveu um modelo para seguir as partículas de ar enquanto elas viajam ao redor do globo. Usando isso, ela gerou mapas que podem ser usados ​​como atlas para prever como as partículas, como cinzas vulcânicas ou poluição, será disperso acima do mundo.

"Uma das partes mais surpreendentes da pesquisa é a ampla gama de vidas individuais, "ela disse." O tempo de vida variou de cerca de dois a 150 dias para partículas de cinzas vulcânicas típicas. Mais de 10% das partículas menores sobrevivem na atmosfera até um ano, e mais de 1% sobrevive dois anos. "

O movimento das partículas atmosféricas exibe um comportamento semelhante ao fractal, e quando os dados são filtrados especialmente, um objeto que governa o movimento caótico das partículas e é chamado de sela caótica pode ser encontrado. Os caminhos de cada partícula simulada mostram propriedades que são temporariamente reunidas pelas mudanças no fluxo da atmosfera, semelhante a sentar na sela, antes de cair da sela e, consequentemente, caindo na Terra.

Em geral, ela descobriu que as partículas provenientes da área ao redor do equador permanecem na atmosfera por mais tempo, e partículas menores que um mícron poderiam permanecer na atmosfera por anos antes de cair.

A vida média de uma partícula no ar é de cerca de um mês, mas também descobriram que as partículas em uma área de um mapa podem estar no ar até 10 vezes mais que as partículas próximas no mapa. A maneira como essas vidas foram distribuídas ao redor do globo variava dependendo da estação.

Para ilustrar os conceitos do artigo, Haszpra criou um jogo online, chamado RePLaT-Chaos, que permite que os jogadores aprendam o tópico da advecção atmosférica criando e testando suas próprias erupções vulcânicas.

Haszpra acredita que suas descobertas podem informar esforços futuros que foram sugeridos para usar partículas de ar que refletem o sol para neutralizar as mudanças climáticas. Ela planeja expandir este trabalho incorporando dados meteorológicos históricos e modelos climáticos para entender melhor como a dispersão de partículas pode mudar quando o clima muda.