Raios e Relâmpagos

Relâmpago é o evento mais espetacular de uma tempestade. O que significa trovão e o que  tem a ver com um raio? Nota:O raio é uma descarga elétrica produzida entre as nuvens e o solo. O relâmpago é a descarga visível, que apresenta trajetórias sinuosas e com ramificações irregulares.
Raio é uma faísca gigante. Um único relâmpago pode aquecer o ar ao redor em torno de 30.000 graus Celsius (54.000 graus Fahrenheit). Este aquecimento extremo provoca a expansão do ar a uma taxa explosiva. A expansão cria uma onda de choque que se transforma em uma onda crescente de som, mais conhecido como trovão.
Trovões e relâmpagos ocorrem em aproximadamente o mesmo tempo, apesar de você ver o clarão do relâmpago antes de ouvir o trovão. Isto é porque a luz viaja muito mais rápido que o som.
O mecanismo pelo qual ocorre a separação da carga é ainda objeto de investigação.
Queda de gelo e chuva tornam-se eletricamente polarizada quando caem através do campo elétrico natural da Terra. Colisão entre esses materiais geram cargas opostas.

O mecanismos mais conhecido da formação de raios:
O céu está cheio de carga elétrica. Em um céu calmo, o positivo (+) e negativo (-) as cargas estão em aparente equilíbrio.
Dentro de uma tempestade, a carga elétrica se espalham de forma diferente. Um temporal é feito de cristais de gelo e granizo . Os cristais de gelo tem uma carga positiva, e as pedras de granizo tem uma carga negativa. Uma corrente de ar ascendente empurra os cristais de gelo para cima das nuvems de tempestade. Ao mesmo tempo, os granizo são empurrados para a parte inferior da trovoada. Estes processos separaram as cargas positivas e negativas da nuvem em dois níveis: a carga positiva no topo e da carga negativa na parte inferior.

Durante uma tempestade, a superfície da Terra tem uma carga positiva. Como os opostos se atraem, a carga negativa na parte inferior da nuvem de trovão é atraído para a Terra com carga positiva na superfície.
Uma vez que a carga negativa na parte inferior da nuvem é suficientemente grande, um fluxo de carga negativa corre para a terra. Isto é conhecido como um raio líder escalonado. As cargas positivas da Terra são atraídos para este líder escalonado, de modo que ocorra um fluxo de movimentos de carga positiva para o ar . Quando o líder escalonado e a carga positiva da terra se encontram, uma forte corrente elétrica transporta carga positiva  na nuvem . Esta corrente eléctrica é conhecido como o curso de retorno e os  podemos ver-lo como um raio.

Lembrando que o raio é uma forma particularmente espetacular de eletricidade estática, com a tensão e corrente muito alta. Um raio pode atingir temperaturas que se aproximam 30.000° C (54.000° F). Um relâmpago carrega uma corrente elétrica de aproximadamente 30.000 ampères (30 kA), e transfere 15 coulombs de carga elétrica e 500 megajoules de energia.
Cientistas da NASA descobriram que a radiação eletromagnética criada por um raio nas nuvens a apenas alguns quilômetros de altura pode criar uma zona de segurança nos cinturões de Van Allen de radiação que circundam a Terra.
Os raios geralmente são associados e produzido por nuvens cumulonimbus, mas também ocorrem durante as erupções vulcânicas ou em tempestades de poeira
.

Tipos de Relâmpagos:
Segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), o relâmpago tem geralmente uma duração de meio segundo e trajetória com comprimento de 5 km a 10 km. Em termos gerais, existem dois tipos de relâmpagos: relâmpagos na nuvem (cerca de 70% do total) e relâmpagos no solo, que podem ser do tipo nuvem-solo ou solo-nuvem. Mais de 99 % dos relâmpagos no solo são relâmpagos nuvem-solo.
Mais adiante vamos estudar alguns tipos de relâmpagos que ainda são quase que desconhecidos pelos pesquisadores. São os relâmpagos da atmosfera superior: Os sprites, jatos azuis, elves etc.

O que é Paleomagnetismo ?

Paleomagnetismo é o estudo das propriedades magnéticas das rochas. O paleomagnetismo ajuda na nossa compreensão das placas tectônicas, mineralogia, petrogênese, geocronologia, e a história do campo magnético da Terra.
Alguns minerais magnéticos comuns em rochas ígneas, como a magnetita, irá “adquirir” o campo magnético de seu entorno quando a rocha esfria. Em temperaturas muito altas, os minerais magnéticos são altamente suscetíveis ao campo magnético a seu redor.

Aqui algumas das característica físicas e químicas da Magnetita:
Fórmula Química – Fe3O4
Composição – Óxido de Ferro. 31,0% de FeO, 69,0% de Fe2O3
Cristalografia – Isométrico
Classe – Hexaoctaédrica
Propriedades Ópticas – Isotrópico, cinza comumente com matiz marrom.
Hábito – Octaédrico, dodecaédrico, cúbico, maciço, granular
Clivagem – Indistinta
Dureza – 5,5 – 6
Densidade relativa – 5,1
Fratura – Subconchoídal a ausente
Partição – Octaédrica
Brilho – Lustroso, metálico a submetálico
Cor – Preto-metálico

Curiosamente, a magnetita também pode ser encontrada em locais não muito comuns. É possível encontrá-la em bactérias (magnetospirillum, magnetotacticum) e em cérebros de abelhas, de cupins, de alguns pássaros e até mesmo em cérebros humanos(apenas traços). Acredita-se que os cristais de magnetitas estão envolvidos na magneto recepção, no senso de polaridade ou inclinação do campo magnético da Terra, que é exatamente o tema que estamos abordando.

Quando o mineral magnético esfria através do seu “ponto de Curie” (que varia de mineral para mineral), o campo magnético circundante torna-se “congelado”, e o mineral magnético é magnetizado de acordo com o campo ao redor no momento em que resfriado abaixo do ponto de Curie.

O que é ponto Curie ? 
Também chamado de temperatura Curie, é a temperatura na qual certos materiais magnéticos sofrem uma mudança brusca em suas propriedades magnéticas, isto é, temperatura acima da qual um mineral magnético perde o seu magnetismo. No caso de rochas e minerais o magnetismo remanescente aparece abaixo do ponto de Curie (570°C ou 1060°F), para a magnetita. Esta temperatura foi verificada pelo físico francês Pierre Curie, que em 1895 descobriu as leis que se relacionam com algumas propriedades magnéticas à mudança de temperatura.
Desse modo as propriedades do campo geométrico é “fossilizada” em rochas acompanhando a posição dos continentes e oceanos no passado, e assim, estudar a história e a dinâmica do movimento global e das placas do Pré-Cambriano até o presente.
Estes dados permitem um modelo em escala global do impacto das placas tectônicas em climas antigos. Métodos específicos aplicados ao magnetismo ambiental dos depósitos sedimentares, e por outro lado permitem reconstruir o paleoclima e paleoambiente em uma escala mais regional.

Periodicamente, o campo geomagnético muda sua “polaridade”,ou seja, houve momentos no passado em que o norte magnético de uma bússola apontaria na direção da posição atual da Antártida. As causas exatas da polaridade geomagnética “reversões” não são bem compreendidos, no entanto a sua presença tem ajudado muito no estudo do geomagnetismo terrestre.
Resumindo, este estudo mostra que algumas rochas registavam o campo magnético terrestre na sua formação, e conservando-o durante centenas de milhões de anos. Mostrou, ainda, que muitas dessas rochas apresentavam o registo de um campo magnético com polaridade diferente da atual, evidenciando que o campo magnético terrestre tinha sofrido, com frequência, inversões na sua polaridade (inversão magnética).
Assista ao vídeo, é bem interessante.