Terremotos têm sido uma das forças mais devastadoras da natureza, tirando vidas e causando danos materiais extensos. Cientistas e pesquisadores têm buscado prever esses eventos catastróficos para minimizar seu impacto. Um estudo inovador revelou uma correlação fascinante entre radiação cósmica e atividade sísmica. Neste post do blog, vamos explorar os detalhes desta descoberta e suas possíveis implicações.
A Correlação Cósmico-Sísmica
Pesquisadores encontraram uma clara correlação estatística entre a atividade sísmica global e mudanças na intensidade da radiação cósmica registrada na superfície do nosso planeta. Isso não é apenas uma correlação aleatória; ela exibe uma periodicidade que escapa à interpretação física inequívoca. Isso significa que a correlação segue um padrão ao longo do tempo, mas as razões para esse padrão ainda não são compreendidas.
A Gravidade dos Terremotos
Terremotos fortes muitas vezes resultam em muitas vítimas humanas e enormes perdas materiais. A escala da tragédia poderia ser significativamente reduzida se tivéssemos a capacidade de prever o tempo e o local de tais eventos cataclísmicos. É aqui que entra o projeto CREDO.
Apresentando o Projeto CREDO
O projeto CREDO (Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory) foi iniciado em 2016 pelo Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências em Cracóvia. O projeto visa verificar a hipótese de que terremotos poderiam potencialmente ser previstos observando mudanças na radiação cósmica. Análises estatísticas mostraram que uma correlação entre os dois fenômenos realmente existe, mas ela manifesta características que ninguém esperava.
CREDO é um observatório virtual de raios cósmicos aberto a todos. Ele coleta e processa dados não apenas de detectores científicos sofisticados, mas também de um grande número de detectores menores, incluindo os sensores CMOS em smartphones. Ao instalar o aplicativo gratuito CREDO Detector, qualquer pessoa pode transformar seu smartphone em um detector de raios cósmicos.
Uma das principais tarefas do CREDO é monitorar mudanças globais no fluxo de radiação cósmica secundária que atinge a superfície do nosso planeta. Essa radiação é produzida na estratosfera da Terra, mais intensamente dentro do chamado máximo Regener-Pfotzer, onde partículas de radiação cósmica primária colidem com as moléculas de gás da nossa atmosfera e iniciam cascatas de partículas secundárias.
A Ciência por trás da Correlação
À primeira vista, a ideia de que existe uma ligação entre terremotos e radiação cósmica pode parecer estranha. No entanto, suas bases físicas são totalmente racionais. A principal ideia aqui é a observação de que as correntes de redemoinho no núcleo líquido do nosso planeta são responsáveis por gerar o campo magnético da Terra. Este campo desvia as trajetórias das partículas carregadas da radiação cósmica primária.
Se grandes terremotos estivessem associados a perturbações nos fluxos de matéria que impulsionam o dínamo da Terra, essas perturbações alterariam o campo magnético. Isso, por sua vez, afetaria as trajetórias das partículas da radiação cósmica primária de uma maneira que depende da dinâmica das perturbações dentro do nosso planeta. Como resultado, os detectores baseados em terra deveriam ver algumas mudanças no número de partículas secundárias de raios cósmicos detectadas.
A Análise de Dados
Físicos do CREDO analisaram dados de intensidade de raios cósmicos de duas estações do projeto Neutron Monitor Database e do Observatório Pierre Auger. A escolha dos observatórios foi determinada pelo fato de estarem localizados em ambos os lados do equador e usarem técnicas de detecção diferentes. As análises incluíram mudanças na atividade solar, conforme descrito no banco de dados mantido pelo Solar Influences Data Analysis Centre. Informações-chave sobre a atividade sísmica da Terra foram obtidas a partir do programa U.S. Geological Survey.
As análises foram realizadas usando várias técnicas estatísticas. Em cada caso, para o período estudado, surgiu uma clara correlação entre mudanças na intensidade da radiação cósmica secundária e a magnitude somada de todos os terremotos com magnitudes maiores ou iguais a 4. Importante, essa correlação só se torna aparente quando os dados de raios cósmicos são deslocados 15 dias à frente em relação aos dados sísmicos. Isso é uma boa notícia, pois sugere a possibilidade de detectar terremotos futuros com bastante antecedência.
No entanto, não está claro nas análises se será possível identificar locais de cataclismos. Correlações entre mudanças na intensidade dos raios cósmicos e terremotos não são aparentes em análises específicas por localização. Eles só aparecem quando a atividade sísmica é levada em conta em escala global. Esse fato pode significar que mudanças na intensidade dos raios cósmicos refletem um fenômeno ao qual nosso planeta está sujeito como um todo.
A Significância Estatística
No mundo científico, uma descoberta é considerada feita quando o nível de confiança estatística dos dados corroborantes atinge cinco sigma ou desvios padrão. Para a correlação observada, os pesquisadores obtiveram mais de seis sigma, o que significa uma chance menor que uma em um bilhão de que a correlação seja por acaso. Isso fornece uma base estatística muito boa para afirmar que um fenômeno verdadeiramente existente foi descoberto.
O Enigma da Periodicidade
Uma grande surpresa é a periodicidade em larga escala da correlação – um fenômeno que ninguém esperava. Análises mostram que o máximo de correlação ocorre a cada 10-11 anos, um período semelhante ao ciclo de atividade solar. No entanto, ele não coincide em nada com a atividade máxima da nossa estrela!
Além disso, existem outras periodicidades comuns de natureza desconhecida tanto nos dados cósmicos quanto nos sísmicos. Exemplos incluem mudanças periódicas na atividade sísmica e na intensidade da radiação cósmica secundária ao longo de um ciclo correspondente ao dia estelar da Terra (igual a 24 horas menos ~236 segundos).
Olhando Além do Sistema Solar
Será que as correlações cósmico-sísmicas são causadas por algum fator que nos alcança de fora do Sistema Solar, capaz de produzir simultaneamente efeitos de radiação e sísmicos? A natureza global do fenômeno observado e o avanço de 15 dias na atividade sísmica evidente na radiação cósmica não são os únicos enigmas intrigantes associados à descoberta.
A falta de explicações clássicas para as periodicidades observadas provoca a consideração da possibilidade de que as correlações cósmico-sísmicas sejam causadas por algum fator que nos alcança de fora do Sistema Solar, capaz de produzir simultaneamente efeitos de radiação e sísmicos. A natureza global do fenômeno observado e o avanço de 15 dias na atividade sísmica evidente na radiação cósmica não são os únicos enigmas intrigantes associados à descoberta.
Terra como um Detector
A Terra, com seu grande campo magnético, é um detector de partículas extremamente sensível, muitas vezes maior do que os detectores construídos pelo homem. Portanto, é razoável permitir a possibilidade de que ela possa responder a fenômenos que são invisíveis aos dispositivos de medição existentes.
O Caminho à Frente Independentemente da fonte das periodicidades observadas, o mais importante nesta fase da pesquisa é que foi demonstrada uma ligação entre a radiação cósmica registrada na superfície de nosso planeta e sua sismicidade. Esta observação aponta para novas e emocionantes oportunidades de pesquisa.
Dr. Homola, o coordenador do CREDO, conclui que, embora a fonte das periodicidades observadas ainda seja desconhecida, a descoberta abre novas vias para a pesquisa. O potencial de prever terremotos usando radiação cósmica poderia revolucionar nossa abordagem à preparação para desastres e potencialmente salvar inúmeras vidas.
Conclusão
A descoberta de uma correlação entre radiação cósmica e atividade sísmica é inovadora. Embora ainda haja muito a ser compreendido, as aplicações potenciais desta descoberta são enormes. Desde a previsão de terremotos até o entendimento de fenômenos cósmicos, o projeto CREDO abriu as portas para uma nova fronteira na ciência. À medida que a pesquisa continua, podemos em breve nos encontrar não apenas melhor preparados para desastres naturais, mas também com uma compreensão mais profunda do cosmos e de nosso lugar nele.
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