Científicos sobrevuelan tormentas tropicales en un avión espía para descubrir que generan más radioactividad de lo que se pensaba

Madrid

Un equipo internacional de científicos ha descubierto que las gigantescas tormentas eléctricas que generan los rayos y los truenos crean también "una cantidad significativa de radiación gamma" que no es letal para los humanos en la tierra, excepto si pudiéramos estar en el núcleo de una de estas tormentas. "Si hay alguien por ahí preocupado por convertirse en Hulk por toda esta radiación gamma", explica uno de los autores, "no debería estarlo. porque solo sería peligrosa si una persona estuviera muy cerca de la fuente de origen".

Bromas aparte, el fenómeno ya se había analizado pero sin entenderlo por completo hasta este estudio. Lo novedoso es que han demostrado que las nubes son "ollas a presión" para esta radiación que se produce mucho más frecuentemente de lo que los investigadores habían visto hasta ahora. El hallazgo lo publica Nature, y cambia nuestra comprensión de las dinámicas atmosféricas y apunta un posible origen de los relámpagos.

El origen del descubrimiento: los satélites de la NASA y un avión espía U2

El fenómeno de la radiación gamma terrestre fue detectado inicialmente por satélites de la NASA en la década de 1990. Estos dispositivos, diseñados para estudiar partículas de alta energía provenientes de supernovas y otros fenómenos espaciales, empezaron a captar sorprendentes estallidos de radiación gamma procedentes, no del espacio, sino de la tierra.

Al principio, fue una sorpresa. Pero pronto los científicos entendieron lo que pasaba. Y la explicación era más o menos sencilla. Eran las tormentas eléctricas.

El problema es que como los satélites no se lanzaron para escrutar las radiaciones de la tierra sino las del espacio, las observaciones fueron esporádicas y no sistemáticas. Ante esta limitación, los científicos decidieron utilizar una herramienta diferente: un avión espía U2, propiedad de la NASA y transformado en un laboratorio volador de gran altitud.

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Los U2, muy populares en la Guerra Fría, vuelan dos veces más alto que los aviones comerciales y casi 5 kilómetros por encima de la mayoría de las tormentas eléctricas.

También son muy rápidos, lo que le dio al equipo la oportunidad de "cazar" las tormentas eléctricas casi desde el momento en el que se estaban formando, ayudados por radares meteorológicos. "El avión ER-2 es la plataforma de observación definitiva de las nubes de tormenta", ha contado Nikolai Østgaard, profesor de física espacial en la Universidad de Bergen e investigador principal del proyecto: "Volando a 20 km podemos estar directamente sobre la cima de la nube, lo más cerca posible de la fuente de rayos gamma".

Los estallidos pueden ser el origen de los relámpagos

Durante un mes, el equipo realizó 10 vuelos sobre las gigantescas tormentas que barren los trópicos al sur de Florida. En 9 de esos 10 vuelos se detectaron indicios grandes de radiación gamma lo que apuntala la tesis de que este fenómeno es común en las tormentas eléctricas. Pero el descubrimiento va más allá. Hasta ahora, con las observaciones que habían hecho en la NASA, se creía que lo que hacían las nubes eran grandes estallidos de energía. Martino Marisaldi, profesor de física y tecnología en la Universidad de Bergen explica que no es así: "las nubes son una enorme olla hirviendo con radiación gamma" que cada cierto tiempo genera esos estallidos. Esos estallidos son de dos tipos: uno muy corto, que dura menos de una milésima de segundo y que libera una gran energía, y otro que es una secuencia de unas 10 ráfagas individuales que se repiten en el transcurso de una décima de segundo.

"Esas dos nuevas formas de radiación gamma son las que encuentro más interesantes", dijo Steve Cummer, profesor de ingeniería en la Universidad de Duke y coautor del estudio. "No parecen estar asociados con el desarrollo de relámpagos pero sí hay indicios en los datos de que en realidad pueden estar relacionados con los procesos que los inician".

Los investigadores postulan que, por un lado, estos estallidos y, por otro, esta producción de bajo nivel de radiación actúa como el vapor que hierve de una olla de agua y evita que la cantidad de energía que se puede acumular en su interior sea mucho más grande.

¿Por qué se crea la radiación gamma en las tormentas?

A medida que se va formando una tormenta eléctrica, las corrientes de aire caliente y frío hacen ascender y descender -de forma circular- el aire, el agua, el granizo y el hielo. Todo esto ocurre a gran velocidad y las partículas van cargándose eléctricamente. Las que se cargan positivamente terminan en la parte superior de la tormenta, mientras que las que toman una carga negativa caen hacia abajo, creando un enorme campo eléctrico que puede ser tan fuerte como 100 millones de pilas.

Cuando otras partículas cargadas, como los electrones, se encuentran en un campo tan fuerte, se aceleran. Si aceleran a velocidades lo suficientemente altas y golpean una molécula de aire, eliminan más electrones de alta energía. El proceso sigue produciéndose hasta que las colisiones generan suficiente energía para crear reacciones nucleares. En ese momento es cuando se producen destellos que los científicos califican como "extremadamente fuertes y extremadamente rápidos" de rayos gamma, antimateria y otras formas de radiación.

De hecho, el equipo ha descubierto que las grandes tormentas tienen una emisión continua y de bajo nivel de radiación gamma que emana lentamente de las nubes de tormenta. Lo describen así: "es como si las nubes estuvieran hirviendo con energía". Cuando el proceso se acelera llegan los grandes estallidos energéticos que habían detectado previamente los satélites. Los científicos creen que este resplandor actúa como una válvula de escape, liberando energía y evitando una acumulación mayor que podría generar un estallido más intenso.

¿Es peligrosa esta radiación gamma?

A pesar de que el término "radiación gamma" o la palabra "radioactividad" suena alarmante, los investigadores aseguran que no representa un riesgo para las personas. Según Cummer, los niveles de radiación "solo serían peligrosos si alguien estuviera directamente en el núcleo de una tormenta, algo poco probable debido a las condiciones extremas de viento y turbulencia". Los aviones comerciales, además, evitan estas áreas peligrosas, por lo que "no hay razón para preocuparse".

Por qué es importante

Este estudio abre la puerta a nuevas investigaciones sobre las tormentas eléctricas y su capacidad para generar radiación. La mejor comprensión de estos fenómenos naturales tan impresionantes puede valer para entender mejor cómo se comportan, como afectan al clima y a las condiciones de la atmósfera terrestre.