A más de 50 km de altura suceden fenómenos eléctricos relacionados con los rayos de tormenta
En la mesosfera, una región de la atmósfera arriba de los 50 kilómetros, sucede un asombroso fenómeno: intensos destellos relacionados con los rayos de tormenta pero situados más allá de las nubes.
Hace dos décadas se les descubrió en esa zona que se pensaba no tenía actividad física relevante, y se observó que algunos se producían con retraso respecto al rayo que los desencadenaba; se les llamó sprites retardados.
Había sido un misterio el porqué de este retardo (en lugar de producirse entre dos y tres milisegundos después del rayo, se demoran hasta 150 milisegundos), pero científicos del Instituto de Astrofísica de Andalucía parecen haber hallado la clave que faltaba en los modelos de iniciación relativos a estos ‘relámpagos’ de la alta atmósfera. Su investigación es publicada en Nature Geoscience.
Para que se produzca una descarga en la mesosfera es necesaria la existencia de electrones libres, partículas que surgen y se eliminan a través de dos reacciones conocidas como ionización por impacto y fijación asociativa. “Los modelos empleados hasta ahora aseguraban que era necesario cierto campo eléctrico para que se produjeran más electrones de los que se destruían. Esto funciona a presión atmosférica, es decir, en las capas bajas de la atmósfera, pero no era suficiente para estudiar las descargas en la mesosfera, mucho más alta y con una presión considerablemente menor”, explica Alejandro Luque, uno de los autores del estudio.
Él y Francisco Gordillo hallaron que, para alturas de más de quince kilómetros, entraba en juego una tercera reacción, la de desprendimiento asociativo, que pone electrones en circulación y completa las teorías existentes. “Esta reacción nos permite explicar el retraso de algunos sprites, porque su tiempo característico concuerda con los retrasos observados”, señala Gordillo.
Un sprite se produce del siguiente modo: una nube de tormenta presenta carga eléctrica negativa en la parte inferior y positiva en la superior. Por lo general, los rayos emergen de la región inferior y muestran polaridad negativa, pero en ocasiones surgen rayos con polaridad positiva, mucho más potentes y peligrosos. Estos últimos producen un campo eléctrico que asciende hacia las capas altas atmosféricas y desencadena el sprite. Este evento luminoso dura centésimas de segundo y muestra una parte superior difusa y una región inferior poblada de ‘tentáculos’ (filamentos de aire ionizado de entre diez y cien metros de grosor). Puede extenderse desde los cuarenta hasta los casi cien kilómetros sobre el suelo y se producen de manera simultánea al rayo que los desencadena o con cierto retraso.
Los sprites son parte de una amplia familia de fenómenos eléctricos que tienen lugar en la mesosfera (una región demasiado tenue para sostener un globo sonda y demasiado espesa para orbitar un satélite), conocidos como Eventos Luminosos Transitorios (TLE), entre los que se encuentran también los elves, los halos, los blue jets o los gigantic blue jets. La influencia de los TLEs en las propiedades químicas y eléctricas de la alta atmósfera es actualmente objeto de investigación por grupos de todo el mundo. Cada uno de estos fenómenos luminosos revela información que ayuda a entender la actividad eléctrica y química de la región y permite completar nuestro conocimiento del circuito eléctrico global del planeta.
