Erupções vulcânicas ricas em cinzas alteram as nuvens geladas, regulando a radiação na Terra

Embora as erupções vulcânicas sejam sobretudo conhecidas pelos seus impactos devastadores em terra, também influenciam a atmosfera de formas surpreendentes. As partículas que são catapultadas para o céu pelas erupções podem alterar a composição das nuvens, arrefecendo a superfície abaixo. As cinzas vulcânicas, como sugere uma nova investigação, desempenham um papel inesperado na formação das nuvens, manipulando os cristais de gelo.

Um novo estudo revela que as cinzas vulcânicas permitem que o gelo ganhe forma nas nuvens, um processo que ainda não tinha sido objeto de um estudo aprofundado. Os efeitos ambientais - a forma como as cinzas vulcânicas contribuem para a radiação na Terra - ainda estão a ser debatidos, mas uma melhor compreensão da formação de nuvens poderá servir de base aos esforços de geoengenharia que pretendem abrandar o aquecimento global.

Como as nuvens e os vulcões afetam a radiação

As nuvens têm uma relação complexa com a radiação. Isto é visível pela sua influência no orçamento de radiação da Terra, o equilíbrio entre a radiação de ondas curtas que chega do Sol e a radiação de ondas longas que sai da Terra. Dependendo da espessura e da elevação de uma nuvem, esta pode ter um efeito de absorção ou de reflexão.

As nuvens mais baixas e mais espessas refletem mais radiação proveniente do Sol e arrefecem a superfície da Terra. As nuvens mais altas e mais finas refletem menos radiação solar recebida e tendem mesmo a absorver a radiação infravermelha emitida constantemente pela própria Terra. Os cirros - nuvens finas e geladas que se encontram na tropopausa - têm geralmente um efeito de aquecimento líquido na Terra.

Os vulcões também afetam o orçamento de radiação da Terra através das partículas que ejetam. Os cientistas têm-se concentrado sobretudo nos aerossóis de sulfato, que se formam depois de o dióxido de enxofre ser libertado para a atmosfera por uma erupção. Embora os aerossóis de sulfato possam empobrecer a camada de ozono e produzir chuva ácida, também ajudam a arrefecer a Terra, refletindo a radiação solar.

O impacto das cinzas vulcânicas

As cinzas vulcânicas não têm merecido tanta atenção como os aerossóis de sulfato, mas este novo estudo prova que também devem ser consideradas nas discussões sobre o clima. No estudo, investigadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) recolheram informações sobre cristais de gelo em nuvens, examinando dados de radar e de lidar das missões Cloudsat e CALIPSO da NASA. A equipa descobriu que as erupções vulcânicas ricas em cinzas faziam com que as nuvens albergassem menos cristais de gelo, mas maiores.

Os investigadores anteciparam que os aerossóis vulcânicos levariam a um aumento do número de cristais de gelo nas nuvens. Mas, surpreendentemente, os dados mostraram o contrário.

A influência das nuvens cirros

A equipa pensou inicialmente que uma erupção provocaria uma nucleação homogénea, em que o gelo se forma espontaneamente sem necessidade de uma superfície. Em vez disso, descobriram que as erupções com muitas cinzas provocam uma reação oposta, chamada nucleação heterogénea, em que o gelo precisa de uma “impureza”, como as cinzas vulcânicas, para se formar. Após uma erupção, as gotículas de água aderem às partículas de cinzas antes de poderem arrefecer o suficiente para congelar.

Ao produzirem menos e maiores cristais de gelo, as nuvens que sofrem nucleação heterogénea acabam por refletir menos radiação solar, mas também permitem que mais radiação da Terra se escape para o espaço. A equipa também determinou que as erupções ricas em cinzas conduziram a uma maior frequência de nuvens cirros.

Os investigadores afirmam que as cinzas vulcânicas têm de ser implementadas em mais modelos climáticos para compreender exatamente como todos estes fatores influenciam a temperatura da superfície da Terra. Estudos mais aprofundados sobre as cinzas vulcânicas poderão também orientar os planos de redução das nuvens cirros, uma ideia proposta para atenuar o aquecimento global. Este processo envolveria a pulverização de aerossóis na atmosfera para diluir ou eliminar os cirros, permitindo que mais radiação de onda longa saia da Terra.

Referência da notícia

Lin Lin, Xiaohong Liu, Xi Zhao, Yunpeng Shan, Ziming Ke, Kai Lyu and Kenneth P. Bowman. Ice nucleation by volcanic ash greatly alters cirrus cloud properties. Science Advances (2025).