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Um dia, a humanidade pode vir a pisar noutro planeta habitável. Este planeta pode ser muito diferente da Terra, mas uma coisa será familiar: a chuva.
Uma equipa de investigadores da Universidade de Harvard revelaram que as gotas da chuva são notavelmente semelhantes em diferentes ambientes planetários – até mesmo planetas tão drasticamente diferentes como a Terra e Júpiter.
“O ciclo de vida das nuvens é realmente importante quando pensamos sobre a habitabilidade do planeta”, disse Kaitlyn Loftus, estudante de pós-graduação no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias, em comunicado.
“Mas as nuvens e a precipitação são realmente complicadas e muito complexas para modelar completamente. Estamos à procura de formas mais simples de entender como as nuvens evoluem e o primeiro passo é se as gotículas das nuvens evaporam na atmosfera ou chegam à superfície como chuva”, explicou Loftus.
Segundo Robin Wordsworth, professor de Ciência Ambiental e Engenharia na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), “a humilde gota de chuva é um componente vital do ciclo de precipitação para todos os planetas”. “Se entendermos como as gotas de chuva individuais se comportam, podemos representar melhor a chuva em modelos climáticos complexos”, afirmou.
Um aspecto essencial do comportamento da gota de chuva é se a gota de chuva chega ou não à superfície do planeta porque a água na atmosfera desempenha um grande papel no clima planetário.
Para isto, o tamanho é importante. Se for muito grande, a gota quebrar-se-á devido à tensão superficial insuficiente, independentemente de ser água, metano ou ferro líquido superaquecido. Se for muito pequena, a gota evaporará antes de atingir a superfície.
Loftus e Wordsworth identificaram uma “zona Goldilocks” – ou “zona habitável” – para o tamanho da gota de chuva usando apenas três propriedades: forma , velocidade de queda e velocidade de evaporação.
As formas das gotas são iguais em diferentes materiais de chuva e dependem principalmente de quão pesada é a gota. As gotas de chuva são esféricas quando pequenas, tornando-se achatadas à medida que aumentam de tamanho até assumir a forma de um pão de hambúrguer.
Já a velocidade de queda depende da forma, bem como da gravidade e da espessura do ar circundante. Por fim, a velocidade de evaporação é mais complicada, influenciada por vários fatores, como a composição atmosférica, pressão, temperatura, humidade relativa.
Loftus e Wordsworth descobriram que, numa ampla gama de condições planetárias, a matemática da queda de gotas de chuva significa que apenas uma pequena fração dos tamanhos possíveis de gota numa nuvem consegue atingir a superfície.
“Podemos usar este comportamento para nos guiar enquanto modelamos os ciclos de nuvem em exoplanetas”, disse Loftus.
“As perceções que ganhamos ao pensar sobre gotas de chuva e nuvens em diversos ambientes são fundamentais para entender a habitabilidade dos exoplanetas”, continuou Wordsworth. “A longo prazo, também podem ajudar a obter uma compreensão mais profunda sobre a clima da própria Terra.”
Compreender o comportamento das gotas de chuva é a chave para revelar o antigo clima em planetas como Marte e para identificar planetas potencialmente habitáveis fora do nosso Sistema Solar.
Este estudo foi publicado em março na revista científica JGR Planets.
