Descubren unos rayos cósmicos bajo tierra que permiten detectar fenómenos meteorológicos

ientíficos del «Centro Nacional para la Ciencia Atmosférica» (NCAS) y el «Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología» (STFC) del Reino Unido colaboraron con colegas del proyecto estadounidense MINOS para evaluar unos datos relativos a la presencia de rayos cósmicos en una mina de hierro abandonada situada en el estado de Minnesota, en el Medio Oeste estadounidense. El objetivo del proyecto MINOS es el de investigar las propiedades de los neutrinos (partículas con carga y masa nulas) y medir muones originados a gran altura en la atmósfera como ruido de fondo en el detector.

Según informaron los investigadores, los datos recogidos durante cuatro años indicaban que cierta cantidad de rayos cósmicos de alta energía (partículas cargadas con energía procedentes del espacio exterior que caen sobre la Tierra desde todas direcciones) eran captados por un detector situado a gran profundidad del suelo y que se correspondían con las temperaturas medidas en la estratosfera.

«Es divertido situarse a kilómetro y medio bajo tierra y estudiar fenómenos de física de partículas», declaró el Dr. Giles Barr, de la Universidad de Oxford, quien es coautor del estudio. «Pero es aún mejor saber que desde esa profundidad uno puede estudiar una parte de la atmósfera en la que, por lo general, es bastante difícil hacer mediciones.»

Según los científicos, su descubrimiento esclarece cómo se pueden aprovechar los rayos cósmicos para detectar fenómenos meteorológicos que podrían influir en la intensidad de los inviernos que se viven en la superficie terrestre. Cabe señalar que tales fenómenos podrían repercutir también sobre la cantidad de ozono que existe encima de los polos terrestres.

La creación de nuevas técnicas para identificar fenómenos meteorológicos y captar su frecuencia sería muy beneficiosa para los modelos de predicción climática y meteorológica.

«Hasta ahora venimos empleando globos sonda y datos de satélite para informar de estos fenómenos meteorológicos», explicó el Dr. Scott Osprey, científico del NCAS. «Ahora surge la posibilidad de consultar los registros de datos sobre rayos cósmicos de los últimos cincuenta años para hacerse una idea bastante precisa de cuál era la temperatura de la estratosfera en este periodo. Para estudiar este fenómeno también pueden usarse los datos registrados por otros grandes detectores subterráneos que hay en el mundo.»

Los científicos explicaron que los muones son unos rayos cósmicos que se generan como consecuencia de la desintegración de otros rayos cósmicos llamados mesones. Se sabe que, cuando aumenta la temperatura de la atmósfera, ésta se expande de tal forma que se destruyen menos mesones al impactar con el aire. De este modo, quedan más mesones que pueden desintegrarse de manera natural y convertirse en muones, razón por la que se detectan más de éstos.

Pero lo que sorprendió a los científicos responsables de este estudio es descubrir subidas esporádicas y repentinas de la cantidad de muones en los meses de invierno. Según puntualizaron, estas subidas se generaban en apenas unos días. Tras analizar los datos, concluyeron que los cambios coincidían con aumentos repentinos de la temperatura estratosférica. En algunos lugares apreciaron aumentos térmicos de hasta 40 °C.

Lo que descubrieron constituye un destacado fenómeno climatológico denominado «calentamiento estratosférico repentino» (Sudden Stratospheric Warming). Este fenómeno se produce en años alternos y al azar, señalaron. Los datos relativos a rayos cósmicos que se revelaron en este estudio reciente sirven, adujeron, para reconocer cuándo se produce este fenómeno.

«Este estudio es un ejemplo fantástico de lo que puede conseguirse gracias a colaboraciones internacionales e investigaciones interdisciplinarias», destacó el Dr. Osprey. «Cuántos otros secretos habrá a la espera de que los saquemos a la luz.»

Los resultados de este estudio se han publicado en la revista Geophysical Research Letters.