Cientistas usaram partículas subatômicas para "ver" o interior de vulcões

Cientistas usaram partículas subatômicas abundantes em nosso planeta chamadas múos para mapear a estrutura interna dos vulcões. O trabalho pode ajudar a prever erupções perigosas no futuro, de acordo com um artigo publicado no Proceedings of the Royal Society.

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Os múons são partículas fundamentais, ou seja, não podem ser divididos em sub-partículas, mas são instável e decaem muito rápido. São abundantes na Terra porque são criados quando os raios cósmicos entram na atmosfera de nosso planeta, no entanto acabam decaindo em aglomerados de partículas mais leves. Antes disso, porém, eles penetram em objetos como se fossem raios-X.

Essa capacidade “fantasmagórica” de atravessar objetos e permitir uma leitura das interações durante o processo permite aos cientistas analisar estruturas que, de outro modo, seriam inalcançáveis. Por exemplo, eles usaram múons para descobrir uma câmara oculta na Grande Pirâmide do Egito há quatro anos. Agora, as partículas foram usadas para mapear vulcões.

Para esse estudo, os cientistas analisaram a eficiência dos múons ao passar pelo magma que flui por cavernas, câmaras e passagens rochosas nos vulcões e, em seguida, criaram projetos geológicos com os dados coletados. A técnica, conhecida como muografia, pode ajudar a rastrear os movimentos do magma que poderiam anunciar uma erupção a caminho.

A muografia é feita medindo a quantidade de múons que sobrevivem à passagem pelo objeto estudado — neste caso, o vulcão. As partículas são incrivelmente rápidas, quase atingindo a velocidade da luz, mas a viagem é desacelerada sempre que atravessam um corpo. Quando mais denso o objeto, mais velocidade os múons perdem, até decaírem em outra partícula.

Então, os cientistas instalam detectores de múons nas laterais do vulcão a ser analisado. Os equipamentos podem capturar os múons que não decaíram ao passar pela estrutura e observar as lacunas onde as partículas não sobreviveram por causa de algum elemento mais denso — como o magma. Quanto mais denso o objeto, mais clara a “silhueta” criada pelos detectores. Assim, os cientistas conseguem um mapa e revelam onde o magma quente pode estar localizado no interior do vulcão.

A ideia parece simples, mas é preciso uma grande estrutura para um detector de imagens tridimensionais. Um único detector produz uma imagem 2D, mas com vários deles — alguns quase tão grandes quanto uma quadra de tênis — posicionados ao redor do objeto de estudo, é possível construir uma imagem 3D. Os pesquisadores usaram a técnica para mapear o interior dos vulcões Sakurajima e Monte Asama, no Japão, além de três vulcões na Itália, incluindo o Vesúvio, e outro em Guadalupe.

Fonte: Science Alert