Duendes: luces en el cielo

Los relámpagos son uno de los fenómenos típicos de una tormenta. Sus despliegues de luz, sin embargo, podrían no ser nada si miráramos sobre las nubes, en la zona alta de la atmósfera, donde otro fenómeno, los llamados “duendes” o “sprites”, resultan un interesante misterio para la meteorología.

Su estructura, visible a veces desde tierra, es tan curiosa, que ha sido frecuentemente confundida con avistamientos OVNI. Nada más alejado de la realidad, se trata de un fenómeno físico, si bien poco conocido por los físicos que estudian la atmósfera terrestre.

El “descubrimiento científico” de los duendes luminosos, es decir, el momento a partir del cual su existencia empezó a ser debatida en la literatura científica, se remonta a 1886, aunque existen menciones aún anteriores. Apenas se sabía que parecían ser resplandores luminosos que acaecían en la cúspide de las tormentas. Durante décadas, poco pudo avanzarse en la búsqueda de su conocimiento. Pero en 1989, se utilizó por primera vez una cámara de alta velocidad y elevada sensibilidad lumínica para observar el cielo. La grabación y registro de un sprite fue un incidente causal, dado que los investigadores universitarios que manejaban el aparato no pretendía su detección.

Una vez impreso en imágenes, el fenómeno obtuvo una mayor carta de naturaleza. Se iniciaron de inmediato nuevas investigaciones para constatar algunas de las características de este fenómeno físico atmosférico.

En esencia, los sprites tienen su origen en tormentas de gran aparato eléctrico. Pero a diferencia de los relámpagos, se generan en la mesosfera, muy cerca del espacio exterior. En cierto modo, se parecen a las auroras, aunque son mucho más rápidos.

La luz que generan es escasa (semejante a la de las autoras), así que solo son visibles a simple vista de noche, y si no los miramos directamente. Por otro lado, duran muy poco (entre 3 y 20 milisegundos), así que no es fácil poder estudiarlos. Dado que no podemos predecirlos, su estudio es complicado, y se han dado casos de no ver ninguno en toda una noche tormentosa, o cientos en un corto espacio de tiempo. Su color es rojizo, pero parece que están relacionados con otras estructuras más azuladas, llamadas “Elfos”. Son estos últimos, con aspecto de platillo volante, los que han llamado la atención a ciertos observadores, como pilotos de avión o de naves espaciales tripuladas.

El origen exacto de los sprites no está claro, más allá de que contienen una gran cantidad de energía. Si es así, dicha energía podría tener un papel en las reacciones químicas que se producen en la atmósfera. El nitrógeno y el oxígeno del aire, por ejemplo, podría convertirse en óxido nítrico bajo su influencia. Conocido destructor de la capa de ozono, los duendes tendrían pues un cierto impacto en esta capa protectora de la atmósfera.

Un chorro o jet azul. (Foto: Victor Pasko, Penn State University)

Una investigación realizada en verano de 1998 permitió poner de manifiesto que los sprites emiten radiación infrarroja (calor) y de otros tipos. También se midieron las concentraciones de CO2 y de óxido nítrico en sus cercanías, las ondas de radio, etc. Según los cálculos realizados por científicos de la University of Massachusetts y de la Stanford University, se generaría un sprite por cada 200 relámpagos, y su presencia se detectaría a hasta unos 100 km por encima de las tormentas. Ello aumenta su visibilidad desde grandes distancias (hasta 650 km) y da una idea sobre sus grandes dimensiones.

Los relámpagos que se hallarían relacionados con los duendes no son iguales que los más conocidos que afectan a la zona baja de la atmósfera. El relámapago habitual dura una décima de milisegundo, mientras que el asociado con un sprite dura varios milisegundos, es decir, mucho más. Las ondas de radio que generan unos y otros son distintas, así que podemos distinguirlos y detectarlos, aunque las nubes oculten su presencia. Ya que las ondas de radio viajan muy lejos, se pueden detectar sprites desde distancias de hasta 12.000 km.

Algunas expediciones científicas han sido más afortunadas que otras en la investigación del fenómeno. Una enviada por la NASA en 1994 contempló luces rojas y azules desde un par de aviones a reacción, proporcionando numerosas imágenes de gran interés. Las imágenes mostraban estructuras con forma de cirio y gran luminosidad en la zona superior. Algunas de ellas atravesaban la capa de ozono y llegaban a la ionosfera. Otras mostraban una especie de zarzillos o tentáculos en su base. En cuanto a los chorros azules, creaban emisiones estrechas y conos de luz azulada o púrpura, e incluso adoptaban estructuras con forma de ventilador y sprays.

Los duendes no se forman solo sobre territorio norteamericano, que es desde donde se han observado con más frecuencia, posiblemente porque se han dedicado más esfuerzos para su investigación. Se han visto también en Sudamérica, aunque con algunas diferencias. Los duendes rojos sudamericanos (no se vieron chorros azules) parecían similares a sus homólogos del norte, pero no tan grandes o de color tan intenso, quizá debido a que estaban asociados a tormentas menos intensas. En efecto, en los Estados Unidos, sobre todo en la zona central, se forman en sistemas frontales, mientras que en Sudamérica son convectivas y por tanto casi estacionarias.

Una de las misiones espaciales que estudiaron el fenómeno fue la última del transbordador Columbia, en 2003. Los resultados, gracias a un instrumento infrarrojo llamado TIGER (Transient Ionospheric Glow Emission in Red), se transmitieron a tierra antes del regreso de la desgraciada nave, que se destruyó durante la reentrada con toda su tripulación.

También se han realizado observaciones desde satélites, como el ROCSAT-2. Dada las altitudes a las que puede verse el fenómeno, entre los 50 y los 100 km, demasiado altas para un avión científico, y demasiado bajas para ciertos sensores satelitales, un ingenio espacial debe ser dotado de instrumentos especiales. Otro modo de observación son los globos sonda.

Gracias a ellos hemos averiguado que los duendes no suelen aparecer en solitario, sino que lo hacen en grupos de dos, tres o más sprites. En otras ocasiones se aprecian duendes solos, pero cerca de otros también en solitario. Todos ellos se mueven en amplias áreas (50 km) y volúmenes (más de 10.000 km cúbicos). Verlos moviéndose en formación, muy rápido, y desapareciendo igual de deprisa, ha permitido llegar a conclusiones muy imaginativas. (Fuente: NCYT Amazings)