Variações climáticas caóticas

Junho 29, 2010

No registo geológico existem evidências de variações climáticas caóticas. Se quisermos estudar as variações climáticas a uma “escala temporal longa”, além dos Ciclos de Milankovic devemos levar em linha de conta um outro factor: a Tectónica de Placas. Este processo interno da Terra associado ao processo externo (Sol) influência o clima. Um influência o outro, é essa a realidade. Mas os dados tornam-se mais incertos. O conjunto de indicadores recolhidos por geólogos (dados paleoclimáticos, presença de sal, de carvão, recifes tropicais, solos desérticos, forma dos contornos e natureza das nervuras das folhas fósseis, isótopos de oxigénio, etc) têm permitido reconstruir a temperatura da atmosfera ao longo do Fanerozóico e mesmo para idades mais antigas. O somatório dos períodos de uma “Terra fria” totaliza menos de 100 milhões de anos, cerca de 20% da idade da Terra. Maior parte do tempo o planeta tem sido quente, sem gelos, muito diferente daquele ao longo do qual se tem desenvolvido a humanidade. Nós estamos na actualidade numa fase relativamente quente de um período em que o frio tem dominado.
Mesmo nesta “fase fria” regiões que associamos a “frio” foram quentes e não tiveram na acção humana da queima de combustíveis fósseis a sua assinatura.

A PRIMEIRA EXPERIÊNCIA de publicidade feita à Gronelândia aconteceu há um milénio, quando Eric, o Vermelho, ali chegou, vindo da Islândia com um pequeno grupo de norsos, também conhecidos como vikings. Eric andava em fuga por ter matado um homem que se recusara a devolver-lhe umas camas que lhe emprestara. No ano 982, ele desembarcou nas margens de um fiorde localizado perto de Qaqortoq e de- pois regressou à Islândia para divulgar a terra por si descoberta, à qual, segundo a sua saga, “ele chamou Terra Verde [Gronelândia] por entender que as pessoas se sentiriam atraídas se ouvissem um nome favorável”.
A publicidade atrevida de Eric resultou. Cerca de quatro mil norsos acabaram por se instalar na Gronelândia. Apesar da sua fama de ferocidade, os vikings eram noessencial agricultores. Nos fiordes abrigados da região meridional e ocidental da Gronelândia, criavam ovelhas e algumas vacas, exactamente o que os agricultores hoje fazem junto desses fiordes. Construíram igrejas e centenas de explorações agrícolas: comercializavam peles de foca e marfim de morsa, trocando-os por madeira e ferro importados da Europa. O filho de Eric, Leif, zarpou de uma quinta situada a nordeste de Qaqortoq e terá descoberto a América do Norte por volta do ano 1000. Na Gronelândia, as colónias norsas aguentaram-se durante mais de quatro séculos. De súbito, porém, eclipsaram-se.
O desaparecimento desses rijos agricultores-marinheiros é um exemplo perturbador das ameaças levantadas pelo clima às mais engenhosas culturas humanas. Os vikings fixaram-se na Gronelândia num período de temperaturas excepcionalmente quentes. No início do século XIV, a Gronelândia ficou muito mais fria, transformando a vida naquelas paragens num desafio ainda maior.” National Geographic – Junho 2010 


Eras Glaciares

Junho 29, 2010

Milutin Milankovitch (1879-1958) propôs, pelo menos para o último milhão de anos, uma teoria baseada nos ritmos astronómicos, que segundo este autor seriam responsáveis pelas variações climáticas. De acordo com a teoria deste cientista jugoslavo, as variações periódicas da energia solar que é recebida pela Terra, em especial nas zonas polares, seriam suficientes para criar no pla­neta períodos glaciários e períodos mais amenos ou interglaciários.

Estudos realizados por muitos paleoclimatólogos sugerem que as varia­ções climáticas estão associadas de forma directa às mudanças ao nível da geometria da órbita terrestre, ou seja, ficou demonstrado que os ciclos de alterações climáticas podem estar relacionados com ritmos astronómicos que condicionam a órbita terrestre, como os períodos de obliquidade, a pre­cessão e a excentricidade orbital. Estes fenómenos astronómicos afectam, por exemplo, a duração das estações, permitindo que o gelo se acumule de um Inverno para o outro. De uma forma mais específica, Hays (1976) afir­mava na revista Science: Conclui-se que as mudanças ao nível da geometria da órbita terrestre são a causa fundamental da sucessão dos episódios de glaciação que ocorreram durante o Pleistocénico“.

Deste modo, podemos referir que os mecanismos associados à dinâmica terrestre (vulcanismo, “geometria” dos continentes e oceanos), e que são explicados à luz da Teoria da Tectónica de Placas, podem estar ligados às gla-ciações muito longas e que não se revestiram de um carácter periódico, ocorridas em diversos momentos da História da Terra. A teoria proposta por Milankovitch proporciona uma explicação mais satisfatória para a alternância de períodos glaciários e interglaciários ocorridos durante o Pleistocénico.

Imagem – Geologia 12º – Porto Editora

 

Para Courtillot, após a análise dos trabalhos realizados nos últimos anos os ciclos de Milankovic exerceram um efeito essencial nas modificações climáticas da Terra, e o Sol foi o agente principal dos equilíbrios termodinâmicos da atmosfera. Não é o dióxido de carbono que controla as variações da temperatura mas sim, a nossa estrela que modifica a temperatura na atmosfera e do oceano. Quanto a este último, quando aquecido liberta o dióxido de carbono (tal como podemos observar quando abrimos uma garrafa de água com gás). Quando arrefecem, os oceanos têm uma maior capacidade de dissolver o dióxido de carbono e como consequência, a atmosfera fica mais pobre em CO2. O Sol, uma estrela que apresenta variações ao longo do tempo associada a uma órbita da Terra também variável são o agente essencial nas variações climáticas, e de forma mais evidente, o agente responsável das últimas glaciações ocorridas no nosso planeta.

O dióxido de carbono não deixa de ser um factor importante neste contexto, mas não é a “causa inicial” do aquecimento/arrefecimento do planeta. Aliás, devemos a estas variações nas concentrações de dióxido de carbono natural a nossa temperatura amena, a presença de água no estado líquido no planeta e em última análise o aparecimento da vida no “planeta azul”.  

 


Quem controla o clima?

Junho 28, 2010

Um bom livro de “alterações climáticas” com dados recolhidos a partir da Geologia. Com uma leitura fácil, muito no género de um outro geólogo francês – Claude Allègre, percorremos com Courtillot os ciclos de Milankovic, a Tectónica de Placas e  uma verdadeira descida ao centro da Terra. Não colocando em causa “o aquecimento global”, Courtillot procura identificar os motores das alterações climáticas – a Geosfera.

Vicent Courtillot é professor de Geofísica na Universidade Denis-Diderot-Paris VII, além de  dirigir o Instituto de Física do Globo de Paris.


A migração dos Planetas

Junho 26, 2010

 

A evi­dência observacional diz-nos que a maior parte dos grandes pla­netas gasosos que descobrimos noutros sistemas planetários estão muito mais perto dos seus sóis do que Júpiter está do nosso.

As simulações computacionais sugerem que todos os planetas gaso­sos se possam ter formado perto uns dos outros e depois, devido aos complexos padrões gravitacionais entre si, afastado uns dos outros. Nesta última teoria, os nossos próprios planetas gasosos poderão ter-se formado mais perto do Sol do que aquilo que estão agora, tendo-se movido posteriormente para as suas presentes posi­ções. Nesta explicação apressada, os grandes planetas gasosos condensaram-se muito depressa a partir de bolsas de gás em torno do jovem Sol.

A teoria caminha em terreno mais firme quando descreve o destino de outro material rochoso que não chegou aos núcleos de Júpiter e de Saturno.

Foi atraído para mais perto do Sol e forma os planetas sólidos – Mercúrio, Vénus, Terra e Marte -, compos­tos principalmente por metais e minerais chamados silicatos. Esta parte interna do sistema solar está, nesta altura, demasiado quente para químicos voláteis. Vários bocados de desperdícios rochosos orbitam numa região chamada o cinto de asteróides, situado entre os planetas sólidos e os gasosos.

Todos os planetas orbitam na mesma direcção – no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, se estivermos colocados no pólo norte do Sol – e quase no mesmo plano, uma característica de larga escala do sistema solar que não mudou desde a sua vida inicial, quando era um disco achatado de poeira em rotação. Tanto Newton como Laplace compreenderam que tal não poderia ser uma coincidência, e tinham razão. A poeira rodava na mesma direc­ção quando o sistema solar era uma nuvem, e continua a fazê-lo, apesar de a poeira estar agora contida no coração dos planetas. Ape­nas alguns cometas viajam numa direcção retrógrada, tendo sido atirados para uma nova órbita.

O cometa Halley está entre eles.

Nesta descrição, o sistema solar foi reduzido a um simples sistema dinâmico de bolas de matéria em colisão. Anteriormente, o universo era composto por nuvens de partículas de gás em coli­são juntas pela gravidade e, ainda mais cedo, por um plasma de quarks e gluões. Grande parte da descrição física do universo parece consistir em partículas de diferentes tamanhos a chocarem umas com as outras.

Em regiões do universo semelhantes ao nosso sistema solar, os objectos estão ao nível dos tamanhos macroscópicos e o seu movimento é mais bem descrito pela mecânica newtoniana. Os objectos mais pequenos no sistema solar são atraídos pela gravi­dade dos objectos maiores, que os faz acelerar e os torna mais sus­ceptíveis a esmagarem-se e fragmentarem-se. Os cometas e os planetesimais ainda não se estabeleceram nas suas órbitas finais e correm por aqui e por ali, chocando uns com os outros, empur­rados e puxados por várias forças gravitacionais, de modo mais destacado pelo poder gravitacional de Júpiter.

E também não foram muitos os grandes objectos do sistema solar que já estabilizaram nas suas órbitas. Os cometas acabarão por fixar os seus domicílios na cintura de Kuiper ou na nuvem de Oort, mas, no seu percurso abatem-se por vezes sobre os planetas.

Sempre que os planetas sólidos são atingidos, aquecem. Se forem atingidos o número suficiente de vezes, ou por objectos suficientemente grandes, tornam-se tão quentes que o ferro é fun­dido e solta-se do material rochoso de que são feitos. O ferro afunda-se então para criar o núcleo de ferro que reside no seu coração. Nos primeiros 100 milhões de anos do sistema solar, houve muitas colisões, e duas, pelo menos, muito grandes, uma envolvendo Mercúrio, e a outra, a Terra.

Fonte : Systeme Solaire. Dossier nr. 64 – Pour la Science

Você está aqui. Christopher Potter. Casa das Letras


Teoria da Nébula Reformulada

Junho 26, 2010

 

 

Em termos astronómicos, as estrelas condensam rapidamente. Uma vez satisfeitas as condições apropriadas, o nosso Sol teria con­densado e entrado em ignição interna durante cerca de 100 000 anos, deixando atrás um disco de poeira que formará o resto do sistema solar. O Sol contém 99,9% de toda a massa disponível. No exterior da nuvem de poeira que escuda o núcleo em combustão, as tempe­raturas são abaixo dos 30° C , não mais quente do que o dia mais quente de um típico Verão inglês.

E nesta região que as moléculas complexas produzidas durante muitas gerações de formação de estre­las são protegidas.

 Hoje em dia, poucas razões temos para supor que o ciclo de vida do nosso Sol tenha sido muito diferente da vida das estrelas de segunda geração do mesmo, ou de tamanho semelhante. Pode­mos convencermo-nos de que, se contarmos a história do nosso Sol, estamos a contar uma história que é muitas vezes repetida através do universo.

A presença do carbono a partir de gerações prévias de estre­las irá acelerar ligeiramente o processo de combustão do hidrogé­nio; de outro modo, o hidrogénio é forjado em hélio da forma prevista para as estrelas de primeira geração. A radiação libertada por esta reacção é transportada para a superfície do Sol, num pro­cesso que poderá demorar 10 milhões de anos, onde se liberta como luz e calor. O Sol fica mais leve e mais luminoso: perde massa e ganha brilho. E continua a fazê-lo. Tornar-se-á 10% mais luminoso a cada bilião de anos, ou cerca disso.

O Sol queima 4 milhões de toneladas de hidrogénio por segundo, mas, dado que a sua massa é de mais de 1O27 toneladas, demorará, pelo menos outros 5000 milhões de anos a esgotar o seu combustível.

Apenas as estrelas da População I, como o nosso Sol (for­mado a partir de nuvens com grande conteúdo de metais), têm planetas.

Antes de o Sol atingir a sua massa final, os planetas estão a ser formados a partir daquilo que sobra. Os desperdícios frios agregam-se lentamente com o tempo e, com a gravidade, formam-se rochas de todos os tamanhos, até ao tamanho de planetas. As partículas maiores atraem as mais pequenas e crescem, como bolas de neve a rolar.

As estimativas variam, mas pequenos proto-planetas, chamados planetesimais, com até l km de diâmetro, não levam mais do que umas poucas dezenas de milhares de anos para se formarem, e aqueles que atingem entre 50 e 500 km, talvez algumas centenas de milhares de anos.

 Apenas cerca de um milhão de anos depois de o Sol se ter estabilizado na sua combustão de hidrogénio, o sistema solar é já um sistema dinâmico, compreendendo talvez 20 objectos do tama­nho da Lua, ou maiores, e cerca de um milhão de objectos com mais de l km de diâmetro, mais uma quantidade de objectos mais pequenos.

As teorias acerca da formação dos planetas ainda estão nos seus primeiros dias e as teorias acerca de como os planetas gaso­sos foram formados são ainda mais hesitantes.

Até recentemente, pensava-se que os satélites maiores começam a capturar, através da gravidade, o gás que não entrou no fabrico do Sol. Um destes satélites encontrou-se à distância óptima do Sol – onde a tempe­ratura é exactamente apropriada – para que esse processo ocorra.

Este satélite tornou-se o grande planeta gasoso a que chamamos Júpiter, levando 5 milhões de anos a atingir a sua massa final. O núcleo rochoso de Júpiter, que tem 29 vezes a massa da Terra, captura uma atmosfera com 288 vezes a massa da Terra. Nós não vemos a superfície sólida de um planeta gasoso, apenas o topo de uma vasta atmosfera.

Saturno competiu com Júpiter para formar o segundo maior planeta gasoso, levando mais 2 milhões de anos do que Júpiter para atingir a sua massa final.

Assim que o Sol atinge a sua massa final, emite um vento solar (protões e electrões de alta energia ejectados da sua super­fície) que sopra os restantes gases de hidrogénio e de hélio para fora do sistema solar. Conjectura-se que, se o vento solar tivesse sido mais forte, os planetas gasosos não se teriam formado. Este é um daqueles perturbantes pormenores que tornam os copernicianos, desejosos de preservar uma ausência de centralidade no uni­verso, ansiosos.

Existe evidência observacional de jovens estrelas em torno das quais não se formou nenhum planeta gasoso precisamente por esta razão. Apesar de muitos sistemas solares se poderem ter formado no universo, começamos a interrogar-nos se o nosso não terá qualidades que o tornam preocupantemente invulgar.

Por não estar tão bem posicionado, Saturno adquiriu uma atmosfera com um quarto do tamanho da de Júpiter, apesar de os seus núcleos sólidos serem praticamente do mesmo tamanho. A luta para capturar gás é muito mais dura para os planetas ga­sosos mais distantes, Urano e Neptuno. Estes quatro gigantes gasosos usam todo o gás disponível.

Urano e Neptuno estão para além da linha gelada do sistema solar e os seus núcleos são mais gelados do que sólidos, constituí­dos por componentes de hidrogénio voláteis, mas congelados.

Mais longe, Plutão, e outros objectos transneptunianos, têm que se con­tentar com o gelo e os desperdícios que são abandonados, que também servem para fazer os cometas gelados, em torno e para lá de Plutão, que se mantêm na cintura de Kuiper, ou na longínqua nuvem Oort (se é que existe).

Têm sido lançadas algumas dúvidas sobre esta teoria.

Fonte : Você está aqui. Christopher Potter. Casa das Letras


Origem do Sistema Solar – vida pré-biótica

Junho 26, 2010

Há cerca de 5000 milhões de anos, na parte da galáxia em que nos encontramos hoje, uma grande nuvem de formação de estrelas de gás condensou-se em muitas estrelas, uma das quais era o nosso Sol. O bocado de nuvem que formou o nosso sistema solar tinha cerca de 24 000 milhões de quilómetros de diâmetro e continha materiais da vida de pelo menos duas gerações prévias de estrelas.

 

Sistema OTS 44 – O disco em redor da OTS 44 tem material suficiente para um planeta semelhante a Úrano ou Neptuno. Esta anã tem cerca de 2 milhões de anos.  A evidência indirecta de que outros planetas possam surgir em locais tão pouco promissores como em torno desta anã, sugere que a formação de planetas é muito mais robusta do que os astrónomos costumavam pensar. Scientific American – Julho 2009.

O gás quente numa maternidade de estrelas tem primeiro que arrefecer antes de se poder condensar para formar uma nova estrela. Se o gás estiver demasiado quente, as moléculas movem-se demasiado depressa para a gravidade vencer o seu movimento. De facto, a gravidade por si só pode não ter sido o suficiente para fazer com que o nosso Sol se condensasse. É provável que ondas de choque de uma prévia ou de prévias gerações de estre­las, juntamente com a gravidade, fizessem com que o Sol se pre­cipitasse.

A repetida explosão de muitas gerações de estrelas tornam algumas nuvens de gás demasiado quentes para alguma vez se tor­narem maternidades de estrelas. Permanecerão para sempre como nuvens, como poderá ser verdade para a maioria das nuvens de moléculas que agora existem. A formação de estrelas foi desacelerando, não por falta de hidrogénio, mas por falta de hidrogénio à temperatura apropriada, e chegou já ao fim nas galáxias elípti­cas mais antigas. Os dias da formação de estrelas no universo atin­giram o pico cerca de 10 000 milhões de anos após o Big Bang e entraram agora num lento declínio. Poderão ter cessado totalmente dentro de 100 000 milhões de anos.

A gravidade faz com que as nuvens de todos os tamanhos rodem. A nuvem molecular que se condensou no nosso Sol não é excepção. A rotação da nuvem faz com que o gás na parte interna do disco redemoinhe, formando uma bola sempre crescente no centro, e o gás e a poeira nas margens exteriores redemoinham para ainda mais longe. A gravidade achata também a nuvem. Foram observadas novas estrelas noutras partes da galáxia rodeadas por esses halos de poeira. Conforme já observámos, o tamanho que as estrelas eventualmente atingem depende da densidade e da quan­tidade de poeira que existe na nuvem molecular circundante. A fusão nuclear começa quando o núcleo atinge cerca de um quinto da massa do Sol.

As margens exteriores da nuvem são regiões frias, em que as moléculas complexas instáveis podem sobreviver intactas. Quando as primeiras estrelas explodiram, todos os elementos que ocorrem naturalmente apareceram no universo pela primeira vez, mas tam­bém as moléculas simples, como a água e o dióxido de carbono. Estas simples moléculas surgem como finas coberturas de gelo em pequenos grãos de poeira. Alguma da poeira, por exemplo, poderá ser carbono altamente comprimido, existindo como minúsculas lâminas de diamante ou como grafite.

Ciclos de formação de estrelas e de explosões são um labo­ratório de química que fabrica moléculas crescentemente comple­xas. Centenas de hidrocarbonos (moléculas constituídas inteiramente ou sobretudo por hidrogénio e carbono) surgem pela primeira vez nas nebulosas de formação de estrelas; entre eles, encontram-se o metano e o ácido cianídrico, e outras moléculas chamadas pré-bióticas. Chamam-se pré-bióticas por parecerem essenciais para a vida, embora não seja ainda claro através de que mecanismos.

Alguns compostos complexos encontrados no espaço exterior, como, por exemplo, o glicoaldeído, foram feitos reagir em labo­ratório produzindo um açúcar chamado ribose, um ingrediente chave do ácido ribonucleico (ARN). Se um átomo de oxigénio for retirado do ARN, torna-se ácido desoxirribonucleico (ADN).

Apesar de a única vida que conhecemos ser a vida que sur­giu neste planeta, as moléculas pré-bióticas parecem existir por todo o universo. Bizarramente, estas moléculas complexas já exis­tiam antes do sistema solar. Cerca de 10 a 15% da poeira e do gás da nuvem molecular a partir da qual o nosso Sol se condensou são feitos do material de pelo menos duas gerações de fabricação de estrelas. A vida tal como a conhecemos parece ter requerido cerca de 9 biliões de anos de fabricação de estrelas para produzirem as condições adequadas. E, após esse período de tempo, em muitas regiões como a nossa galáxia, o universo parece estar intimamente afinado para as condições exigidas pela vida.

Fonte : Você está Aqui. Christopher Potter. Casa das Letras


Pedras Parideiras

Junho 19, 2010

Na região norte de Portugal continental, o granito da serra da Freita enquadra-se no domínio dos granitos de duas micas, tendo uma fácies de grão médio equigranular. Junto à aldeia da Castanheira, situada na mesma serra, encontra-se uma das mais notáveis formações geológicas de Portugal: um outro granito de grão médio, contemporâneo do granito da serra da Freita, envolvido por xistos metamórficos, que presenta numerosos nódulos biotíticos com a forma de discos circulares. O afloramento rochoso da Castanheira, uma pequena janela granítica, como se representa na Figura 1 parece corresponder à parte superior de um maciço granítico cuja cobertura de xisto foi erodida. Este tipo de granito é considerado único em Portugal e raro no mundo. De entre os granitos portugueses, o da Castanheira é o único que apresenta discos circulares biotíticos. Os nódulos achatados, biconvexos, de 1 a 12 cm de diâmetro, possuem um núcleo de quartzo e feldspato, revestido por camadas concêntricas de biotite. Na Figura 2 está representada, esquematicamente, a caracterização mineralógica de um nódulo biotítico. As fortes amplitudes térmicas que se fazem sentir na região, as cunhas de gelo que vão crescendo junto aos nódulos e a erosão do granito nodular da Castanheira contribuem para a separação e posterior expulsão dos nódulos de biotite. Ao soltarem-se, deixam à superfície da rocha-mãe cavidades revestidas de biotite. Na região, chamam a esta rocha «a pedra que pare pedra» e, daí, a famosa designação popular de «Pedras Parideiras» para esta invulgar formação geológica. Texto elaborado com base em Daniela Rocha, Inventariação, Caracterização e Avaliação do Património Geológico do Concelho de Arouca, 2008

Texto e imagem retirados do Exame de Biologia e Geologia, 1ª fase. GAVE