Bailando sob o gelo!

Um grupo de investigadores da NASA descobriu dois animais diferentes, uma espécie de camarão e uma espécie de medusa, movendo-se no mais improvável dos ambientes gelados, na Antárctida, sob um grande bloco de gelo, mais de 180 metros abaixo do nível do mar.

A equipa da NASA, dirigida por Robert Bindschadler, encontra-se no glaciar de Pine Island, na Antárctida a fazer estudos para compreender melhor a interacção entre o gelo e o oceano nas plataformas de gelo da Antárctida, e a influência que o aumento médio de temperatura na Terra tem sobre a integridade destas plataformas flutuantes (ver aqui para saber mais).

Foi no âmbito deste trabalho que a equipa de investigadores resolveu descer uma câmara de filmar ao longo de um furo com 20 cm de diâmetro, feito na placa de gelo para poder filmar a superfície da placa exposta à acção do oceano.



O bichaninho que aparece no filme (obtido do YouTube) é um anfípode (pequeno crustáceo semelhante ao camarão) com sensivelmente 7 cm de comprimento. E aparece num local super gelado e escuro, com temperaturas negativas, onde não era esperada a existência de organismos multicelulares, quanto mais camarões!!!

Esta descoberta está a entusiasmar a comunidade científica, em especial a ligada à astronomia e à exobiologia (ramo da ciência que estuda a possibilidade de existência de Vida fora do planeta Terra). O local explorado por Bindshadler e a sua equipa é muito frio (temperaturas negativas) e não recebe luz solar. Pensava-se que neste tipo de ambiente apenas poderiam sobreviver microorganismos unicelulares, capazes de produzir o seu próprio alimento. A descoberta de não um, mas possivelmente dois organismos multicelulares permite aos exobiólogos acreditar que é possível existirem formas de Vida em ambientes considerados adversos, como Marte e Titã (a maior lua de Saturno).

Os biólogos têm opiniões divergentes quanto à origem do pequeno anfípode. Cynan Ellis-Evan, microbiólogo da British Antarctic Survey achou a descoberta intrigante, mas considera que o anfípode terá muito provavelmente vindo de outro local. A bióloga Stacy Kim do Moss Landing Marine Laboratories situado na Califórnia, EUA, tem outra opinião. Kim encontra-se agora a trabalhar com a equipa de Bindschadler.

O local onde foi feito o furo situa-se a mais de 20 km de mar aberto, muito longe, segundo Kim, para o pequeno anfípode ser apanhado em filme “por mero acaso”. Para além disso, ao ser puxado para cima, o cabo que segurava a câmara de filmar arrastou o que parece ser o tentáculo de uma medusa.

Notas:

• A NASA refere que os estudos preliminares do grupo de Bindschadler serão apresentados dia 17 de Março numa conferência sobre a exploração e estudo de ambientes aquáticos subglaciares da Antárctica, organizada pela American Geophysical Union;
• Esta notícia aparece no jornal português online Ciência Hoje.

Evasão do metano nos mares da Sibéria

A revista Science publicou recentemente (5 de março) as conclusões de um estudo realizado na região este da plataforma continental da Sibéria. Segundo Natalia Shakhova, uma das autoras do artigo, a quantidade de metano libertada nesta região é comparável à quantidade de metano libertada no conjunto dos outros oceanos da Terra.

As manchas brancas da figura anterior são bolhas de metano presas bor debaixo de uma camada de gelo, num lago gelado situado na Sibéria. O metano é um poderoso gás de efeito de estufa, com uma acção 25 vezes superior ao do dióxido de carbono (segundo a EPA, United States Environmental Protection Agency ou Agência de Protecção Ambiental Norte-Americana). Pensa-se que o metano é o maior constituinte dos hidratos de gás (um material natural, constituído por bolsas de gases “presas” em estruturas de moléculas de água), que por sua vez constituem a maior reserva de carbono orgânico na Terra. Os hidratos de gás contendo metano são chamados hidratos de metano.

A região Este da plataforma continental da Sibéria, no Árctico tem uma profundidade máxima de 50 metros. Nos períodos de temperaturas mais baixas, a consequente descida do nível da água do mar torna esta região livre de água. Como os solos são permafrost, os hidratos de metano presentes mantêm-se estáveis, não ocorrendo a libertação de metano para a atmosfera.

Nos períodos de temperaturas mais elevadas a plataforma continental é coberta de água, que se encontra a uma temperatura mais elevada que a temperatura do ar. O aumento de temperatura destabiliza os hidratos de metano, promovendo a libertação deste gás. A profundidade da plataforma continental (50 metros) é insuficiente para que o metano libertado seja todo oxidado a dióxido de carbono pelo oxigénio presente no mar, antes de atingir a superfície.

O artigo da Science refere que as concentrações de metano na atmosfera terrestre têm variado entre 0,3 a 0,4 ppm (partes por milhão) nos períodos de temperaturas mais baixas e 0,6 a 0,7 ppm nos períodos de temperaturas mais elevadas. Actualmente, o valor médio sobre o Árctico é de 1,85 ppm, a mais elevada concentração de metano registada nos últimos 400 mil anos.

Nota: A figura seguinte apresenta um esquema simplificado de representação de uma plataforma continental.

Créditos fotográficos e esquemáticos: (1) Jeff Chanton, Departamento de Oceanografia da FSU; (2) U.S. Geological Survey (adaptado); (3) wikipedia (adaptado).


Nota adicionada a 2 de Abril de 2010: A equipa de Shakhova descobriu mais de 100 pontos na região este da plataforma continental da Sibéria em que o metano é libertado do permafrost submerso. A quantidade de metano libertada nesta região, 7 milhões de toneladas por ano, corresponde a 2% do total de emissões a nível mundial.

Hidratos de metano, metano e mais metano.

Á temperatura ambiente o metano é um gás. É o principal componente do gás natural. É também um poderoso gás de efeito de estufa, com uma capacidade cerca de 25 vezes maior que o do dióxido de carbono.

Na natureza as maiores fontes de metano são regiões pantanosas, quando em condições de falta de oxigénio (ou seja, em condições de anaerobiose). O material orgânico (restos de animais e plantas) é decomposto por bactérias anaeróbias e forma-se metano. A produção de metano nas regiões pantanosas é um processo dependente da temperatura: quanto maior a temperatura ambiente maior a quantidade de metano produzido.

Nas condições certas de temperatura e pressão, grandes quantidades de metano (entre outros gases) podem ser “armazenadas” nos solos como hidratos de metano. Este material é constituído por moléculas de água formando estruturas em forma de gaiola, nas quais estão aprisionadas várias moléculas de metano. Um litro de hidrato de metano pode conter até 160 litros de metano.

A vista desarmada os hidratos de metano podem ser confundidos com gelo comum. Mas como se pode ver pela figura, ao contrário do gelo, o hidrato de metano “arde”.

Não se tem ainda a certeza da quantidade total de hidratos de metano existente na Terra. Pensa-se que os hidratos de gás (maioritariamente constituídos por metano) correspondem a mais de 50 % das reservas de carbono orgânico. Os EUA, o Canadá, o Japão, e outros países têm investigado a possibilidade de os hidratos de metano serem utilizados como fonte de combustível.

Actualmente sabe-se que os solos permafrost e os solos subaquáticos da região do Ártico são ricos em hidratos de metano. Nestes solos os hidratos de metano formam uma espécie de cimento que preenche os espaços livres entre os sedimentos e impede a passagem de gases para a atmosfera. Nos sedimentos marinhos a camada formada pelos hidratos de metano pode atingir alguns metros de espessura. A figura segunte apresenta uma amostra de solo contendo hidrato de metano (Estado de Oregon, EUA).

Estudos científicos desenvolvidos na região do Árctico, tanto a nível da costa como a nível da plataforma continental revelam que o aumento da temperatura média terrestre e (também) o consequente aumento do nível médio das águas do mar têm criado alterações, a nível de temperatura, suficientes para destabilizar as camadas de hidratos de metano, tanto nos solos terrestres como marinhos. Os hidratos de metano “desfazem-se” libertando enormes quantidades de metano para a atmosfera.

Esta situação é considerada muito grave devido a acção do metano como gás de efeito de estufa. Para além disso não se conhece actualmente a quantidade total de hidratos de metano presente na Terra. Investigadores de todo o mundo receiam que os hidratos de metano se tornem a maior fonte de metano no mundo, ultrapassando as regiões pantanosas (o maior contribuidor natural de metano atmosferico) ou até todas as fontes antropogénicas (ou seja que resultam directamente de actividade humana) juntas.

Créditos fotográficos e esquemáticos: (1) wikipedia (adaptado) ; (2) U.S. Department of Energy; (3) U.S. Geological Survey (adaptado); (4) wikipedia (adaptado).

Nota: Esta página (em inglês) do site da Epa tem lincks para outras páginas com informação diversa sobre o metano.

O eixo de rotação da Terra é imune a terramotos!

O terramoto que ocorreu no Chile no dia 27 de Fevereiro foi ontem notícia outra vez. A NASA referiu que este terramoto, de magnitude 8.8 com epicentro situado na costa chilena, terá provocado um desvio de perto de 8 cm no “eixo de figura” da Terra. Segundo o geofísico Richard Gross esta alteração provocou a diminuição da duração do dia terrestre em 1,26 milionésimos de segundo.

A notícia do desvio do eixo da Terra provocada pelo terramoto no Chile foi referida pela generalidade dos jornais portugueses, e inclusive o Público apresentou a notícia na capa. Referem todos eles que os terramotos do Chile e de Sumatra (que em 2004 provocou um grande tsunami) provocaram um desvio de 8 cm e de 7 cm, respectivamente, no eixo de rotação da Terra. E que este facto foi responsável pela diminuição da duração do dia, após ambos os terramotos.

A notícia é empolgante e deve-se sempre comemorar quando notícias sobre Ciência chegam às primeiras páginas dos jornais. Mas coloca uma questão: De que forma é que a variação da posição do eixo de rotação da Terra pode “encurtar” os dias? Nenhum artigo parece esclarecer esta dúvida. E a razão principal é que o terramoto não provocou o desvio do eixo de rotação da Terra, mas sim o desvio do eixo de figura da Terra (figure axis, no artigo original da NASA).

A massa da Terra não se distribui de forma uniforme ao longo do planeta. O eixo de figura da Terra é o eixo em torno do qual se estabelece o equilíbrio da massa terrestre ou, como é referido pelo artigo da Globo, “[o] eixo em torno do qual a massa terrestre se equilibra”. Este eixo encontra-se a sensivelmente 10 metros do eixo de rotação da Terra (o eixo Norte-Sul em torno do qual a Terra estabelece o seu movimento de rotação).

Tanto o terramoto do Chile como o terramoto de Sumatra foram provocados pelo movimento súbito e brusco de uma placa tectónica por debaixo de outra. Como as placas tectónicas têm massa (são até “muito pesadas”) o seu deslocamento para o interior da Terra provoca uma alteração da distribuição de massa no planeta. E isto poderá levar ao desvio do eixo de figura da Terra.

Para compreender melhor as consequências da alteração da distribuição da massa terrestre provocada por um terramoto na duração de um dia, pode-se tomar o exemplo de uma patinadora de gelo que roda sobre si própria. Quando a patinadora roda de braços abertos a sua velocidade angular é baixa. Mas à medida que a patinadora “fecha” os braços, trazendo-os para mais perto do seu corpo, a velocidade angular da patinadora aumenta. Ela “roda mais depressa”.

Tal como a bailarina, que ao “fechar os braços” aumenta o número de rotações por minuto, também a Terra passa a ter um tempo de rotação menor (os dias ficam mais “curtos”) quando uma quantidade considerável de crosta terrestre se desloca para o interior da Terra.

O desvio do eixo de figura da Terra, não diminuiu a duração do dia. Ambos são consequência da alteração da distribuição de massa terrestre provocada pelos terramotos. O terramoto do Chile provocou um desvio de 8 cm no eixo e a diminuição da duração do dia por 1,26 milionésimos de segundo, enquanto o terramoto de Sumatra provocou um desvio de 7 cm no eixo (um pouco menor do que o do Chile) e a diminuição da duração do dia por 6,8 milionésimos de segundo (quase 6 vezes maior do que o do Chile).

Nem todos os cientistas estão de acordo quanto aos efeitos geofísicos do terramoto do Chile. Segundo o Diário de Notícias, cientistas do Centro de Pesquisa Geográfica de Potsdam (Alemanha) referem que não é ainda possível medir/calcular o desvio do eixo de figura da Terra provocado por um terramoto. E também não é possível confirmar directamente a alteração da duração do dia, porque, como é referido pela National Geographic, “actualmente, os cientistas [apenas] podem medir a duração de um dia a Terra com uma precisão de […] 20 milionésimos de segundo”.

Os melhores artigos sobre o efeito do terramoto do Chile são o da Ciência Hoje e, principalmente, o da National Geographic (em inglês).

Créditos de esquemas: (1) NASA; (2) Agence France-Presse. (ambos os esquemas foram adaptados).

A Google comemora o aniversário de Vivaldi

A Google comemora hoje o aniversário do compositor italiano Antonio Vivaldi com um logo comemorativo da sua obra musical mais famosa, “As Quatro Estações”. Vivaldi nasceu em Veneza, a 4 de Março de 1678 e morreu em Viena, a 28 de Julho de 1741. Durante a sua vida Vivaldi ficou famoso como compositor, mas principalmente como um virtuoso violinista.

Em 1703 Vivaldi tornou-se padre e também mestre de violino da Ospedale della Pietà, uma instituição religiosa situada em Veneza que recolhia e educava raparigas órfãs. A Ospedale della Pietà possuía uma orquestra de cordas, constituída exclusivamente por internas desta instituição, que era considerada uma das melhores de Veneza.

Vivaldi manteve-se ligado à Ospedale della Pietà até pelo menos 1733. O contrato que estabeleceu com esta instituição após a sua saída de Veneza, instituiu Vivaldi maestro de concerto, mas obrigava Vivaldi a entregar-lhe dois concertos por mês.

As Quatro Estações é um conjunto de quatro concertos para violino e orquestra compostos em 1723. Cada concerto tem por base um soneto sobre uma estação do ano. Cada soneto está dividido em três secções, cada secção corresponde a um movimento do concerto correspondente. Muitos historiadores consideram que Vivaldi possa ser o autor dos sonetos.

As Quatro Estações foram pela primeira vez publicadas como fazendo parte de uma obra constituída por 12 concertos (Op. 8), a que Vivaldi deu o nome de Il cimento dell’armonia e dell’inventione.


Estes sites, embora em inglês, fornecem informações sobre Vivaldi.
http://www.classical.net/music/comp.lst/vivaldi.php
http://www.laco.org/performances/116/?program=1