Cientistas estudam fumo dos incêndios florestais

O primeiro estudo sobre os compostos orgânicos voláteis (COV) no fumo de incêndios florestais em Portugal vai ser publicado pela revista Atmospheric Environment, no início de 2013. Foi realizado por investigadores do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (Cesam) da Universidade de Aveiro, baseando-se na análise de fumo recolhido em incêndios que ocorreram no Norte do país durante 2010.

Os COV presentes na atmosfera podem ter fontes naturais, como as florestas, ou ser produzidos pelo homem. Alguns dos COV, como o benzeno e o tolueno, são cancerígenos. Durante o dia, sob a ação da radiação solar os COV reagem com outros compostos presentes na atmosfera, formando-se ozono e partículas de tamanho microscópico, chamados aerossóis, que são ambos nocivos para a saúde pública e para o meio ambiente. Podem provocar problemas respiratórios em pessoas e animais. O ozono pode também provocar alergias e destruir a vegetação.

Foram os próprios investigadores que recolheram o fumo no local, com o apoio dos bombeiros que combatiam o incêndio. “Nós sabíamos do incêndio, através da página de internet da Autoridade Nacional de Protecção Civil”, indica Margarita Evtygina, investigadora do Cesam e uma das autoras do estudo. “Os bombeiros deixavam-nos aproximar do incêndio e nós tentávamos ficar sempre ao pé deles, porque um incêndio é um evento muito perigoso e imprevisível.”

Ocorrem muitos incêndios florestais em Portugal. “O seu número tem tendência a aumentar porque cada vez temos mais secas e temperaturas mais altas durante a época de verão”, refere Margarita Evtygina. Estudos sobre os COV presentes no fumo de incêndios florestais foram feitos em outros países, como o Canadá e a Alemanha. Mas estas florestas têm características muito diferentes das florestas portuguesas, constituídas maioritariamente por pinheiros ou por eucaliptos.

A constituição da floresta tem uma grande influência na composição do fumo emitido durante um incêndio, como foi aliás confirmado no estudo pela equipa de investigadores do Cesam. “Verificou-se que durante um incêndio as emissões de COV da floresta composta por eucaliptos são diferentes das emissões da floresta composta por pinheiros”, confirma Margarita Evtygina.

Os resultados da equipa de investigadores do Cesam poderão ser utilizados na construção de modelos mais fiáveis dos gases emitidos durante um incêndio florestal em Portugal. “Os modelos são usados para fazer previsões e para estabelecer regras de política ambiental”, refere Margarita Evtygina.” Os resultados produzidos pelos modelos atuais, baseados em emissões de florestas com características diferentes das portuguesas, têm grandes incertezas e muitas vezes não são representativos”.

Encontro na UTAD promove diálogo entre químicos de Portugal e Galiza

A Universidade de Trás os Montes e Alto Douro (UTAD) vai acolher o XVIII Encontro Luso-Galego de Química. O encontro vai decorrer entre 28 e 30 de Novembro de 2012 nas instalações da UTAD de Vila Real e pretende pôr em contacto investigadores portugueses e galegos. Serão debatidas questões de Química Fundamental e da aplicação da Química na Indústria e Tecnologia, no Ambiente, na Saúde e no Ensino, entre outras.

 

“O objetivo destes Encontros é interligar pessoas que estudam e trabalham na área de Química, quer do ponto de vista académico, quer do ponto de vista industrial”, refere José Alcides Peres, coordenador da Comissão Organizadora do Encontro. “Também se pretende aprofundar os elos de ligação entA e Portugal, em especial a região Norte, e a Galiza.” Este objetivo está refletido na organização do encontro, que mantém a estrutura apresentada em Encontros anteriores.

O retomar dos trabalhos é sempre iniciado com uma lição plenária, aberta a todos os participantes do encontro e também a curiosos. “As lições plenárias servem como elemento agregador entre os participantes”, afirma José Alcides Peres. Ao todo serão realizadas cinco sessões, que têm como oradores investigadores convidados pela Comissão Diretiva. Para oradores são escolhidos dois investigadores portugueses e dois investigadores galegos, para manter a equidade. É ainda escolhido um orador de outra nacionalidade, que abre o encontro, apresentando a primeira lição plenária.

Após cada lição plenária são realizadas em paralelo três sessões, que se referem a temas das diferentes áreas de Química. Estas sessões envolvem a apresentação de comunicações orais e painéis e foram estruturadas de forma a promover o intercâmbio científico e tecnológico entre os participantes.

O encontro é finalizado a 30 de Novembro com um mini-simpósio dedicado aos líquidos iónicos, que pretende estimular o debate e troca de ideias entre investigadores desta área. José Alcides Peres indica que “o tema do mini-simpósio foi escolhido por ser uma área de investigação recente que tem tido um grande desenvolvimento, e sobre o qual têm aparecido trabalhos de investigação importantes nos últimos tempos”. No próximo ano, o encontro será realizado na Galiza.

Resíduos têxteis são reutilizáveis na construção civil

No futuro, poderá ser possível reaproveitar resíduos de tecidos gerados pela indústria têxtil na construção civil, como isolamento térmico de edifícios, com uma eficiência semelhante à de materiais utilizados atualmente. Esta é a conclusão de um estudo realizado por investigadores da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, da Universidade de Aveiro e da Universidade Fernando Pessoa, que vai ser publicado na revista Construction and Building Materials (CBM) no início de 2013.

 

A indústria têxtil é um dos sectores mais importantes da economia portuguesa, com grande contributo para as exportações. E, como todas as indústrias, produz resíduos que podem ser reaproveitados. O estudo resulta de uma parceria estabelecida com empresas têxteis e analisa dois desses resíduos – restos de tecidos e uma espécie de cotão, que resulta do aproveitamento de restos de tecidos para o fabrico de colchões e carpetes.

 

Os autores do artigo inspiraram-se na utilização de vestuário. “Fazemos roupas com tecidos, que servem para proteger do frio e do calor”, refere Anabela Paiva, professora da Universidade de Trás-os Montes e Alto Douro e uma das autoras do artigo. “Considerámos que os desperdícios de tecidos teriam um comportamento térmico semelhante ao das roupas e resolvemos fazer um conjunto de ensaios para o confirmar.” O estudo a ser publicado pela CBM conclui que os restos de tecidos e o cotão podem ser utilizados como enchimento de paredes duplas, com resultados semelhantes ao de outros materiais utilizados em construção civil como o poliestireno extrudido, o poliestireno expandido, a lã mineral e a lã de rocha. A reutilização de resíduos em substituição destes materiais contribui para uma maior sustentabilidade da construção civil, e é um dos objectivos dos autores do artigo. “Estamos a desenvolver trabalho na área da reutilização de materiais, quer da indústria têxtil, quer resultante da atividade agrícola”, indica Ana Paiva.

 

O artigo científico foi possível graças ao estabelecimento de parcerias com quatro empresas têxteis: Textâmega, Supercorte, Pastopo e Profato. “A cooperação entre universidades e indústria é importante para ambas as partes”, refere Ana Paiva. “Os investigadores ficam a conhecer as necessidades reais da indústria e investigam no sentido de responder a essas necessidades e apresentar resultados que tenham uma aplicação prática.”

Uma radiografia muito especial para Fukushima

Passado pouco mais de ano e meio do terramoto e marmoto do Japão, que provocaram o desastre nuclear de Fukushima, a limpeza da central segue lentamente devido ao material radioactivo que ainda se encontra espalhado pelos reactores. Mas um grupo de investigadores dos Estados Unidos apresenta um novo método para determinar o estado dos reactores da Central Nuclear e localizar o material perigoso, que pode acelerar e tornar mais segura a tarefa de limpeza. O método utiliza os muões, uma espécie de “irmão” mais pesado dos electrões, para obter uma radiografia do interior dos reactores. O grupo publicou um artigo sobre este método na edição de 11 de Outubro da revista Physical Review Letters (PRL).

 

A figura seguinte apresenta uma fotografia aérea tirada a 20 de Março de 2011, nove dias depois do terramoto e tsunami que assolaram o Japão a 11 de Março. Só um dos quatro reactores (o reactor 3, segundo á direita) parece estar intacto. (Crédito: AP).

 

 

Na Terra os muões resultam de raios cósmicos. Os raios cósmicos são compostos por protões que viajam a grandes velocidades no espaço e a sua origem não é ainda totalmente conhecida. Quando estes protões interagem com a atmosfera terrestre formam-se várias partículas novas, entre as quais muões. Os muões formados desta forma têm velocidade suficiente para atravessar várias camadas de material. Tal como acontece com os raios X, é possível tirar uma espécie de radiografia de muões, que permite “ver” o interior de edifícios.

 

O grupo que publicou o estudo da PRL tem estudado desde 2001 a radiografia de muões para determinar se um contentor contém material radioactivo. O objectivo inicial era (e ainda é) identificar tentativas de contrabando deste material, que pode ser utilizado num ataque terrorista. A radiografia de muões permite identificar facilmente o urânio e outros elementos pesados (como o plutónio), radioactivos ou não. E assim permite localizar as zonas dos reactores onde se encontra o material radioactivo no interior dos reactores de Fukushima, sem ser necessário recorrer a mão-de-obra humana, robots ou outros instrumentos.

 

O estudo apresentado pela PRL foi feito recorrendo a um modelo matemático teórico. O modelo matemático foi aplicado a diferentes situações, quanto ao estado do reactor e à existência de material radioactivo. Também foram considerados quatro tempos diferentes de exposição das radiografias. Os resultados são animadores. Após 4 horas de exposição é possível localizar grandes quantidades de material radioactivo na radiografia. Uma radiografia com 6 semanas de exposição permite identificar a localização de pequenas quantidades deste material.

 

Os autores do estudo consideram que é agora possível fazer experiências “reais” na central de Fukoshima, utilizando a radiografia de muões. O método pode ser explicado através da figura seguinte. São colocados dois detectores de muões (que correspondem às chapas de radiografia) em duas paredes opostas dos reactores. Esta localização permite determinar a trajectória dos muões antes de penetrarem no reactor (placa verde em cima à direita) e depois de passarem pelo reactor (placa verde em baixo à esquerda). Os detectores são colocados no exterior do edifício para minimizar o tempo de exposição dos operários que procedem a sua colocação (Crédito: Borozdin et al/ PRL).

 

 

Quando um muão atinge o núcleo de um átomo, é reflectido pelos protões do núcleo, e a sua trajectória muda. Quanto maiores os núcleos atómicos e quanto maior o número de vezes que o muão é reflectido, maior a alteração da sua trajectória. Os elementos pesados são aqueles com maior número de protões no núcleo atómico, logo são aqueles que provocam maior alteração da trajectória dos muões. Elementos pesados como o uranio e o plutónio tornam-se assim “visíveis”, como os ossos numa radiografia de raios-X. Este método tem ainda a vantagem de obter imagens a três dimensões.

Na Lua o Sol é uma fonte de água

Um estudo publicado online pela revista Nature Geoscience a 14 de Outubro, comprova que, pelo menos em parte, a origem da água que se encontra na Lua tem “origem” no vento solar. O estudo, feito por investigadores da Universidade do Tennessee e do California Institute of Technology, ambos nos Estados Unidos da América, analisa a água “presa” no rególito lunar.

A figura anterior apresenta uma fotografia de um grão de aglutinado semelhante aos aglutinados de rególito estudados pela equipa de investigadores que apresenta o artigo da Nature Geoscience. Tal como o rególito estudado, este grão foi recolhido por uma missão Apollo (Crédito: Yiang Liu).

 

O rególito é um conjunto de poeira e pedras de dimensão reduzida que resultam da erosão e acção de outros elementos (como mini- meteoritos, na Lua) sobre a rocha. Na Lua o rególito cobre toda a superfície e é constituído parcialmente por aglutinados, pequeninos aglomerados de rocha e minerais fundidos criados por impactos de mini-meteoritos. Os autores do estudo agora publicado consideram que os aglutinados (que constituem cerca de metade do rególito lunar) poderão ser a maior fonte de água para futuras colónias lunares.

 

A criação de colónias na Lua exige que sejam conhecidas e estudadas os materiais existentes neste satélite. A água é fundamental para a sobrevivência humana, pelo que é fundamental conhecer e estudar todas as possíveis fontes de água na Lua. Foram propostas várias fontes para a água da Lua, sendo as mais famosas o impacto de cometas ou de meteoritos e o vento solar. E o estudo da Nature Geoscience comprova que pelo menos parte da água da Lua tem como origem o vento solar.

 

Mas como pode o vento solar “produzir” água? O vento solar é constituído pro protões, electrões e iões. É libertado continuamente pelo Sol para o sistema solar. Mas os protões não são mais do que átomos de hidrogénio que perderam o seu electrão (o átomo de hidrogénio é o átomo mais simples, constituído apenas por um protão e por um electrão). Os protões podem assim reagir com átomos de oxigénio existentes na superfície lunar, formando iões hidroxilo (iões constituídos por um átomo de oxigénio e um átomo de hidrogénio). E para formar uma molécula de água só é preciso “juntar ao ião hidroxilo mais um protão (e dois electrões!).

O artigo da revista Nature Geoscience apresenta os resultados do estudo de rególito recolhido entre 1969 e 1972 pelas missões Apollo 11, Apollo 16 e Apollo 17. As amostras foram analisadas por duas técnicas diferentes, espectroscopia de infravermelho e espectroscopia de massa. Os resultados indicam que a água tem uma composição de isótopos de hidrogénio mais próxima da composição do Sol, do que de cometas ou meteoritos.

 

Com base nos resultados apresentados no estudo da Nature Geoscience, os autores acreditam que o vento solar poderá ser a fonte de água em outros astros do sistema solar, como Mercúrio e o asteroide Vesta.

 

 

Nota: O artigo (resumo) da revista Nature Geoscience pode ser encontrado aqui.

O protector solar da Lua

Quando a Lua é vista ao telescópio é possível ver em certas zonas umas manchas brancas onduladas, que se vão espalhando e desvanecendo. Estas manchas rodopiantes, chamadas remoinhos lunares, têm fascinado astrónomos amadores e profissionais e têm estado sem explicação. Até agora.

 

Os remoinhos lunares são áreas da superfície da Lua em que o albedo é menor (refletem mais a luz). Não são esquisitos na sua localização, existido em zonas com topografias muito diferentes, e podem estender-se por dezenas de quilómetros fazendo desenhos ondulantes sobre a superfície lunar. Mas tornam-se mais visíveis contra o fundo escuro dos mares, como prova a figura seguinte, uma fotografia de Reiner Gamma, um dos remoinhos lunares mais famosos, situado no Oceanus Procellarum (o maior dos mares lunares), perto da cratera Reiner, que lhe dá o nome. Na fotografia a cratera Reiner (com 30 km de diâmetro) situa-se em baixo à direita (Crédito: NASA).
 

 

Foram propostas várias hipóteses para a formação dos remoinhos lunares e para o seu baixo albedo. A mais importante baseia-se numa estranha coincidência: os remoinhos situam-se em zonas que apresentam uma “anomalia magnética”. Segundo esta hipótese, o campo magnético desta anomalia protegeria a zona da acção do vento solar.

 

O vento solar é libertado continuamente pelo Sol, atingindo todos os recantos do Sistema Solar. É constituído por protões, electrões e iões que se movem a grandes velocidades (em média de 400 km/s), o que o torna mortal para a Vida. A Terra, e outros planetas, produzem um campo magnético que desvia o vento solar. Mas a Lua não.

 

O vento solar é responsável pelo escurecer da superfície lunar. Segundo a hipótese favorita para a existência dos remoinhos lunares a superfície da Lua protegida pelas anomalias magnéticas não escurecia, mantendo um aspecto claro e “jovem”. O problema desta hipótese é que o campo magnético gerado pelas anomalias magnéticas é demasiado fraco para impedir a passagem do vento solar.

 

Este facto parece ter sido agora “ultrapassado” por um estudo publicado pela revista Physical Review Letters, que recria em laboratório as condições que ocorrem na Lua. Um pequeno íman é colocado sobre uma placa (que faz as vezes da superfície lunar) e são ambos submetidos à acção de vento solar “artificial”. Os resultados parecem espelhar o que acontece na Lua, de acordo com os dados recolhidos por sondas lunares.

 

As figuras seguintes mostram o que acontece à “superfície lunar” quando é sujeita à acção do vento solar no laboratório. O campo magnético é demasiado fraco para impedir ou desviar os protões e os iões. Mas os electrões seguem as linhas do campo magnético e são desviados. Isto provoca a separação entre a carga negativa (electrões) e a carga positiva (protões e iões), criando um campo eléctrico. É este campo eléctrico que desvia e repele de forma eficaz a grande maioria das partículas de carga positiva (os poucos que passam ajudam a manter o campo eléctrico).
 

 

A figura à esquerda é um esquema de como se forma e mantem um remoinho lunar. A figura à direita é o negativo de uma fotografia tirada em laboratório durante uma experiência com um íman sujeito à acção do vento solar. A barra preta é o “vento solar” e o campo eléctrico cria uma bolha protectora. Na Lua a bolha protectora criada pelo campo eléctrico pode atingir vários quilómetros de altura (Crédito: Bamford et al, Physical Review Letters).

 

Os resultados obtidos em laboratório estão de acordo com a informação recolhida pelas sondas espaciais que têm estudado a Lua, e com um modelo matemático desenvolvido pelos autores do estudo da Physical Review Letters. As ondulações visíveis na superfície lunar, que dão o nome ao fenómeno, são muito possivelmente provocadas pelo relevo do solo lunar.

 

Este estudo traz ainda a esperança de resolução de um dos problemas mais importantes na exploração espacial pelos humanos: como ultrapassar o efeito nefasto do sempre presente vento solar. A grande velocidade das partículas com carga torna-as fatais para todos os humanos que se atrevam a sair da “bolha protectora” formada pelo campo magnético gerado pela Terra. A exploração da Lua por astronautas é possível porque a “bolha protectora” também protege o nosso satélite natural. Mas a viagem até Marte é impossível sem uma protecção contra o vento solar.

 

O estudo da Physical Review Letters indicia que é possível criar uma “bolha protectora” em volta de uma nave espacial apenas com um campo magnético de baixa intensidade, de uma forma muito semelhante ao que acontece com os ondulantes remoinhos lunares. O efeito poderá ser igual ao que se pode ver na figura seguinte, uma fotografia de um pequeno íman sujeito à acção do vento solar (com um brilho púrpura) (Credito: RAL Space & Uni. of York).

 

Nota: O artigo da revista Physical Review Letters pode ser encontrado aqui.

Uma dança fatal

Existe no Sistema Solar uma dança de morte e regeneração entre as luas e (quiçá?) os anéis de Úrano. Um estudo publicado pela revista Icarus, utilizando modelos matemáticos e um programa informático, revela que várias das luas mais interiores de Úrano poderão chocar entre si num futuro próximo (astronomicamente falando, claro!), de entre 1000 e 10 milhões de anos, podendo dar origem a novas luas ou até a um novo anel.
 

Os autores do estudo publicado pela Icarus, Robert French e Mark Showalter, consideram que o par de luas Cupido e Belinda serão os primeiros a chocar entre si, seguindo do par Cressida e Desdemona. E não têm dúvida que a posição relativa das luas mais interiores de Úrano estará sempre em mudança. Daqui a alguns milhares de anos Úrano poderá apresentar novas luas e novos anéis.

 

A figura anterior mostra duas fotografias de Úrano e algumas das suas luas mais interiores. As fotografias foram tiradas em 1997 pela sonda Hubble, com 90 minutos de diferença, permitindo observar o movimento de translação das luas em torno de Úrano (representadas pelas setas na fotografia da direita) Nas fotografias é também possível ver alguns dos anéis de Úrano (com destaque para o anel épsilon (ε)), mas não o anel nu (ν) que French e Showalter pensam poderá estar em processo de acreção (aglomeração de material de pequenas dimensões do anel para formar um astro de maiores dimensões) e poderá dar origem a uma nova lua.

Úrano foi o primeiro e, com a recente despromoção de Plutão, o único planeta a ser descoberto utilizando um telescópio. Foi observado pela primeira vez em 1781 pelo astrónomo e músico William Herschel. Foi também Herschel que descobriu as duas primeiras luas de Úrano, Titânia e Oberon. Actualmente são conhecidas 27 luas movendo-se em torno de Úrano, todas com nomes de personagens de peças do dramaturgo inglês William Shakespeare (1564–1616).

As cinco maiores luas, Titânia, Oberon, Ariel, Umbriel e Miranda, também foram descobertas recorrendo a telescópios. As outras 22 luas conhecidas de Úrano são demasiado pequenas para poderem ser descobertas utilizando telescópios convencionais. Só a passagem da Voyager 2 pelo planeta em 1985-86 e o telescópio Hubble permitiram a descoberta destas luas, com a constatação de um facto curioso: Existem treze pequenas luas situadas no pequeno espaço entre Úrano e as cinco luas maiores, uma situação única no sistema solar.

Tantas luas em tão pouco espaço tornam muito provável o choque entre elas. Mas quais as luas de Úrano com maior probabilidade de chocar entre si? A interacção entre as 13 luas interiores de Úrano é o alvo do estudo publicado pela Icarus. French e Showalter desenvolveram um modelo matemático e um programa informático que permitem, conhecendo a órbita e a massa das luas de Úrano, determinar a possibilidade de colisão entre dois destes astros.

Dois astros não chocam “por acaso”. Para que duas luas choquem entre si é necessário que as suas órbitras se cruzem. Quando tal acontece mais tarde ou mais cedo as luas acabam por se encontrar. Mas a órbita de uma lua (a sua trajectória em torno de um planeta) depende da sua massa e também da proximidade de outras luas. Qualquer astro (na verdade a massa do astro) influencia (altera) a trajectória de um astro vizinho. Assim, no sistema de Úrano, a presença de tantas luas, tão próximas umas das outras, faz com que as suas órbitras estejam em constante mudança.

A distância de Úrano à Terra e o pequeno tamanho das suas luas não permitem, com a tecnologia actual, calcular com precisão a massa de cada uma. E sem conhecer a massa de uma lua é impossível determinar com precisão a sua trajectória e a trajectória das luas vizinhas. O programa informático desenvolvido por French e Showalter supera este problema ao permitir fazer variar a massa de cada lua. Para cada simulação é definida a massa de cada lua interior de Úrano e indicada a sua trajectoria conhecida. O programa tem em consideração a influência da massa de cada lua sobre a trajectória das luas vizinhas e finalmente a influência das cinco grandes luas sobre todo o conjunto.

Os resultados apresentados por French e Showalter revelam um cenário de colisão, envolvendo várias das luas interiores de Úrano. Cupido e Belinda são as que têm probabilidade de chocar entre si mais cedo, entre 1000 e 10 milhões de anos. Segue-se o par Cressida e Desdemona que poderão chocar entre si nos próximos 100 mil a 10 milhões de anos.

O trabalho de French e Showalter poderá resolver uma outra questão interessante. Quando duas luas colidem entre si, os detritos formados podem formar um anel em torno do planeta. Ora um dos anéis de Úrano, o anel ν (nu), parece estar numa zona pouco convencional. Este anel, situado entre as luas Portia e Rosalinda, poderá estar em processo de acreção e, segundo French e Showalter, poderá no futuro tornar-se numa nova lua.

  

Nota: o artigo de French e Showalter publicado na revista Icarus pode ser encontrado aqui.

Os Jogos Olímpicos segundo a Google

27 de Julho de 2012 – Cerimónia de Abertura

28 de Julho de 2012 – Tiro ao Arco

29 de Julho de 2012 – Salto

30 de Julho de 2012 – Esgrima

31 de Julho de 2012 – Ginástica Artística

1 de Agosto de 2012 – Hóquei de Campo

 

2 de Agosto de 2012 – Ténis de Mesa

3 de Agosto de 2012 – Lançamento de Peso

4 de Agosto de 2012 – Salto com Vara

Chegaram os Jogos Olímpicos de 2012!

A Google comemora a abertura oficial dos Jogos Olímpicos 2012, que se vão realizar em Londres, Grã-Bretanha, entre 27 de Junho e 12 de Agosto. Na verdade já se realizaram algumas provas (12 jogos de futebol, provas de tiro ao arco e provas de hipismo) mas a Cerimónia de Abertura irá acontecer hoje às 21h. Londres irá também receber os Jogos Paraolímpicos de 2012, de 29 de Agosto e 9 de Setembro. Em baixo encontram-se os logotipos oficiais dos Jogos Olímpicos de 2012 (à esquerda) e dos Jogos Paraolímpicos 2012 (à direita).

Mais uma Lua em torno de Plutão!

Depois de em finais de Julho de 2011 várias fotografias tiradas pela sonda Hubble terem provado a existência de quatro luas em torno de Plutão, um novo conjunto de 5 fotografias vem adicionar mais uma pequena lua a acompanhar este (agora classificado como) planeta anão. A pequena lua, com o nome provisório de P5,tem entre 10 km e 24 km de diâmetro e orbita a perto de 93 km de Plutão. A existência da lua P5 foi comprovada com cinco fotografias tiradas pela Hubble entre 26 de Junho e 9 de Julho. A figura inicial é uma dessas fotografias, a 7 de Julho de 2012, e apresenta Plutão e as suas cinco luas. P5, a nova lua encontra-se assinalada por um círculo verde (Credito: NASA; ESA; M. Showalter, SETI Institute (adap.)).

A descoberta da quinta lua de Plutão é consequência, mais uma vez, do estudo de Plutão utilizando a sonda Hubble como preparação para a aproximação da sonda New Horizons a Plutão. Esta descoberta vem reforçar ainda mais a hipótese de que o sistema de Plutão é o resultado do choque deste planeta anão com outro astro de tamanho semelhante da cintura de Kuiper. Se esta hipótese for real então é provável que Plutão tenha um sistema de anéis constituído por milhares de partículas de tamanho variável. Estas partículas, invisíveis a partir da Terra, poderão causar estragos grandes na sonda New Horizons.

A New Horizons foi lançada em 2006 e espera-se que atinja Plutão em 2015. Tem como objectivo estudar Plutão e outros elementos da cintura de Kuiper, uma faixa situada para além de Neptuno, constituída por corpos de gelo de tamanho variável e alguns corpos rochosos, incluindo quatro planetas anões e as suas luas. As informações fornecidas pela sonda Hobble e pela sonda James Webb Space (que irá substituir/complementar a Hubble) permitirão conhecer melhor Plutão antes da chegada da New Horizons.

  

Nota: O texto deste post foi adaptado de um texto da NASA que pode ser encontrado aqui. É apresentada também uma imagem do sistema de Plutão que foi adaptada para este post.

Alan Turing, um grande homem!

A Google comemora o 100º aniversário de Alan Turing (1912-1954), descodificador do código alemão Enigma na 2ª Guerra Mundial e inventor dos computadores.

Placa comemorativa na antiga casa de Turing em Wilmslow, Cheshire, onde Turing viveu e morreu (Crédito: Wikipedia).

Um arrefecimento em vias de extinção

O fenómeno de aquecimento global, potenciado pela libertação de dióxido de carbono e de outros gases potenciadores do efeito de estufa é um facto confirmado. Entre 1906 e 2005 o aumento médio da temperatura na Terra foi de 0,8 °C. Mas um estudo publicado pela revista Atmospheric Chemistry and Physics demostra que, contrariando a tendência mundial, a temperatura média na zona leste dos EUA decresceu até 1 º C entre as décadas de 1930 e 1990. Os responsáveis por esta descida são a poluição particulada, micro partículas com até 10 μm (micrómetros) formadas pela queima de combustíveis fósseis, e os aerossóis formados devido a esse tipo de polição.

A figura anterior mostra a variação da temperatura nos EUA entre 1930 e 1990. O azul indica as zonas onde os aerossóis provocaram a diminuição de temperatura (Crédito: Eric Leibensperger).

A queima de combustíveis como a gasolina (por carros e outros meios de transporte) e de carvão (em centrais eléctricas e outras indústrias) leva a libertação de resíduos sólidos, partículas de tamanho muito, muito reduzido, que se difundem na atmosfera. Também produz dióxido de enxofre e óxidos de azoto, gases que reagindo na atmosfera sob o efeito da radiação solar, também levam à formação de mais partículas e de gotículas. Este conjunto é chamado material particulado e cria uma poluição a que se dá o nome de poluição particulada.

Nem toda a poluição provoca efeito de estufa. A poluição particulada dá origem a aerossóis (névoas e nevoeiros) que, em geral, provocam a diminuição local da temperatura. Esta diminuição pode acontecer de duas formas: directamente, quando o material particulado reflete os raios solares incidentes, impedindo a sua “chegada à superfície terrestre, ou indirectamente, quando o material particulado incentiva a formação de nuvens, que refletem a luz solar.

O esquema anterior mostra como se forma a poluição particulada e uma das suas consequências mais importantes: a chuva ácida (Legenda: NOx = óxidos de azoto; SO2 = dióxido de enxofre; VOC = compostos orgânicos voláteis; antropogénico = gerado pelo homem) (Crédito: EPA, adap.).

Na Europa os níveis de poluição particulada são muito baixos, uma consequência da rigorosa legislação criada pela União Europeia para diminuir de todas as formas possíveis a libertação de dióxido de enxofre e óxidos de azoto para a atmosfera. A legislação foi criada para eliminar a ocorrência de chuvas ácidas, uma das consequências mais graves da presença destes gases na atmosfera.

Os Estados Unidos só passaram a ter legislação deste tipo no final do século XX. A legislação mais importante, o Clean Air Act, foi apresentada em 1970 e reforçada em 1990. Mas a poluição particulada tem uma actuação limitada no espaço e no tempo, porque o material particulado e aerossóis mantêm-se na atmosfera por apenas uma semana, antes de “caírem” sobre o solo, e assim, não se “espalham” por áreas muito grandes. Embora a temperatura tenha descido em média entre 0,5 e 1,0 ºC entre 1970 e 1990, essa descida apenas foi sentida na zona leste dos Estados Unidos. E neste momento o efeito de “arrefecimento” está a passar: em 2010 a descida era de apenas 0,3 ºC.

Os autores do estudo dizem que os resultados apresentados servem de aviso para países em desenvolvimento que estão ter um grande desenvolvimento industrial, como por exemplo a China e a Índia, e que também estão a desenvolver legislação para diminuir a emissão (libertação para a atmosfera) de dióxido de enxofre e óxidos de azoto. Ao contrário do que aconteceu na Europa, a motivação da China deverá ser os efeitos perversos que a poluição particulada tem na saúde pública, principalmente a nível do sistema respiratório. E à medida que estes países passem a controlar a emissão destes gases, os autores receiam que a temperatura média da Terra aumente mais do que (já) é esperado.

Nota: o estudo publicado pela revista Atmospheric Chemistry and Physics indica que a poluição particulada tem outras consequências a nível do clima, principalmente a nível da precipitação. Por um lado, ao refletir os raios solares incidentes, e impedir a sua “chegada” à superfície terrestre diminui a taxa de evaporação de água para a atmosfera. Por outro lado, ao actuar como agentes aglutinadores, o material particulado ajuda à formação de nuvens e promove a precipitação (chuva).

Uma pista de corridas bem agitada!

Uma fotografia tirada pela sonda Cassini-Huygens a 30 de Janeiro de 2009 revelou que o anel F de Saturno é alvo de “bombardeamentos” ocasionais, criando rastos brilhantes de material, chamados mini-jets. As “bombas”, chamadas bolas de neve, são criadas a partir de materiais do próprio anel F pela acção gravítica de Prometeu, uma lua de Saturno que acompanha este anel de perto. A descoberta foi apresentada a 24 de Abril na União Europeia de Geociências. A figura seguinte apresenta um mini-jet que projecta a sua sombra sobre o anel F (Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI/QMUL – adap.).

Os anéis de Saturno têm sido objecto de fascínio desde que foram descobertos por Galileu em 1610. Actualmente são (re)conhecidos 6 anéis, nomeados, por ordem cronológica de descoberta, de A a G. O anel F é o terceiro anel mais distante do planeta, com um raio de 140 220 km. É também um anel muito fino, com apenas 50 km de largura, uma das razões para só ter sido descoberto em 1979 pela análise de fotografias tiradas pela sonda espacial Pioneer 11.

A reduzida extensão do anel F resulta da acção de Prometeu e Pandora, o primeiro par de luas pastoras descoberto no sistema solar (um feito da sonda Voyager 1, em Outubro de 1980). São chamadas luas pastoras, porque, pela sua acção gravítica, moldam a forma e o tamanho do anel. Prometeu, situada no interior do anel F, impede que este se estenda “para dentro” e Pandora, situada no exterior do anel, impede a sua extensão “para fora”.

A figura em baixo mostra as duas luas pastoras sobre o anel F. Pandora (84 km de tamanho), à esquerda, está mais próxima da câmara e por isso parece ter o mesmo tamanho que Prometeu (86 km de tamanho), à direita (Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute).

Das duas luas pastoras do anel F, Prometeu é a lua que tem maior efeito sobre o anel. A acção gravítica da lua provoca ondulações e forma canais no anel. Também promove a formação de bolas de neve, pequenos aglomerados de gelo que geralmente são destruídas pela força das mares ou por colisão entre si. A figura seguinte mostra uma ondulação no anel F, resultado da acção gravítica de Prometeu. No canto inferior esquerdo é visível um mini-jet, resultado da colisão de uma bola de neve (Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI/QMUL).

O primeiro mini-jet foi descoberto por acaso. Um grupo de investigadores da Unidade de Astronomia da Queen Mary, Universidade de Londres, observou uma pequena saliência no anel F numa fotografia tirada pela sonda Cassini-Huygens em Janeiro de 2009. A equipa resolveu então estudar 8 horas de imagens em torno dessa fotografia. Confirmou que a saliência visível no anel F era o resultado de uma colisão de uma bola de neve formada a partir do próprio anel F, por influência da lua Prometeu.

A equipa analisou depois perto de 20 000 fotografias do anel F tiradas pela Cassini-Huygens ao longo dos últimos 7 anos (2004-2011). Descobriram 500 fotografias que mostram o resultado de colisões de bolas de neve com o anel F, pequenos traços laterais ao anel, a que deram o nome de mini-jets. A figura seguinte apresenta 6 destas fotografias, com mini-jets cujo tamanho varia entre 29 km (fotografia do canto superior esquerdo) e 207 km (fotografia do centro inferior) (Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI/QMUL).

O conjunto de fotografias da Cassini-Huygens conta a história dos mini-jets. A acção gravítica de Prometeu sobre o anel F leva à formação de bolas de neve, uma aglomeração de blocos de gelo vindos do anel. A maioria destas bolas é destruída. Mas algumas bolas de neve mais “pequenas”, com até 1 km de diâmetro, sobrevivem e passam a ter uma trajectória próxima da seguida pelos blocos que “formam” o anel F. Eventualmente a bola de neve acaba por “chocar” com o anel, criando um rasto brilhante de detritos, os mini-jets, que em geral têm entre 40 km e 180 km de comprimento. O choque é bastante lateral e à baixa velocidade de 2 m/s. Por vezes formam-se mais de um mini-jet ao mesmo tempo, e o anel parece ter a forma de um arpão, como mostra a figura seguinte (Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI/QMUL).

O vídeo seguinte apresenta um pequeno resumo desta descoberta (Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI/QMUL).

Nota: A figura seguinte apresenta, de uma forma exagerada, o resultado da acção da lua Prometeu sobre o anel F. O centro, ocupado por Saturno foi “apagado”. A largura do anel F foi “aumentada” 140 vezes, de forma a tornar mais visíveis as “dobras” do anel.

Feliz dia da mãe!

Parabéns a todas as mamãs do mundo!

Hoje é dia 1 de Maio!

Parabéns a todos os trabalhadores!

No calor da cidade…

Um artigo publicado pela revista Tree Physiology revela que as árvores jovens crescem mais rapidamente em cidades do que fora delas, uma consequência do factor ilha de calor urbano. Segundo o estudo as árvores plantadas em parques citadinos podem crescer até oito vezes mais rápido do que árvores plantadas em parques florestais longe de cidades. Em baixo uma fotografia do Central Park (Crédito: Martin St-Amant/Wikipedia).

 

O efeito ilha de calor urbano ocorre em todas as grandes cidades e outros centros urbanos. É provocado pelas cores escuras das estradas, outros pavimentos e coberturas de prédios que absorvem a energia solar e irradiam calor. O calor irradiado por estas superfícies escuras faz aumentar a temperatura média das cidades alguns graus em relação aos campos em redor. Na cidade de Lisboa, por exemplo, a temperatura média pode estar mais de 4 °C acima da temperatura das zonas não urbanas mais próximas.

Os autores do estudo decidiram estudar de que forma o efeito de ilha de calor urbano de Nova Iorque afecta o crescimento do carvalho-americano (Quercus rubra), uma espécie comum em parques desta cidade. Para isso plantaram árvores de carvalho-americano em quatro zonas diferentes do estado de Nova Iorque: no Central Park (o maior parque de Nova York), em duas zonas florestais da zona suburbana do vale do rio Hudson (rio que desagua em Nova York) e no reservatório de Ashokan, situado a cerca de 160 km norte de Nova Iorque. Também foram criadas árvores em laboratório, imitando as condições de cada um dos locais escolhidos.

 

A figura em cima apresenta uma fotografia de um carvalho-americano (fotografia central, Crédito: PlantaPro). O nome latino desta árvore, Quercus rubra, que quer dizer carvalho vermelho em latim, deve-se ao facto de no Outono as folhas tomarem uma cor vermelha (fotografia à direita).

O mapa em baixo apresenta as zonas onde foram plantadas as árvores. O pin roxo indica a posição do reservatório de Ashokan (um reservatório artificial que fornece água a cidades do estado de Nova Iorque). O pin verde indica a posição da cidade de Nova Iorque. O vale do rio Hudson rodeia o rio com o mesmo nome, situa-se a direita do reservatório de Ashokan e é a linha curva azul que desagua em Nova Iorque. A fotografia interior com cercadura roxa  é um pormenor do reservatório de Ashokan (Crédito: GoogleMaps).

 

Após menos de um ano de crescimento as árvores apresentavam grandes diferenças. As árvores plantadas na cidade apresentavam oito vezes mais biomassa (massa total da árvore) do que as árvores plantadas fora da cidade. As árvores da cidade detinham até dez vezes mais capacidade para realizar fotossíntese (processo que permite às plantas produzir oxigénio e glicose a partir de dióxido de carbono, sob acção da luz) porque tinham bastantes mais folhas do que as outras.

A análise das árvores que cresceram em laboratório permitiu confirmar que o factor mais importante para a diferença de crescimento das árvores foi a temperatura. As árvores que cresceram num ambiente com maior temperatura tinham mais biomassa e maior número de folhas.

Pela análise das árvores que cresceram em laboratório, os investigadores descobriram outro factor importante para o maior crescimento das árvores citadinas, embora não tanto como a temperatura. E por incrível que pareça é a poluição do ar. Sob o efeito da luz solar e das temperaturas mais elevadas da cidade os gases e poeiras libertados pela queima de combustíveis feita por carros (e não só!) reagem entre si, levando à formação de “espécies de azoto” que funcionam como fertilizante das árvores citadinas.

Nova Iorque tem cerca de 5,2 milhões de árvores, das quais 25 000 só no Central Park. Os resultados apresentados por este estudo auguram um bom futuro para as árvores de Nova Iorque e para as árvores de todas as cidades do Mundo, o que são boas notícias numa altura em que o número e tamanho das cidades no Mundo estão a aumentar.

 

Nova Iorque vista do Central Park (Crédito: Fritz Geller-Grimm).