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!