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).

A Google comemora (mais uma vez) o Dia da Terra!

Uma sequência de fotografias mostram o logotipo da Google feito de plantas a florir. A última fotografia apresenta o logotipo da Google em flor.

Feliz dia da Terra para todos.

Um fenómeno extraterrestre

A fotografia em cima apresenta um remoinho serpenteando num terreno inóspito, sobre a superfície de Marte. Foi tirada a 16 de Fevereiro de 2012 na zona de Amazonis Planitia (latitude 35.8º norte, longitude 207º este), uma das regiões mais planas de Marte, situada no hemisfério norte do planeta (na foto o Norte é para cima) (Crédito: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona).

"A fotografia cobre uma área de sensivelmente 644 metros na diagonal. O remoinho tem um diâmetro de pouco mais de 28 metros e uma altura de 800 metros. A altura do remoinho foi calculada pela análise da sua sobra projectada sobre o solo (a mancha mais escura na fotografia).

O remoinho parece dançar no ar, deixando um rastro ondulante. Mas esse efeito é provocado por uma “brisa” vinda de oeste. Tal como na Terra os ventos em Marte são formados por acção do calor do Sol. E embora na altura em que a fotografia foi tirada Marte se encontrasse o mais afastado do Sol na sua órbita, ainda foi possível formar-se um remoinho capaz de “varrer” o pó recentemente depositado no seu trilho sobre a superfície de Marte."

A fotografia foi tirada por uma câmara da Mars Reconnaissance Orbiter, uma sonda da NASA que se encontra em órbita de Marte. Esta sonda foi lançada em 2005 e tem como objectivo estudar a existência (passada e presente) de água em Marte. A figura em baixo apresenta a sonda orbitando Marte (Crédito: NASA).

Aqui fica um pequeno vídeo feito por elementos do Jet Propulsion Laboratory (NASA) e da Universidade do Arizona, narrado por Richard Zurek, investigador do projecto da Mars Reconnaissance Orbiter (o original está aqui). Fica ainda uma possível tradução do que é narrado no vídeo.



Vamos fazer um zoom a uma área [de Marte] que fica a oeste do Olympus Mons, o maior vulcão do sistema solar. Esta zona, chamada Amazonis [Planitia] é uma planície vulcânica coberta de pó. [A Fevereiro de 2012] estamos na Primavera no hemisfério Norte de Marte.

Nesta altura o chão fica quente. E quando o chão fica quente podem formar-se remoinhos. Um deles foi captado pela câmara High Resolution Imaging da [sonda] Mars Reconnaissance Orbiter.

A partir desta imagem podemos reconstruir o aspecto do remoinho caso pudéssemos ter uma vista oblíqua, como se estivéssemos num helicóptero voando em torno remoinho. A faixa mais escura no chão é na verdade a sombra [do remoinho] e é a partir dai que se pode reconstruir a altura do remoinho e criar esta reconstituição. O cone do tornado tem um diâmetro de 100 pés (30 metros) e uma altura de 0,5 milhas (805 metros). E bastante grande, mas comparável com os maiores remoinhos da Terra.

Nota: A figura em baixo apresenta a topologia de Amazonis Planitia. Esta planície foi formada pela passagem de lava fluida que ao arrefecer forma um terreno liso e plano (encontra-se entre duas zonas vulcânicas). A existência de poucas crateras (resultantes de impactos de meteoritos) é uma indicação de que Amazonis Planitia é uma zona “nova”. Por debaixo da figura encontra-se uma escala de cores de acordo com a altitude. O facto de esta zona apresentar (Crédito: Martin Pauer/Wikipedia).

(adaptado de um artigo do site da Mars Reconnaissance Orbiter, da NASA)