Estudo Mapeia Pela Primeira Vez os Limites do Sistema Solar

Cientistas criaram mapa 3D pioneiro que mostra fronteiras da heliosfera com o espaço, uma região varrida pelos fortes ventos interestelares. 

Cientistas conseguiram mapear a heliopausa, que é o limite da heliosfera (em marrom na ilustração acima) com o espaço interestelar (em azul escuro). Créditos: NASA/IBEX/Adler Planetarium. 

Pela primeira vez, uma equipe de cientistas mapeou a região onde está localizado o limite da heliosfera. O trabalho vai ajudar nas pesquisas sobre a interação entre o vento solar e os ventos de origem interestelar. 

“Modelos físicos vêm teorizando sobre essa fronteira há anos”, disse Dan Reisenfeld, cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos e principal autor do artigo, e responsável pelo mapeamento. “Mas esta é a primeira vez que realmente conseguimos medir e fazer um mapa tridimensional.” 

A heliosfera é uma bolha criada pelo vento solar. É um fluxo de prótons, elétrons e partículas alfa que se estende desde o Sol até o espaço interestelar, protegendo a Terra da radiação interestelar prejudicial. 

Em seu trabalho publicado no Astrophysical Journal, Reisenfeld e a equipe usaram dados do Interstellar Boundary Explorer (IBEX). O IBEX é um satélite da Nasa que detecta partículas que vêm da camada limite entre o Sistema Solar e o espaço interestelar, ou seja, da heliosfera. A equipe conseguiu mapear a borda dessa zona – uma região chamada heliopausa. Nela, o vento solar, que se desloca em direção ao espaço interestelar, colide com o vento interestelar, que se desloca em direção ao sol. 

Para realizar essa medição, eles utilizaram uma técnica semelhante ao sonar dos morcegos. “Assim como os morcegos enviam pulsos de sonar em todas as direções e usam o sinal de retorno para criar um mapa mental de seus arredores, usamos o vento solar do Sol, que vai em todas as direções, para criar um mapa da heliosfera”, disse Reisenfeld. 

Eles fizeram isso usando a medição do satélite IBEX de átomos neutros energéticos (ENAs), que surgem a partir das colisões entre as partículas do ventos solar e as partículas dos ventos interestelares. A intensidade desse sinal depende da intensidade do vento solar que atinge a heliopausa. Quando uma onda atinge a pausa, a contagem de ENA aumenta e o IBEX pode detectá-la. 

“O ‘sinal’ do vento solar enviado pelo Sol varia em intensidade, formando um padrão único”, explicou Reisenfeld. “O IBEX verá o mesmo padrão no sinal de retorno da ENA, dois a seis anos depois, dependendo da energia da ENA e da direção que o IBEX está olhando através da heliosfera. Esta diferença de tempo é como encontramos a distância até a região da fonte ENA em um direção particular.” 

Eles, então, aplicaram esse método para construir o mapa tridimensional, usando dados coletados ao longo de um ciclo solar completo, de 2009 a 2019. “Ao fazer isso, somos capazes de ver os limites da heliosfera da mesma forma que um morcego usa o sonar para ‘ver’ as paredes de uma caverna”, acrescentou. 

O motivo por trás da demora para o retorno do sinal ao IBEX está relacionado às vastas distâncias envolvidas. As distâncias no Sistema Solar são medidas em unidades astronômicas (UA), onde 1 UA é a distância da Terra ao Sol. O mapa de Reisenfeld mostra que a distância mínima entre o Sol e a heliopausa é de cerca de 120 UA na direção do vento interestelar. Na direção oposta, estende-se pelo menos 350 UA. Para referência, a órbita de Netuno tem cerca de 60 UA de diâmetro.

Fonte: Scientific American Brasil.

Pegamos Bactérias do Ar Mais Puro da Terra Para Ajudar a Resolver Um Mistério de Modelagem Climática

O Oceano Antártico é uma vasta faixa de águas abertas que circunda todo o planeta entre a Antártica e as massas de terra do hemisfério sul. É o lugar mais nublado da Terra, e a quantidade de luz solar que se reflete ou atravessa essas nuvens desempenha um papel surpreendentemente importante no clima global. Afeta os padrões climáticos, as correntes oceânicas, a cobertura de gelo do mar da Antártica, a temperatura da superfície do mar e até as chuvas nos trópicos. 

Mas, devido ao Oceano Antártico ser tão remoto, houve poucos estudos reais sobre as nuvens da região. Por causa dessa falta de dados, os modelos de computador que simulam os climas presentes e futuros superestimam a quantidade de luz solar que atinge a superfície do oceano em comparação com o que os satélites realmente observam. A principal razão para essa imprecisão é devido à forma como os modelos simulam nuvens, mas ninguém sabia exatamente por que as nuvens estavam `apagadas´. Para que os modelos funcionassem corretamente, os pesquisadores precisavam entender como as nuvens estavam se formando. 

Para descobrir o que realmente está acontecendo nas nuvens sobre o Oceano Antártico, um pequeno exército de cientistas atmosféricos, incluindo os da Universidade Estadual do Colorado (EUA), foi descobrir como e quando as nuvens se formam nesta parte remota do mundo. O que descobrimos foi surpreendente – ao contrário dos oceanos do Hemisfério Norte, o ar que amostramos sobre o Oceano Antártico quase não continha partículas da terra. Isso significa que as nuvens podem ser diferentes daquelas acima de outros oceanos, e podemos usar esse conhecimento para ajudar a melhorar os modelos climáticos.

 O fato das nuvens conterem pequenas gotículas de líquido, de cristais de gelo ou ambos elas são influenciadas pelas partículas no ar. Foto: Kathryn Moore, (CC BY-ND).

Nuvens de gelo e nuvens líquidas

As nuvens são feitas de minúsculas gotículas de água, de cristais de gelo, ou geralmente uma mistura dos dois. Elas se formam em pequenas partículas no ar. O tipo de partícula desempenha um grande papel na determinação da formação de uma gota de líquido ou de um cristal de gelo. Essas partículas podem ser naturais – como a maresia, pólen, poeira ou até bactérias – ou de fontes humanas como carros, fogões, usinas de energia e assim por diante. 

Para o olho não treinado, uma nuvem de gelo e uma nuvem de líquido são muito parecidas, mas têm propriedades muito diferentes. As nuvens de gelo refletem menos luz solar, precipitam mais e não duram tanto quanto as nuvens líquidas. É importante para o tempo – e para os modelos climáticos – saber quais tipos de nuvens existem. 

Os modelos climáticos tendem a prever muitas nuvens de gelo sobre o Oceano Antártico e poucas nuvens líquidas em comparação com as leituras de satélite. Mas as medições de satélite ao redor dos pólos são difíceis de fazer e menos precisas do que outras regiões, então queríamos coletar evidências diretas de quantas nuvens líquidas estão realmente presentes e determinar por que havia mais do que os modelos preveem. 

Este era o mistério: Por que existem mais nuvens líquidas do que os modelos pensam que existem? Para resolver isso, precisávamos saber quais tipos de partículas estão flutuando na atmosfera ao redor da Antártica. 

Antes de irmos até lá, tivemos algumas pistas. 

Estudos de modelagem anteriores sugeriram que as partículas formadoras de gelo encontradas no Oceano Antártico podem ser muito diferentes daquelas encontradas no hemisfério norte. A poeira é uma grande semeadora de nuvens de gelo, mas devido à falta de fontes de terra empoeiradas no hemisfério sul, alguns cientistas levantaram a hipótese de que outros tipos de partículas podem estar conduzindo a formação de nuvens de gelo sobre o Oceano Antártico. 

Como a maioria dos modelos é baseada em dados do hemisfério norte, se as partículas na atmosfera fossem de alguma forma diferentes no hemisfério sul, isso poderia explicar os erros. 

Mapas bacterianos

É difícil medir diretamente a composição das partículas sobre o Oceano Antártico – simplesmente não há muitas partículas ao redor. Então, para nos ajudar a rastrear o que está dentro das nuvens, usamos uma abordagem indireta: as bactérias no ar. 

A atmosfera está cheia de micro-organismos que são carregados por centenas a milhares de quilômetros pelas correntes de ar antes de retornar à Terra. Essas bactérias são como placas de veículos aerotransportadas, são únicas e informam de onde o carro – ou o ar – veio. Como os cientistas sabem onde vive a maioria das bactérias, é possível olhar para os micróbios em uma amostra de ar e determinar de onde veio esse ar. E, uma vez que você sabe disso, também pode prever de onde vêm as partículas do ar – o mesmo lugar em que as bactérias normalmente vivem. 

A fim de coletar amostras de bactérias transportadas pelo ar nesta remota região oceânica, um de nós embarcou no Australian Marine National Facility R / V Investigator para uma expedição de seis semanas. O tempo estava turbulento e as ondas muitas vezes eram brancas, mas por um a dois dias de cada vez, sugávamos o ar da proa do navio por meio de um filtro que captava as partículas transportadas pelo ar e as bactérias. Em seguida, congelamos os filtros para manter o DNA bacteriano intacto. 

Bactérias oceânicas sozinhas

Na maioria das regiões oceânicas do mundo, especialmente no hemisfério norte, onde há muita terra, o ar contém partículas marinhas e terrestres. Isso é o que esperávamos encontrar no sul. 

Com os filtros congelados em segurança em nosso laboratório no Colorado, extraímos o DNA da bactéria e o sequenciamos para determinar quais espécies capturamos. Para nossa surpresa, as bactérias eram essencialmente todas as espécies marinhas que vivem no Oceano Antártico. Quase não encontramos bactérias terrestres. 

Se as bactérias eram do oceano, então elas eram as partículas formadoras de nuvens. Essa era a resposta que procurávamos. 

As partículas de nucleação de gelo são muito raras na água do mar e as partículas marinhas são muito boas para formar nuvens líquidas. Tendo principalmente partículas marinhas no ar, esperávamos que as nuvens fossem feitas majoritariamente de gotículas líquidas, que é o que observamos. Uma vez que a maioria dos modelos trata as nuvens nesta região da mesma forma que tratam as nuvens no hemisfério norte, que é mais empoeirado, não é de se admirar que os modelos estejam fora da realidade para essa região. 

Daqui para frente

Agora que sabemos que as nuvens do Oceano Antártico no verão estão sendo formadas por partículas puramente marinhas, precisamos descobrir se o mesmo é verdadeiro em outras estações e em altitudes mais elevadas. O projeto maior, que envolveu aviões e navios, deu aos cientistas atmosféricos uma ideia muito melhor das nuvens, tanto próximas à superfície do oceano quanto no alto da atmosfera. Os modeladores climáticos entre nós já estão incorporando esses novos dados em seus modelos e esperamos ter resultados para compartilhar em breve. 

Descobrir que as partículas transportadas pelo ar sobre o Oceano Antártico são principalmente provenientes do oceano é uma descoberta notável. Isso não apenas melhora os modelos climáticos globais, mas também significa que confirmamos que o Oceano Antártico é uma das regiões mais ambientalmente intocadas da Terra – um lugar que provavelmente mudou muito pouco devido às atividades humanas. Esperamos que nosso trabalho melhore os modelos climáticos, mas também forneça aos pesquisadores uma base de como é um ambiente marinho verdadeiramente intocado.

Por: Kathryn Moore, Jun Uetake e Thomas Hill. Fonte: The Conversation. Tradução: Maria Beatriz Ayello Leite (Ambiente Brasil).

A Disputa Pelo Futuro É Hoje

Trazer à tona a inter-relação entre as crises sanitária e climática é fundamental para que possamos não voltar à antiga “normalidade”.

Uma das principais diferenças entre as crises climática e sanitária é a escala de tempo, mais curta nesta última e, apesar de mais longa, de impactos absolutamente nocivos e mais profundos na primeira. Ambas, contudo, estão interligadas. “A pandemia atual, assim como outros surtos virais recentes, está intrinsecamente ligada à crise ecológica, à degradação ambiental, à destruição de florestas e ao consumo de carne (e tudo isso, óbvio, se relaciona ao aquecimento global)”, avalia o professor, doutor e pesquisador Alexandre Araújo Costa, em entrevista por telefone à IHU On-Line. 

O pior cenário, no entanto, seria aquele em que houvesse, ao mesmo tempo, o cruzamento das crises. “Nesse caso, precisamos estar preparados para catástrofes bem piores, porque imagine que seremos obrigados a enviar sinais completamente contraditórios. No caso de um furacão ou evento extremo parecido, a recomendação vai ser ‘evacuem suas casas’ e no caso de uma crise similar à da pandemia de SARS-CoV-2, a orientação vai ser ‘fiquem em casa’. Como lidar com uma situação como essa quando, para salvar a vida das pessoas de um extremo climático, aglomerações são inevitáveis e, ao mesmo tempo, vão ser justamente as medidas que favoreceriam o contágio por um vírus, eventualmente tão ou mais letal do que o SARS-CoV-2”, questiona o entrevistado.

Estar atentos a estes sinais é fundamental para que possamos, a tempo de salvar vidas, desarmar as armadilhas criadas por nós mesmos. Além disso, para que haja possibilidade de um futuro em uma terra habitável, é necessário não voltar à antiga “normalidade”. A questão que se impõe é “se, de fato, aprendemos minimamente as lições, achatamos esse conjunto de curvas exponenciais e voltamos a ser seres que cabem na biosfera à qual pertencemos ou se vamos seguir nessa rota suicida e genocida”, provoca Costa. “É isso, justamente, que está em jogo. As analogias que fizemos entre pandemia e crise climática precisam ser levadas a sério. A disputa pelo futuro é hoje”, conclui. 

Alexandre Araújo Costa é professor da Universidade Estadual do Ceará. Formado em Física, Ph.D. em Ciências Atmosféricas pela Universidade do Estado do Colorado, com pós-doutorado na Universidade de Yale. Foi um dos autores principais do primeiro relatório do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas. Militante ecossocialista e ativista climático, edita o blog O Que Você Faria Se Soubesse O Que Eu Sei?, assim como o canal no YouTube de mesmo nome. É um dos coordenadores do fórum de articulação Ceará no Clima. 

Confira a entrevista. 

Que relações podemos estabelecer entre o aquecimento global e o surgimento de pandemias como da covid-19? É possível estabelecer conexões? 

Alexandre Araújo Costa (Foto: reprodução do YouTube).

Embora sejam duas crises distintas, elas guardam diversos pontos de contato. A pandemia atual, assim como outros surtos virais recentes, está intrinsecamente ligada à crise ecológica, à degradação ambiental, à destruição de florestas e ao consumo de carne (e tudo isso, óbvio, se relaciona ao aquecimento global). Ao mesmo tempo, não teria sido possível a rápida disseminação do vírus sem a hipermobilidade, que permite que quaisquer duas cidades grandes do mundo hoje estejam conectadas em no máximo 48 horas (e é justamente o uso intensivo de energias fósseis que sustenta essa hipermobilidade). A crise climática segue se agravando justamente em função de um modo de vida intensivo em carbono, desde a demanda de energia para produção de bens de consumo, passando pelo transporte, até chegar num sistema de produção alimentar altamente predatório, com desmatamento para expansão da fronteira agrícola e consumo de carne em uma quantidade cada vez mais insustentável. Então as causas, embora não sejam exatamente as mesmas, guardam ligação entre si. 

A pandemia atual, assim como outros surtos virais recentes, está intrinsecamente ligada à crise ecológica, à degradação ambiental, à destruição de florestas e ao consumo de carne – Alexandre Araújo Costa

As duas crises são também semelhantes em vários aspectos. Em ambos os casos, trata-se de uma emergência, e o entendimento da gravidade do problema e o tempo de ação fazem toda a diferença. Em vários países, a recusa e/ou a demora em agir na pandemia levaram ao colapso do sistema de saúde e à multiplicação das mortes. No que diz respeito ao clima, a recusa e a demora em agir estão cada vez mais nos levando a uma condição de desestabilização irreversível do sistema climático. Em ambos os casos é preciso “achatar a curva”, seja o gráfico de contágio do coronavírus, seja a concentração de CO2 atmosférico. As principais diferenças estão na escala de tempo (que é obviamente mais longa no caso da crise climática) e na escala dos impactos (que, no caso do clima, têm tudo para fazer a pandemia parecer um problema menor e de fácil resolução). 

Como os cuidados com a covid-19, com quarentena forçada em várias partes do mundo, podem impactar o clima global? 

É verdade que a quarentena interrompeu ou reduziu diversas atividades que, além de produzirem poluentes de vida curta, como óxidos de nitrogênio ou material particulado, também implicam emissões de CO2 ou outros gases de efeito estufa. Mas é preciso reconhecer que, no que diz respeito a poluentes de vida longa, cujo efeito é cumulativo, como é o caso do CO2, a quarentena apenas arranha a superfície do problema. A analogia que gosto de fazer é com um muro: imagine que cada tijolo represente um bilhão de toneladas de CO2. Se imaginarmos que acumulamos de emissão, desde o início do período industrial, 2,4 trilhões de CO2 ou que construímos um muro com 2.400 tijolos, o que acontece na pandemia é que ao invés de colocarmos os 43 tijolos que temos colocado todo ano, colocaremos somente 40 e, portanto, não só o muro continua lá, como não diminui. Ele apenas cresce mais devagar do que vinha crescendo; não podemos ter ilusão quanto a isso. 

Não dá para terceirizar o que cabe à nossa sociedade, de maneira organizada e consciente, para um vírus – Alexandre Araújo Costa 

O que é fundamental entender é que a queda projetada este ano de 6 a 7% nas emissões de CO2 é justamente aquilo que precisamos fazer ano após ano para resolver a questão do aquecimento global, ou seja, manter uma trajetória compatível com limitar o aquecimento global a 1,5 grau. Nesse caso, portanto, assim como o problema é cumulativo de longas datas, a solução também vai ser cumulativa e não vai emergir de algo episódico como a pandemia. Precisamos ter políticas para garantir que ano após ano cortemos de 6 a 7% as emissões globais para chegarmos com essas emissões reduzidas à metade em 2030 e mantermos o ritmo a fim de descarbonizarmos completamente a economia global em meados do século. Fora isso não tem salvação, e não dá para terceirizar o que cabe à nossa sociedade, de maneira organizada e consciente, para um vírus. 

Qual a possibilidade de termos uma desaceleração no aquecimento global em 2020, devido à diminuição de circulação de pessoas nas ruas, especialmente em países como a China e, até mesmo, o Brasil? 

Exatamente porque as emissões são cumulativas e o CO2 permanece lá, a redução delas em 2020 não vai trazer efeito apreciável sobre o aquecimento global. Nós vamos chegar ao final do ano com uma média, provavelmente, de 414 partes por milhão de CO2 na atmosfera em contraste com a previsão inicial do UK Met Office, que era de 414,2, e projeções como a feita pelo doutor Gavin Schmidt, do NASA Goddard Institute for Space Studies, segundo as quais, 2020 pode até mesmo quebrar recorde de temperatura. Então, a desaceleração é necessária, mas é apenas um início que precisa ser feito de maneira consistente e articulada com a transformação radical do sistema energético em escala global e do sistema de produção de alimentos também em escala global. Fora isso não teremos, de fato, impacto climático significativo, mesmo que a pandemia se estenda até o final de 2020 ou além. 

É fundamental entender que a queda projetada este ano de 6 a 7% nas emissões de CO2 é justamente aquilo que precisamos fazer ano após ano para resolver a questão do aquecimento global – Alexandre Araújo Costa

O discurso da necessidade de retomada do crescimento é muito forte por parte de governos e de empresários dos grandes setores comerciais. Quais as consequências para o planeta de uma retomada muito intensa de atividades econômicas que são agressivas ao planeta? 

É evidente que o sonho dos executivos das corporações capitalistas e dos políticos e economistas que lhes dão suporte é a retomada da “normalidade”. Mas essa “normalidade” é tudo aquilo a que não podemos voltar. Primeiro, porque o pouco benefício ambiental que podemos de fato falar que se obteve a partir da redução das atividades econômicas na pandemia, que é a redução na concentração de poluentes de vida curta, como óxido de nitrogênio e material particulado, especialmente nos grandes centros urbanos, vai para o brejo. 

Basicamente o que acontece é que uma vez retomadas as atividades de produção industrial a todo vapor, a circulação de automóveis e outros veículos nos centros urbanos, os níveis de poluição vão retornar e teremos de volta a mesma situação que perdurava antes em locais como Nova Deli, Beijing e outras cidades da China, e nos centros urbanos do nosso país, como São Paulo. Além disso, essa retomada nos tira da rota de redução das emissões de CO2 em que, por este evento fortuito, nós entramos. Nesse sentido, a lógica de retorno à “normalidade” é tudo aquilo que não podemos querer. Deveríamos estar, justamente, nesse contexto de pandemia, impulsionando as bandeiras de uma retomada de outra economia, em que a garantia da vida, do emprego e respeito ao ambiente fossem os parâmetros fundamentais e em que houvesse um giro radical no que produzimos e como produzimos. 

Deveríamos estar impulsionando as bandeiras de uma retomada de outra economia, em que a garantia da vida, do emprego e respeito ao ambiente fossem os parâmetros fundamentais – Alexandre Araújo Costa

Dentre as muitas consequências do aquecimento global, o derretimento das calotas polares é uma delas. Há o risco de os seres humanos entrarem em contato com vírus da era glacial aos quais nossa espécie não está imune? Do ponto de vista geológico, o que pode acontecer? 

O eventual despertar de bactérias e vírus adormecidos há milhares de anos por conta do derretimento de geleiras e do permafrost é apenas uma das facetas através da qual nós conectamos a possibilidade de aquecimento global com o risco de novas pandemias. Há outros fatores aí em jogo: um deles é o fato de que o aquecimento global impulsiona a migração de espécies. Por que isso é grave? Porque hoje espécies que não tinham contato no passado, passam a ter, por conta dessa migração. Aí os vírus podem saltar de uma espécie para outra, algo que não era possível na condição anterior. O que isso significa? Que podemos passar a ter um fluxo viral entre espécies cada vez maior e, eventualmente, isso abre e aumenta a possibilidade de transmissão para a própria espécie humana. Esse é um aspecto. O outro, como sabemos, é a mudança ou expansão da área de atuação de vetores de doenças infecciosas, como o caso do Aedes aegypti e da dengue, que cada vez mais penetram em latitudes médias. 

Precisamos estar preparados para catástrofes bem piores, porque imagine que seremos obrigados a enviar sinais completamente contraditórios diante de uma crise ao mesmo tempo sanitária e climática – Alexandre Araújo Costa

Outro aspecto ainda é o risco de cruzamento das duas crises. Nesse caso, precisamos estar preparados para catástrofes bem piores, porque imagine que seremos obrigados a enviar sinais completamente contraditórios diante de uma crise ao mesmo tempo sanitária e climática. No caso de um furacão ou evento extremo parecido, a recomendação vai ser ‘evacuem suas casas’ e no caso de uma crise similar à da pandemia de SARS-CoV-2, a orientação vai ser ‘fiquem em casa’. Como lidar com uma situação como essa quando, para salvar a vida das pessoas de um extremo climático, aglomerações são inevitáveis e, ao mesmo tempo, vão ser justamente as medidas que favoreceriam o contágio por um vírus, eventualmente tão ou mais letal do que o SARS-CoV-2? 

É esse tipo de pergunta que fica em aberto quando a sociedade se recusa a enfrentar, de fato, com a devida profundidade, os dois tipos de crises que vão ameaçar a nossa própria existência enquanto civilização ao longo do século XXI. 

O senhor costuma dizer, em suas entrevistas e conferências, que não há “Plano B” em relação ao clima do planeta? Por quê? 

Não há Plano B porque é impossível negociar com as leis físicas que regem o clima planetário. Não podemos chegar na natureza e pedir um desconto na “constante de Stephan-Boltzmann” ou implorar para que as moléculas de CO2 absorvam menos radiação infravermelha do que o fazem. Exatamente por isso, nós precisamos seguir a única rota compatível com aquilo que as leis da Física nos impõem, que é a de que justamente não há como resolver a crise climática sem primeiro reduzir as emissões de gases de efeito estufa e, depois, iniciar uma longa batalha – por conta das futuras gerações – de remoção do excedente de dióxido de carbono da atmosfera. 

Isso implica, portanto, que a nossa tarefa imediata seja a do plano “A”, que é o único: reduzir drasticamente essas emissões. A fim de que, pegando o embalo, as gerações futuras possam herdar o planeta com outro sistema energético, muito menos intensivo em carbono e muito mais reduzido, enxuto e destinado apenas para demandas de fato essenciais, para que se possa seguir num rumo de avanço da agroecologia, da recuperação de biomas, de reflorestamento com ou sem ajuda de soluções tecnológicas para a remoção de carbono. Fora disso, não dá para esperar uma solução mágica. 

De novo, existe uma analogia com a pandemia. Como não há vacina disponível, medicamento disponível no momento, o que podemos fazer? A única maneira, de fato, é garantir o isolamento social até achatar a curva. Como não há solução mágica, não existe “cloroclima”, nós não podemos simplesmente seguir como seguíamos antes com relação às emissões de gases de efeito estufa. É preciso achatar a curva, ou as curvas, sejam elas as da concentração de CO2 ou de aumento de temperatura global. Isso para assegurar que as gerações futuras não arquem com todo o ônus da sobrecarga sobre o sistema climático. 

Que lição a covid-19 pode nos ensinar? Em suma, qual a importância de não voltarmos às formas de exploração ambiental e humana antes da covid-19? 

A pandemia deixa diversas lições que deveriam ser de fato apreendidas pela nossa sociedade. Uma delas é o fato de que boa parte da produção e circulação de mercadorias e boa parte da demanda de energia associada a elas é absolutamente predatória, perdulária e supérflua, podendo ser naturalmente dispensada. Mostra, também, que a hipermobilidade humana é um risco imenso e que é um desastre a conjunção de degradação ambiental, desmatamento (que nos expõe ao contato com os vírus abrigados em outras espécies) e – não no caso da covid-19, mas de outras pandemias como as de H1N1, H5N1, H7N9 etc. – o boom de pandemias ligadas à indústria da carne. Essa é a primeira lição, precisamos pensar que atividades econômicas de fato precisam subsistir e que atividades econômicas precisam desaparecer para garantir a segurança à humanidade. 

Outra lição evidente é que boa parte dos combustíveis fósseis efetivamente pode ficar no subsolo. A crise do petróleo com preços negativos, com navios petroleiros estacionados ao redor do mundo e estruturas de armazenamento de petróleo em terra saturadas demonstra o quanto esse combustível poderia ter permanecido justamente no chão. Nós temos que seguir o que a ciência revela: 88% do carbono fóssil precisa permanecer exatamente onde está se quisermos preservar o estoque de carbono para que não ultrapassemos o aquecimento de um grau e meio. 

Outro ponto é que a pandemia nos trouxe evidências de que é possível haver políticas públicas que incidam diretamente nas condições de subsistência e sustento das famílias de trabalhadores e trabalhadoras que ficaram sem emprego. Surgiu quase um consenso, com exceção dos “pensadores” ultraliberais, de que a renda universal mínima – no caso, emergencial – é uma necessidade e uma possibilidade real. E por que não usar desse expediente para garantir a dignidade, o sustento de famílias de trabalhadores e trabalhadoras num processo de transição, para não desaparecer a possibilidade de futuro? Falamos, claro, de mineiros, de petroleiros, de trabalhadores de frigoríficos. Por que não garantir que essas famílias tenham a sua dignidade assegurada enquanto nós convertemos a indústria suja dos combustíveis fósseis em indústrias de energia limpa, enquanto os petroleiros são retreinados para deixar de lidar com venenos fósseis e passem a produzir e instalar painéis solares, para que os trabalhadores que lidam com a carnificina de 70 bilhões de animais todos os anos para dar vazão à nossa fome enlouquecida de carne possam aprender outras atividades como, por exemplo, agroecologia, agricultura urbana e periurbana, garantindo a produção e circulação de alimentos saudáveis e sustentáveis? Há várias lições nesse sentido. 

É fundamental que para desarmar as bombas-relógio de novas pandemias e da crise climática e ambiental, nós não voltemos à normalidade de antes – Alexandre Araújo Costa

Outra questão que nós precisamos imediatamente abordar é a reconversão e adaptação das estruturas industriais para produzir bens que não sejam bens supérfluos. Indústria de armas, por exemplo. Não vamos querer essa produção de armas. Então, vamos ter que falar que essas indústrias terão que reconverter suas estruturas para produzir outras coisas. Ao invés de produzirem revólveres, que produzam camas, leitos de UTI. Ao invés de produzirem morte, salvem vidas. Ao invés de indústrias que produzam uma multiplicidade de aparelhos eletrônicos supérfluos, sempre sujeitos à obsolescência programada e ao descarte rápido, que estejam voltadas para a produção de equipamentos como respiradores, monitores de sinais vitais e outros tantos bens essenciais, além de equipamentos duráveis. Que nós possamos falar de indústrias como a automobilística, que ao invés de continuar colocando carcaças de uma tonelada de aço nas ruas para transportar uma ou duas pessoas, possam estar voltadas à produção de bens que de fato sejam necessários, incluindo transporte público eletrificado. 

Que possamos falar muito diretamente que a maioria do trabalho realizado hoje na sociedade é perdulário e dispensável! Além de emitir muito menos, podemos ainda trabalhar muito menos. Por que não falar de jornadas de trabalho bem mais curtas, até por conta da produtividade do trabalho que nós temos hoje? Por que não falar de jornadas de trabalho semanais de 20 horas, fim de semana de três dias, dois períodos de férias de 45 dias no ano? Isso é perfeitamente viável, mantendo, ao mesmo tempo, todo mundo empregado e produzindo de fato os bens necessários à nossa sociedade. É fundamental que, portanto, para desarmar as bombas-relógio de novas pandemias e da crise climática e ambiental, nós não voltemos à normalidade de antes. Isso é tudo que não pode acontecer e essa disputa precisa ser travada desde já. 

Há mundo por vir? Que mundo? 

Todo crescimento exponencial produz crise, instabilidade e ruptura. É por isso que o contágio em progressão geométrica dentro da pandemia nos trouxe esse quadro tão alarmante. Isso vale para todas as outras crises de crescimento exponencial que estão sendo impulsionadas pela sede expansionista do modo de produção do sistema econômico vigente, seja o aumento acelerado da concentração dos gases de efeito estufa, seja a curva de extinção de espécies, sejam os demais processos de degradação ambiental. 

Há, sim, um mundo por vir, cujas características estão em aberto – Alexandre Araújo Costa

Dito isto, há, sim, um mundo por vir, cujas características estão em aberto. Certamente será um mundo com uma biosfera mais empobrecida em relação àquela que tivemos acesso durante todo o Holoceno, será um mundo com temperaturas mais altas – o quanto ainda é uma questão em aberto –, será um mundo em que nós teremos menos bens naturais à nossa disposição. 

O que está muito mais em aberto, no entanto, além desses aspectos objetivos, será a nossa maneira de existir neste mundo. Se, de fato, aprendemos minimamente as lições e achatamos esse conjunto de curvas exponenciais e voltamos a ser seres que cabem na biosfera à qual pertencemos ou se vamos seguir nessa rota suicida e genocida, dado que a desigualdade de nossa sociedade impõe que os impactos de qualquer pandemia sejam sempre desiguais. É isso, justamente, que está em jogo. As analogias que fizemos entre pandemia e crise climática precisam ser levadas a sério. A disputa pelo futuro é hoje. 

As analogias que fizemos entre pandemia e crise climática precisam ser levadas a sério. A disputa pelo futuro é hoje – Alexandre Araújo Costa

Por: Ricardo Machado. Edição: Patricia Fachin e João Vitor Santos. Fonte: Instituto Humanitas Unisinos.

Do Holoceno Ao Antropoceno: As Bases Conceituais da Mudança de Época

É desafiador descrever o ambiente científico em que emergiu a proposta de uma nova Época Geológica. O livro O Antropoceno e a Ciência do Sistema Terra busca contribuir para essa compreensão. 

Civilizações nem teriam surgido não fosse a invenção da agricultura, por sua vez favorecida por atenuação climática, há doze mil anos. Fim de longo período glacial que já durava uns cem mil anos, o abrandamento meteorológico também marcou ruptura com os muitos milênios em que a evolução humana dependeu de predações, extrativismos vegetais, pescas e caçadas. 

Tudo o que aconteceu desde tão misteriosa virada coincide com a curtíssima Época, batizada pelos geólogos com o prefixo Holo para bem destacar que é a mais recente. Um ínfimo lapso de doze milênios, inteiramente distinto de tudo que o precedeu em 4,5 bilhões de anos de história planetária. 

As principais características do Holoceno foram moderação e constância ecológicas tão formidáveis que propiciaram decisivos avanços sociais impulsionados essencialmente por cooperação e coesão entre os humanos. 

Porém – como ninguém tem mais o direito de ignorar – eis uma vantagem comparativa que passou a ser desregulada por excessivas influências artificiais de atividades humanas. Então, para distinguir essa etapa, em que a durabilidade da vida na Terra tanto passou a depender da conduta de uma única espécie – a humana –, é bem mais apropriado o prefixo Antropo do que Holo. 

Só que não é nada simples identificar o momento histórico desse grande salto de Holo para Antropo. Há controvérsia sobre a datação desse ponto de mutação, mas tende a haver consenso de que ele ocorreu em meados do século passado, quando as primeiras explosões nucleares coincidiram com o desencadeamento de incomparável surto de progresso material, chamado pelos historiadores ambientais de A Grande Aceleração. Tudo indica que será esse o momento escolhido pelos experts que preparam a proposta de oficialização do Antropoceno. 

Desde meados do século XX, os humanos passaram a exercer pressões excessivas sobre alguns dos mais relevantes ciclos biogeoquímicos, como os do carbono e do nitrogênio. Ao mesmo tempo em que ocorria inédita escalada geral de outros impactos artificiais (antrópicos) sobre a biosfera. Talvez baste lembrar que, de todo o dióxido de carbono atribuível às atividades humanas hoje estocado na atmosfera, três quartos foram emitidos apenas no curto lapso dos últimos setenta anos. 

No piscar de olhos histórico em que viveram as três últimas gerações, o número de veículos motorizados passou de 40 milhões para 850 milhões. A produção de plásticos de mero milhão de toneladas para 350 milhões de toneladas. A quantidade de nitrogênio sintético (principalmente para fertilização agrícola) foi de 4 milhões de toneladas para mais de 85 milhões de toneladas. Somados à erosão da biodiversidade e à acidificação dos oceanos, esses rapidíssimos saltos caracterizam A Grande Aceleração. 

Bem mais difícil que relatar esse debate sobre a data adequada é descrever o ambiente científico em que emergiu a proposta de uma nova Época. Quer dizer, a evolução das bases conceituais e das evidências empíricas em que se apoiam os cientistas ao fundamentarem a ideia de passagem de Holo a Antropo. 

É justamente para facilitar a compreensão desses dois problemas que a Editora 34 lançou o livro O Antropoceno e a Ciência do Sistema Terra [2019; escrito por José Eli da Veiga] com três capítulos, bem diferentes em conteúdo e estilo. 

No primeiro, são apresentados – nos moldes de divulgação científica – quase todos os aspectos que precisam ser conhecidos sobre os mais pertinentes debates. Convida o leitor a primeiro sobrevoar o que há de mais importante sobre o tema, antes de penetrar em seus fundamentos científicos. 

O zoom proposto no segundo capítulo continua a fazer história da ciência para leigos, só que mediante inspeção dos principais documentos e sacrificando o mínimo possível a precisão, em nome de maior eficácia comunicativa. Ao apresentar seleção da literatura científica mais candente, o segundo capítulo é um incisivo convite à reflexão sobre as mais valiosas pérolas do discurso sobre o que tem sido chamado, há três ou quatro décadas, de ‘sistema Terra’. 

Tamanha mineração de evidências científicas provoca uma séria dúvida. Não sobre a proposta básica – de legitimação da nova Época na escala do tempo geológico –, mas sim sobre a retórica dos pesquisadores envolvidos no que seria a nova disciplina Ciência do Sistema Terra. Não por outra razão, os achados do terceiro capítulo tornam-se indagações. Apresentadas em estilo que só não chega a ser tão leve quanto o do primeiro capítulo porque a inevitável dissecação de certas ideias envolve grau mais elevado de abstração epistemológica. 

A rigor, uma Ciência do Sistema Terra só começou a surgir nos anos 1980, com os primeiros esforços de formalização incentivados pela NASA. Praticamente todos os pesquisadores que, desde então, assumiram o desafio (no âmbito do IGBP, da ESSP, do Future Earth e do Planetary Boundaries Research Network), estão hoje em instituições nacionais de primeira linha espalhadas por ao menos uma dezena de países. O que não impede que permaneça bem incipiente a desejada visão transdisciplinar das quatro dinâmicas históricas da Terra: do planeta, da vida, da natureza humana e da civilização. 

Tamanha precariedade depois de quase meio século de pesados investimentos científicos não decorre da qualidade das pesquisas, da clarividência dos pesquisadores que as tocam, ou do ambiente institucional em que trabalham. Ao contrário, tudo aponta para um cenário diametralmente oposto: esforços científicos de fronteira empreendidos em centros de indubitável excelência. 

Não há como fazer, hoje, uma justa avaliação conclusiva da história dos trinta ou quarenta anos em que a Terra passou a ser estudada como sistema singular. Mas já está bem claro o quanto pode ser abusiva, ou mesmo mistificadora, a vinculação da ideia de Antropoceno a um suposto novo paradigma científico que já teria emergido com a dita Ciência do Sistema Terra. 

A argumentação do livro procura mostrar que a nova Época pode ser muito bem (ou até melhor) definida, no âmbito mais restrito da História da Terra, pela singeleza da combinação de conhecimentos historio e estratigráficos sobre o período da chamada Grande Aceleração.

Por: José Eli da Veiga (Página 22).

Desmate de Fragmento da Mata Atlântica Eleva Temperatura Local

Pesquisadores da USP e da Unicamp verificam que, se um remanescente florestal de um hectare tiver 25% de sua área devastada, o impacto no clima local será de 1°C; dados foram divulgados na PLOS ONE (Foto: Carlos Joly / BIOTA-FAPESP).

Estudo feito por pesquisadores das universidades de São Paulo (USP) e estadual de Campinas (Unicamp) revela que, se um fragmento de Mata Atlântica de aproximadamente um hectare tiver 25% de sua área desmatada, a temperatura local aumenta 1ºC. Se todo o pequeno remanescente for desflorestado, portanto, o impacto na temperatura máxima local pode chegar a 4ºC. Os dados foram divulgados na revista PLOS ONE. 

“Conseguimos detectar efeitos climáticos de aquecimento causado pelo desmatamento de florestas nessa escala de fragmentos da Mata Atlântica, muito comuns no sudeste do país”, disse Humberto Ribeiro da Rocha, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP e coordenador do trabalho. 

A investigação foi conduzida no âmbito de dois projetos: um vinculado ao Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG) e outro ligado ao Programa BIOTA-FAPESP. 

De acordo com Rocha, já havia evidências científicas de que o desmatamento de florestas tropicais promove o aquecimento do ar em escala local, mas baseadas em medidas de grandes áreas desmatadas, obtidas principalmente de estudos feitos na Amazônia. 

“Não havia uma informação detalhada sobre o efeito do desmatamento em pequenos fragmentos, nem estudos que levassem em conta diferentes níveis de antropização [mudanças por ação humana]”, disse Rocha, membro da coordenação do PFPMCG. 

A fim de suprir essa lacuna, os pesquisadores analisaram a relação entre o grau de desmatamento e o aquecimento da temperatura local em remanescentes da Mata Atlântica situados na Serra do Mar, no litoral norte de São Paulo, por meio de estimativas da temperatura da superfície terrestre (LST, na sigla em inglês). 

Essas estimativas da temperatura superficial são feitas a partir de dados de emissão de fluxos de calor (térmicos) em todo o globo, registrados continuamente por sensores ópticos no infravermelho, como os acoplados aos satélites do Programa Landsat, da agência espacial americana, a NASA. 

Com base nesses dados, foi calculada uma média anual de temperatura superficial de dezenas de milhares de amostras de áreas da Mata Atlântica com aproximadamente um hectare e com cobertura florestal variável do nível total até o desmatamento integral. Os fragmentos florestais também apresentavam diferentes graus de antropização, com variação de 1%. 

Os cálculos, feitos durante o doutorado da pesquisadora Raianny Leite do Nascimento Wanderley, sob orientação de Rocha, indicaram que as áreas com menor cobertura florestal apresentam temperaturas mais altas. Cada aumento de 25% na retirada da cobertura vegetal nativa resultou no aquecimento de 1ºC na temperatura local, chegando a 4ºC no caso de desmatamento total. 

“Esse padrão detectado é interpretado como uma caracterização de impacto da perda de cobertura florestal no microclima do ambiente”, disse Rocha. 

Impactos na floresta 

Segundo os pesquisadores, os fragmentos de Mata Atlântica abrangidos pelo estudo, situados em maior altitude, têm proporcionalmente maior quantidade de carbono estocado no solo em comparação com áreas da Amazônia. Dessa forma, o desmatamento dessas áreas pode comprometer o balanço de carbono da floresta. 

“A Mata Atlântica, que hoje está em equilíbrio ou talvez esteja marginalmente absorvendo carbono da atmosfera, pode passar a ser uma fonte emissora”, ponderou Carlos Joly, professor da Unicamp e um dos autores do estudo. 

O aumento da temperatura nesses fragmentos de floresta afeta mais a respiração do que a fotossíntese das plantas. Esse efeito também contribui para a liberação de maiores quantidades de carbono da floresta para a atmosfera, afirmou Joly, que é membro da coordenação do BIOTA-FAPESP. 

“A combinação desses dois processos cria uma sinergia maléfica para aumentar as emissões de carbono da floresta para a atmosfera”, acrescentou. 

De acordo com Joly, ainda não se sabe se os efeitos do aumento da temperatura nos fragmentos de Mata Atlântica em razão do desmatamento são iguais em todas as espécies de árvores. 

Normalmente, são as espécies pioneiras – que sobrevivem em condições desfavoráveis devido à alta capacidade reprodutiva – que apresentam maior capacidade de resistir a mudanças de temperatura, explicou o pesquisador. 

“Ainda não temos condições de prever em quanto tempo, mas no longo prazo certamente o aumento da temperatura em fragmentos de Mata Atlântica causado pelo desmatamento pode influenciar, de forma diferenciada, a sobrevivência de espécies de árvores na floresta”, disse. 

“Pode ser que ocorra uma diminuição de espécies típicas de uma floresta madura e aumente a proporção de espécies de maior plasticidade, que, em geral, são as pioneiras ou secundárias iniciais.” 

Funções comprometidas 

Considerada uma das florestas mais ricas e ameaçadas do planeta, a Mata Atlântica ocupa hoje 15% do território brasileiro, em região que abrange 72% da população do país. Dados recentes do Atlas da Mata Atlântica indicam que foram perdidos 113 quilômetros quadrados (km2) do bioma entre 2017 e 2018. O monitoramento é feito de forma contínua pela Fundação SOS Mata Atlântica, em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe). 

Além dos impactos na biodiversidade, o desmatamento, ainda que em escala pequena, compromete importantes serviços ecossistêmicos prestados pela Mata Atlântica, entre eles a regulação térmica, ressaltam os autores. 

“A floresta é importantíssima para manter as temperaturas mais amenas em escalas local e regional. A mudança em seu funcionamento pode comprometer essa função”, disse Joly. 

O abastecimento de água também pode ser impactado. A Mata Atlântica abriga sete das nove maiores bacias hidrográficas do país, que são as cabeceiras de rios que abastecem reservatórios responsáveis por quase 60% da produção da energia hidrelétrica e fornecem água para 130 milhões de habitantes do país. 

“A Mata Atlântica não produz água, mas protege as nascentes e permite o armazenamento nos reservatórios para consumo, geração de energia, irrigação agrícola e pesca, entre outras atividades”, apontou Joly. 

Por estar situada em áreas extremamente íngremes, como as encostas, a floresta ajuda a evitar deslizamentos de terra, muito comuns em períodos de chuvas intensas. 

“A remoção ou a mudança no funcionamento desses fragmentos de floresta pode diminuir muito essa proteção”, afirmou Joly. 

Segundo o pesquisador, o Estado é o maior indutor do desmatamento na Mata Atlântica, hoje reduzida a 12,4% da área original, em razão da construção de obras de infraestrutura, como rodovias e gasodutos. O bioma também tem sofrido com a expansão urbana, que envolve a construção de favelas e de condomínios de alto padrão. 

Por ser um dos biomas mais ameaçados na América do Sul, a Mata Atlântica tem sido foco nos últimos anos de um grande número de estudos voltados à restauração, feitos, em grande parte, por pesquisadores vinculados ao programa BIOTA-FAPESP, ressaltou Joly. 

A maior iniciativa de restauração do bioma é coordenada pelo Pacto da Mata Atlântica – movimento surgido na sociedade civil voltado a restaurar e conservar a floresta. 

“Existe hoje expressivo conhecimento acumulado sobre restauração da Mata Atlântica. É lógico que não será possível recuperar tudo o que foi perdido, mas ao menos parte das funções da floresta podemos restaurar”, avaliou Joly. 

O artigo Relationship between land surface temperature and fraction of anthropized area in the Atlantic forest region, Brazil (DOI: 10.1371/journal.pone.0225443), de Raianny L. N. Wanderley, Leonardo M. Domingues, Carlos A. Joly e Humberto R. da Rocha, pode ser lido na revista PLoS One em https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0225443.

Por: Elton Alisson (Agência Fapesp).

'Impressão Digital' da Terra Vai Ajudar a Combater Mudanças Climáticas

Ilustração: Truths trabalhará com outros satélites para calibrar e validar suas observações. 

O Reino Unido vai liderar uma missão espacial para fazer uma medida absoluta da luz refletida na superfície da Terra. 

As informações serão usadas para calibrar as observações de outros satélites, permitindo que seus dados sejam comparados com mais facilidade. 

Os planos para desenvolvimento da nova sonda, chamada de Truths, foram aprovados em novembro de 2019 pelos países da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês). 

O objetivo é que os dados ajudem a reduzir a incerteza nas projeções de futuras mudanças climáticas. 

Cientistas e engenheiros se reuniram no dia 22/01/2020 para começar o processo. Representantes da indústria do Reino Unido, Suíça, Grécia, República Tcheca e Romênia se reuniram no centro técnico da ESA, na Inglaterra. 

A fase inicial do projeto conta com financiamento de 32,4 milhões de euros (R$ 160 milhões). A liderança científica da missão ficará sob responsabilidade do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido (NPL, na sigla em inglês). 

O NPL é o guardião dos "padrões" no Reino Unido — tem as referências para o quilograma, o metro, o segundo e todas as outras unidades usadas no sistema internacional de medição. 

É nesse laboratório que se mede com precisão, por exemplo, a intensidade de uma fonte de luz — algo que pode ser feito usando um dispositivo chamado radiômetro criogênico. 

E o objetivo da missão Truths é colocar um instrumento desses em órbita. 

Mapa da luz

Trabalhando em conjunto com uma câmera hiperespectral, o radiômetro fará um mapa detalhado da luz solar refletida na superfície da Terra — e de seus desertos, campos de neve, florestas e oceanos. 

O mapa deve ter uma qualidade tão boa que é esperado que se torne a referência padrão para todas as outras missões espaciais de imagem, que poderão ajustar e corrigir suas próprias observações. 

Isso pode simplificar a comparação das imagens de diferentes satélites, não apenas das missões que voam hoje, mas também daquelas que há muito foram aposentadas e cujos dados agora estão em arquivos. 

Um dos grandes objetivos da missão Truths é, ao medir a luz refletida pela Terra com tanta precisão, estabelecer um tipo de "impressão digital climática" que uma versão futura do satélite, 10 a 15 anos depois, pode refazer. 

"Ao fazer isso, seremos capazes de detectar mudanças muito antes do nosso sistema de observação atual", explicou Nigel Fox, professor da NPL. 

"Isso nos permitirá limitar e testar os modelos de previsão climática. Portanto, saberemos mais cedo se as temperaturas previstas que os modelos estão nos dando são consistentes ou não com as observações". 

Um grande plano de como implementar a missão Truths deve estar pronto até a próxima grande reunião de pesquisadores dos Estados-membros da ESA, em 2022. 

O trabalho de viabilidade também precisará chegar a um custo total para o projeto, provavelmente por volta de 250 a 300 milhões de euros (R$ 1,2 a 1,4 bilhão). 

Exceto por obstáculos técnicos, os ministros devem dar sinal verde à missão com um lançamento em 2026. 

O Reino Unido deve arcar com a maior parte do custo da implementação da missão. 

"O NPL é notável. Tem o 'tempo padrão' para o mundo, tem o padrão do metro. Gostamos de pensar em nós mesmos liderando na área de mudanças climáticas, por isso devemos fornecer a referência padrão para radiação da Terra", disse Beth Greenaway, chefe de observações da Terra e clima da Agência Espacial do Reino Unido. 

Truths é um acrônimo, em inglês, para "Radiometria Rastreável de Apoio aos Estudos Terrestres". Será sensível à luz na parte visível e no infravermelho próximo do espectro eletromagnético. 

A ESA concordou recentemente em implementar outra missão liderada pelo Reino Unido chamada Forum, que mapeará a radiação da Terra de forma mais precisa.

Por: Jonathan Amos (BBC).

Materiais Magnéticos Mostram Potencial Para Tratar Derramamento de Petróleo

Pesquisadores da Unifesp e da UFSCar combinam minerais magnéticos e resíduos de biomassa para formar partículas capazes de remover petróleo pesado e óleos leves da superfície da água com alta eficiência. Imagem: Unifesp.

Pesquisadores das universidades federais de São Paulo (Unifesp) e de São Carlos (UFSCar) estão desenvolvendo materiais magnéticos que poderão auxiliar na remoção de petróleo cru da superfície da água em casos de derramamentos como o que atingiu as praias do litoral brasileiro este ano. 

Em testes de laboratório, esses materiais híbridos – compostos por partículas ferromagnéticas em escala nanométrica (da bilionésima parte do metro) e resíduos de biomassa – mostraram ser capazes de remover petróleo bruto e outros tipos de óleo, como de motor de navios, com mais de 80% de eficácia. 

Os resultados do projeto da Unifesp, desenvolvido com apoio da FAPESP, serão testados em experimentos de campo no Ceará. O objetivo é avaliar a eficiência do material na remoção do óleo presente nas praias do estado nordestino. 

"Essas partículas nanomagnéticas permitem não só a limpeza das praias como também a recuperação do petróleo pelas empresas no caso de vazamentos. Outra vantagem é que são ambientalmente amigáveis, pois são feitas de compostos naturalmente encontrados na natureza", disse à Agência FAPESP, Geórgia Labuto, professora da Unifesp, campus de Diadema. 

As partículas desenvolvidas pelo grupo da Unifesp reúnem em sua composição magnetita (um mineral magnético) e resíduo de biomassa de levedura proveniente de processos de fermentação na indústria de etanol. A associação dá origem a bionanocompósitos – materiais híbridos com escala nanométrica e obtidos de fontes renováveis – e, segundo os pesquisadores, permite reduzir o custo de produção do material e aumentar a quantidade de óleo que pode ser removida. 

Isso porque ao depositar as partículas de magnetita sobre a superfície da biomassa foi possível manter a propriedade magnética e, ao mesmo tempo, aumentar a área superficial de contato entre o material magnético e o óleo. 

"Além de contribuir para a economia, os resíduos agroindustriais permitem produzir uma massa maior de material magnético com menor quantidade de reagentes. Ao aplicar um campo magnético em um meio aquoso em que essas partículas estão dispersas é possível removê-las junto com um fluido aderido a elas, como o petróleo", explicou a pesquisadora.

Capacidade de remoção 

Em um estudo publicado no Journal of Environmental Management, os pesquisadores avaliaram a capacidade dos bionanocompósitos de remover da água manchas de óleo de motor novo, usado e de petróleo com grau API 28 º – classificado como óleo leve e de alto valor comercial segundo escala criada por American Petroleum Institute e National Bureau of Standards (quanto maior a densidade do óleo, menor o grau API). 

Os resultados indicaram que o material foi capaz de remover, após o contato de dois minutos, entre 55% e 89% da quantidade de petróleo e de óleo de motor novo e 69% do óleo de motor usado presente nas amostras. 

Os pesquisadores também constataram que a remoção desses compostos da água pelo material é um fenômeno predominantemente físico, em que a força de atração exercida por um campo magnético, como o produzido por um ímã, é tão intensa que arrasta as partículas e, consequentemente, o óleo aderido à sua superfície. 

No caso de derramamentos, a ideia dos pesquisadores é usar as partículas para remover o petróleo bruto após o óleo ter sido retirado da superfície da água por skimmers – uma espécie de esteira acoplada ao navio que carrega o óleo derramado no mar misturado com água e detritos para o interior da embarcação. 

"Nosso objetivo é usar o material para coletar o óleo já recolhido e separá-lo da água", afirmou Labuto. 

O grupo de pesquisadores da Unifesp também tem usado cortiça em pó para desenvolver os bionanocompósitos. 

Em outro estudo, também publicado no Journal of Environmental Management, foi avaliada a eficácia dos dois tipos de partículas – um com biomassa de levedura e outro com cortiça em pó – na remoção de petróleo com diferentes graus API, incluindo óleos pesados (API 10) e leves (API 45) da superfície de água doce e marinha, com e sem agitação da superfície aquosa. 

Os nanomateriais magnéticos expostos ao óleo na água foram retirados por um ímã de neodímio. 

Os resultados das análises indicaram que os nanocompósitos magnéticos de biomassa de levedura apresentaram taxas de recuperação de óleo mais altas. Além disso, a remoção do óleo por esse material magnético aumenta à medida que o API diminui. Dessa forma, é possível prever a quantidade possível de ser recuperada de acordo com a densidade. 

"Quanto maior o grau API, mais leve e maior o valor comercial do petróleo", explicou Labuto. 

Variando a massa de bionanocompósito, foi possível remover 100% de todos os tipos de petróleo estudados, independentemente do grau API. 

"Os compósitos magnéticos podem ser usados em vários ciclos de remoção de óleo, antes da recuperação, e ainda após a recuperação, uma vez que mantêm suas propriedades magnéticas", ressaltou Labuto. 

Outros materiais 

Outro grupo de pesquisadores da UFSCar tem desenvolvido, no âmbito de um projeto de pós-doutorado apoiado pela FAPESP, matrizes híbridas nas formas de pó e membrana, compostas de ferrita de cobalto também em escala nanométrica. 

Os pós foram sintetizados usando resíduos de mesocarpo de coco, bagaço de cana, serragem e aguapé. Já as membranas foram preparadas usando polímero polietersulfona. 

Em um estudo também publicado no Journal of Environmental Management, em colaboração com colegas da Universidade Federal de Sergipe (UFS), os pesquisadores avaliaram em laboratório a eficácia da remoção de petróleo bruto pesado da superfície da água por atração magnética desses materiais. 

Os resultados das análises indicaram que o material na forma de pó à base de bagaço de cana apresentou maior eficiência na remoção do óleo, com capacidade de adsorção de 85%, e que isso pode ser atribuído à natureza fibrosa da matéria-prima usada. 

Já as membranas foram capazes de remover uma quantidade de óleo equivalente a 35 vezes a sua massa. 

Quando os dois materiais foram usados simultaneamente, foi possível remover uma quantidade de óleo equivalente a 35 vezes a sua massa e aumentar a capacidade de adsorção do pó à base de bagaço de cana em 23%. 

Essa alta capacidade de adsorção está relacionada a uma barreira de retenção formada pelo material em pó, que impediu a propagação da mancha de óleo e permitiu sua remoção homogênea, destacaram os autores. 

"Também observamos que a distribuição das nanopartículas de ferrita de cobalto nos resíduos de biomassa aumentou a velocidade de remoção do óleo", disse Caio Marcio Paranhos da Silva, professor da UFSCar e coordenador do projeto. 

"Os materiais foram capazes de remover o óleo da superfície da água das amostras em apenas dois segundos", afirmou. 

Por meio de um estágio de pesquisa na Universidade de Aveiro, em Portugal, também com apoio da FAPESP, o pós-doutorando José Arnaldo Santana Costa, supervisionado por Paranhos, pretende agora incorporar nanopartículas de ferrita de cobalto em uma partícula obtida a partir de casca de arroz que desenvolveu durante seu doutorado . 

O objetivo é produzir uma nova membrana capaz de remover não só óleo cru da superfície da água como também hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). Dessa forma, seria possível não só remover o petróleo pesado de derramamentos, mas também diminuir sua toxicidade. 

"Essas substâncias, que estão presentes no óleo pesado, são muito tóxicas, têm potencial carcinogênico e representam um grande risco para as pessoas que têm se voluntariado a remover o petróleo das praias do Nordeste sem proteção adequada", disse Silva. 

O artigo Oil spill cleanup employing magnetite nanoparticles and yeast-based magnetic bionanocomposite (DOI: 10.1016/j.jenvman.2018.09.094), de Karina B. Debs, Débora S. Cardona, Heron D.T. da Silva, Nashaat N. Nassar, Elma N.V.M. Carrilho, Paula S. Haddad e Geórgia Labuto, pode ser lido em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479718311046. 

O artigo A comparison study of cleanup techniques for oil spill treatment using magnetic nanomaterials (DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.04.106), de D.S. Cardona, K.B. Debs, S.G. Lemos, G. Vitale, N.N. Nassar, E.N.V.M. Carrilho, D. Semensatto e G. Labuto, pode ser lido em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479719305730. 

E o artigo Removal of heavy crude oil from water surfaces using a magnetic inorganic-organic hybrid powder and membrane system (DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.06.050), de Graziele da Costa Cunha, Nalbert C. Pinho, Iris Amanda Alves Silva, José Arnaldo Santana Costa, Caio M.P. da Silva e Luciane P.C. Romão, pode ser lido em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479719308527.

Por: Elton Alisson (Agência Fapesp). 

Por Que O Céu É Azul?

Por que o céu é azul? A explicação por trás do fenômeno vem da forma como a luz se espalha pelas moléculas na atmosfera. É a luz azul — que tem o comprimento mais curto — que se espalha mais por essas pequenas partículas, o que leva à coloração azulada que observamos. 

Ao longo da história, muitos cientistas buscaram compreender como a natureza funciona. Diversos pesquisadores se debruçaram sobre as razões por trás de questões bastante elementares, como essa, da coloração do céu. 

Em sua forma mais pura, trata-se apenas disso: do desejo de entender, sem ter como prioridade que as descobertas sejam rentáveis ou aplicáveis amplamente. Essa abordagem dada à ciência se chama "pesquisa motivada pela curiosidade". 

Um dos melhores exemplos de quem seguiu essa linha foi o físico irlandês John Tyndall (1820-1893). Tyndall era um entusiasta de escaladas e passava muito tempo na região dos Alpes. Frequentemente, fazia uma pausa ao entardecer, já que o pôr do sol e sua magnífica gama de cores o deixavam encantado. Por isso, se propôs a compreender o fenômeno e inspirou gerações de cientistas a realizar esse tipo de pesquisa. 

O motivo por trás da beleza 

A curiosidade ilimitada e o interesse pela natureza levaram Tyndall a explorar uma ampla gama de temas e fazer descobertas-chave para a ciência. 

Foi ele quem, por exemplo, demonstrou pela primeira vez que os gases na atmosfera absorviam calor em níveis diferentes. Isso permitiu entender a base molecular do efeito estufa. 

Em busca de respostas para suas perguntas, ele construiu diversos instrumentos para seus experimentos. Alguns deles eram muito sofisticados e requeriam, também, profunda compreensão teórica e destreza. 

Entretanto, quando quis saber por que o céu é azul durante o dia e por que fica avermelhado ao entardecer, os instrumentos usados foram simples. 

Tyndall utilizou um tubo de vidro para simular o céu e uma luz branca para imitar a luz solar. Descobriu que, quando enchia gradualmente o tubo de fumaça, o feixe de luz parecia ser azul em um lado e, no outro extremo, ficava vermelho. 

Assim, ele cogitou que a cor do céu fosse resultado de como a luz do sol se dispersa pelas partículas presentes na atmosfera — o que ficou conhecido como Efeito Tyndall. 

'O céu em uma caixa' 

O procedimento usado por Tyndall começou com um tanque de vidro cheio de água, no qual foram despejadas algumas gotas de leite. 

O leite serviu para introduzir algumas partículas no líquido. Uma vez feita a mistura simples, o cientista acendeu uma luz branca em um dos extremos do tanque. 

Imediatamente, viu que o tanque se iluminava com cores diferentes. O experimento fascinou Tyndall, que descreveu o resultado como "o céu em uma caixa". 

Isso porque, em um lado do tanque, a solução ficou azul. À medida em que se aproximava do outro extremo, ficava mais amarela, até chegar ao laranja, como no entardecer. 

Arco-íris

Tyndall sabia que a luz branca era composta por todas as cores do arco-íris. Pensou que a explicação para o fenômeno, que tanto o deslumbrava, era que a luz azul teria uma maior probabilidade de repelir e dispersar as partículas de leite na água. 

Agora sabemos que isso se deve ao fato de que a luz azul tem um comprimento de onda mais curto que o de outras cores de luz visível. Isso significa que a luz azul é a primeira a se dispersar por todo o líquido. 

É por isso que a parte mais próxima à fonte de luz ficava azulada. E isso também explica por que o céu é azul: porque essa luz tem uma maior probabilidade de se dispersar pela atmosfera. 

Mas o experimento do tanque também explica as outras cores do entardecer. 

O que há por trás do pôr do sol 

À medida em que a luz penetra mais profundamente na água leitosa, todos os comprimentos de onda mais curtos se dispersam. Restam assim apenas os comprimentos de onda mais longa, laranja e vermelho. 

Então, a água fica progressivamente mais alaranjada e, se o tanque for grande o suficiente, vermelha. É o mesmo que ocorre com o céu. 

À medida que o sol se põe, cada vez mais baixo, sua luz tem de viajar por uma camada mais espessa de atmosfera. Com isso, as ondas azuis com comprimentos mais curtos dispersam-se por completo, deixando apenas as luzes laranja e vermelha. Por isso, vemos o céu avermelhado ao entardecer. 

Hoje, sabemos que a luz se dispersa principalmente nas moléculas de ar, em vez de partículas de poeira, como pensava Tyndall. 

Isso é complementado pelo trabalho de John William Strutt, o Lord Rayleigh. 

O trabalho de Lord Rayleigh ajuda a responder a mesma questão — por que o céu é azul — mas descreve o processo de espalhamento em moléculas menores, como as presentes na atmosfera. 

Nesse caso, a luz solar também se espalha pelas partículas, de acordo com o comprimento da onda. A luz azul, com comprimento de onda mais curto, espalha-se mais do que as longas, como a vermelha. Daí vem a coloração azulada do céu. 

Um recipiente e um pouco de poeira 

Entretanto, ainda que sua explicação tenha sido incorreta em tais detalhes, foi certeira em seu princípio. Na verdade, a má interpretação de seus resultados levou Tyndall a fazer sua descoberta mais importante. 

Sendo um cientista curioso, Tyndall decidiu prosseguir e fazer mais experimentos. Então, usou um recipiente com ar e cheio de poeira, e deixou que o pó se acumulasse por dias a fio. Chamou essa amostra, com toda a poeira já assentada, de "ar opticamente puro". 

Logo começou a inserir mais coisas no recipiente, para observar o que acontecia. Primeiramente, colocou um pedaço de carne. Logo em seguida, de peixe. 

Adicionou ainda amostras de sua própria urina. Então, notou algo interessante. Nem a carne e nem o peixe apodreceram, e sua urina não escureceu. Segundo ele, "continuou tão clara quanto um vinho xerez fresco". 

Descoberta por acidente 

O que ele havia criado não era ar livre de qualquer poeira, ou opticamente puro. 

Sem se dar conta, Tyndall havia esterilizado o ambiente. Deixou que todas as bactérias se acumulassem no fundo do recipiente. Em outras palavras, o ar ficou livre de germes. 

Essa não era sua intenção original, mas Tyndall proporcionou evidência decisiva para uma teoria controversa à época: de que a decomposição de materiais e as doenças eram causadas por micróbios presentes no ar. 

Tyndall era um homem que pesquisava exclusivamente pela busca do conhecimento, sem se vincular a um problema específico do mundo real. 

Ele não se propôs a descobrir as origens de doenças transmitidas pelo ar, quando começou a explorar o que estava por trás das cores do céu. Mas foi exatamente isso que ele fez. 

O caso faz com que a expressão em inglês para descrever esse tipo de pesquisa, guiada pela curiosidade, soe bastante apropriada: "blue-sky investigation" ou "investigação de céu azul".

Fonte: BBC News.