quarta-feira, 31 de maio de 2017

O Destino da Terra


Olá!

A vida na Terra,
nossa Mãe-Gaia 
que nos acolhe em seus braços,
nos parece absolutamente perfeita,
não é verdade?

Eu penso que vivenciamos nossa vida
voltados para nossas ações 
em nosso aqui-e-agora,
ao mesmo tempo que vivenciando
nossas reações
advindas de ações passadas;
bem como vivenciamos nosso pensamento
sempre voltado
ou para o passado
ou para o futuro.
(É sempre uma grande dificuldade
mantermos nosso pensamento
no aqui-e-agora, no presente!)

Quando pensamos no futuro,
estamos sempre pensando 
em nosso futuro,
em nossa vida
- ou na vida daqueles a quem amamos,
das pessoas mais próximas a nós.

Porém,
será que paramos
sequer por um minuto, um segundo, 
um milésimo de segundo,
para pensarmos
em nossa Terra,
em nossa Mãe-Gaia
 que nos acolhe em seus braços?

Bem, é certo que hoje em dia
estamos (quase) todos
um tanto preocupados
com questões como 
carência de alimentos para bilhões de seres,
carência de água doce no planeta,
carência de cuidados com a natureza, como um todo,
incluindo animais e vegetais e rochas, água....,
 com efeito estufa,
 com aquecimento do planeta,
etc., etc., etc.

Ou seja,
estamos começando a ficar mais atentos,
a nos conscientizarmos mais e mais,
sobre o futuro do planeta Terra,
sobre qual herança estamos deixando
para nossos filhos, netos,
 para as gerações a virem.

Mas será que nos deixamos pensar
um minuto sequer, 
um segundo sequer, 
um milésimo de segundo sequer,
sobre
O Destino da Terra?

Este é o Tema,
Caro Leitor,
do Texto que trago a você
The Fate of the Earth
O Destino da Terra,
de autoria de Mark A. Garlick,
publicado em 2002.

Assim como tudo na vida,
tudo passa,
tudo tem seu começo, seu meio e seu fim.
E não é diferente com nossa Terra:
nossa Mãe-Gaia 
que nos acolhe em seus braços
encontra-se em sua meia-idade,
é uma respeitável senhora
com seus cabelos começando a embranquecer,
sua visão começando a embaçar,
seus ossos começando a fragilizar,
seus dentes começando a cair,
suas rugas começando a enfeitar 
seus olhos
e seu sorriso.

..... Obviamente, o autor
não usa os termos acima...,
e sim vem nos clarear a mente,
vem nos conscientizar,
sobre o que vem acontecendo
ao nosso Planeta
- assim como o que vem acontecendo
à nossa estrela mais próxima,
o Sol.

Quer dizer,
não somente a Terra está envelhecendo
e começando a vivenciar sua meia-idade...,
também o Sol vem perdendo,
gradativamente,
seu lugar de Sol retumbante
e (quase) eterno doador de vida...,
para engordar um tanto,
inchar, inchar, inchar
bastante mesmo!,
engolir Mercúrio e Vênus
e fazer de nossa Terra
um real inferno de Dante!...,
e então recuar, recuar, recuar,
desinchar, desinchar, desinchar,
bastanta e mesmo!,
e tornar-se apenas um sonho
visualizado pelos habitantes do universo
(em bilhões de anos à frente)
como uma simples nuvem,
algo assim,
ou como uma mínima esfera 
esbranquiçada/amarronzada
esquecida, 
jogada ao léu.

Quem vir o Sol em futuro distante
não terá a menor ideia
de sua pujança do passado
e da belíssima civilização
que (pelo menos) um dos planetas que o rodeavam
conseguiu realizar.

Certamente
não mais estaremos aqui
para presenciar estas realidades....
Será que conseguiremos
evadir a Terra 
e nos lançarmos em moradia
em outros planetas
de nosso sistema solar
ou mesmo
em outro sistema solar?

( Veja o texto
Quem Herdará o Universo
acessando

Certamente
todas estas questões estarão acontecendo
somente daqui a alguns poucos bilhões de anos...,
porém tudo tem sempre seu começo,
seu meio e seu final,
e tanto a Terra quanto o Sol
encontram-se em meia-idade
- assim como eu também!

Certamente.

Com um abraço estrelado,
Janine Milward







O texto abaixo é uma re-leitura, síntese e tradução
 de Janine Milward de Azevedo 
sobre o texto "The Fate of the Earth" 
de autoria de Mark A. Garlick 
- autor, ilustrador, e astrônomo baseado na Tailândia. 
Já publicou livros 
como The Story of the Solar System 
e Expanding Universe. 
O texto abaixo foi publicado na revista Sky&Telescope, 
em sua edição de outubro de 2002
com ilustrações do próprio autor.


O Destino da Terra


Nós vivemos em tempos profícuos. Desde a primeira vida bacterial surgida cerca de 3 1/2 bilhões de anos atrás, estas primeiras simples sementes evoluíram em toda essa incrível diversificação de formas de vida que habita sob e sobre a superfície da Terra, nada nos oceanos e voa nos céus.

Porém, aqui vão más notícias: a vida na Terra está mais próxima de seu fim do que de seu começo. A biosfera já está para além de três quartos do caminho de sua vida. Brilhando cerca de 150 milhões de quilômetros de distância, o Sol cresce vagarosamente e tamanho e em calor com o bater do relógio geológico. Esta mudança pode ser imperceptível através das eras de qualquer uma das espécies (possivelmente incluindo a dos humanos), porém os astrônomos asseguram-nos que o destino fatal do Sol já está selado - e, com ele, também o destino de nosso planeta.
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Cerca de mais de um bilhão de anos a partir de agora, a vida na Terra começará a perecer para sempre - se já não estiver já desaparecida naquele momento. Isso pode parecer como uma surpresa, desde que os astrônomos proclamam que o Sol, em sua idade de 4.6 bilhões de anos, não expandirá até se tornar uma gigante vermelha dentro de cerca dos próximos 7 bilhões de anos. Porém a evolução do Sol causará o aquecimento e a esterilização da Terra muito antes disso.

Neste artigo, veremos como isto acontecerá. Olharemos dentro do futuro distante e examinaremos os destinos de nosso próprio planeta e depois de nossa estrela - dentro daquilo que podemos saber desde agora. E finalmente, olharemos para uma surpreendente e plausível forma de literalmente movimentar a Terra e conservá-la confortavelmente habitável por bilhões de anos para além de sua época apontada como final.

No Interior do Sol

O Sol está gradualmente crescendo em luminosidade como o resultado de uma vagarosa mudança em seu núcleo. Igual à maioria das outras estrelas, o Sol repousa sobre um estável balanceamento entre a força interior de sua gravidade e a pressão exterior de seu calor. A gravidade tenda colapsar o Sol para dentro, comprimindo e esquentando seu núcleo ao ponto da reação nuclear converter hidrogênio em hélio. Estas reações deixam sair calor, que cria pressão suficiente para segurar o interior contra outros colapsos. Estrelas, nessa longa, estável fase de suas vidas, repousam naquilo que é chamado de "seqüência principal" dentro do diagrama Hertzsprung-Russell da luminosidade das estrelas versus temperatura.

Entretanto, o Sol vem gradualmente usando seu combustível de hidrogênio e deixando a "cinza" do hélio para trás em seu núcleo. Quatro núcleos de hidrogênio são necessários para a manufatura de um núcleo de hélio. Dessa forma, a massa padrão de uma partícula dentro do Sol vem crescendo com o tempo. Ainda assim, um núcleo de hélio não expele mais pressão de gás do que um núcleo de hidrogênio. Como resultado, a vagarosa conversão do hidrogênio em hélio altera o balanceamento entre a pressão e a gravidade. Enquanto o tempo passa, o núcleo encolhe pouco a pouco. Dentro desse núcleo cada vez mais denso e quente as reações nucleares são mais e mais rápidas. A energia aumenta saindo do núcleo vai expandindo o restante da estrela vagarosamente e aumentando sua luminosidade.

Esta mudança vagarosa vem acontecendo desde que nossa estrela começou a brilhar. Assim, o Sol já é cerca de 30 por cento mais luminoso do que foi a 4.6 bilhões de anos atrás. Essa situação continuará num passo cada vez mais rápido até que o Sol cresça enormemente para se tornar uma gigante vermelha. Porém a luminosidade começará a fazer acontecer uma séries de problemas em nossa biosfera muito antes disso.

Diminuição do Dióxido de Carbono

Os primeiros cientistas a comentarem sobre os efeitos imediatos do aumento gradual de brilho do Sol foram James Lovelock (famoso por seu "Gaia Hypothesis", a idéias de que a Terra regula por si mesma seu clima) e Michael Whitfield. Escrevendo para Nature in 1982, eles mostraram que, enquanto a Terra vai se aquecendo, sua superfície rochosa se aclimará mais rapidamente e reagirá mais prontamente em relação ao dióxido de carbono em nossa atmosfera. CO2 se torna removido da atmosfera e fusionado quimicamente como sedimento. Lovelock and Whitfield calcularam que, dentro da alarmante curta seqüência de tempo de somente 100 milhões de anos, o CO2 atmosférico diminuiria a níveis muitos baixos para suportar a foto-síntese. Dessa forma, as plantas desapareceriam - espalhando o desastre para os animais que as comem e respiram seu oxigênio. E tudo isso, dizem ambos, acontecerá num futuro não mais distante de nós do que no passado foi a época dos dinossauros.

Este pensamento parece cinzento, embora atualmente se pense que, mesmo estando ambos cientistas no caminho correto, sua teoria é um tanto pessimista. Dez anos após seus trabalhos, em 1992, dois outros cientistas publicaram um paper em Nature através do qual eles mostraram cálculos similares porém mais rigorosos e realistas. O novo modelo, apresentado por Ken Caldeira e James F. Kasting da Pennsylvania State University, incluía um tratamento apropriado do efeito estufa (greehouse effect), ausente no trabalho anterior. E mais ainda, Caldeira e Kasting demonstraram que quando se leva em conta plantas altamente evoluídas como o milho, algumas outras gramas e outras espécies conhecidas como C4 plantas, a biosfera sobrevive ao menos 10 vezes mais tempo dentro do futuro. A razão é que as plantas C4 requerem menos do que 1/10 dos níveis de CO2 declarados fatais por Lovelock e Whitfield. Desta forma, todos poderemos respirar um suspiro de alívio. Alguns outros trabalhos também foram feitos neste campo desde aqueles dois papers, porém o consenso atual é de que Caldeira e Kasting estão certos.

E, naturalmente, haverá ainda muitíssimo tempo, adentrando as próximas centenas de milhões de anos, para novas plantas evoluíram requerendo ainda menos dióxido de carbono. Dentro destas longas escalas de tempo, a vida pode se tornar incrivelmente maleável e adaptável.

Ainda assim, a biosfera vive um tempo quase em sua fase de finalização. Uma vez que o relógio geológico tenha avançado um bilhão ou mais de anos dentro do futuro, nosso planeta terá que enfrentar um problema diferente: o efeito estufa infernal.

O Incontrolável aquecimento do Efeito Estufa

O tão conhecido efeito estufa acontece porque alguns gases em nossa atmosfera (notadamente o CO2), deixa os raios de sol chegarem até o sol porém bloqueiam o solo a irradiarem seu aquecimento infravermelho de forma mais rápida de volta para o espaço. O aquecimento fica aprisionado, barrado pela atmosfera. Como resultado, a Terra vai aquecendo mais do que deveria. De fato, sem sua agradável atmosfera, nosso planeta perderia cerca de 35 graus centígrados (65 graus F). Os cientistas de hoje em dia temem que o CO2 extra e outros gases que estamos enviando para nossos céus já tenham dado início ao aquecimento de nosso planeta de forma significativa. O consenso geral entre os cientistas atmosféricos de hoje em dia é que, se não reduzirmos as emissões de CO2, nossos netos vão ter que enfrentar mudanças climáticas catastróficas - com novos padrões de chuvas, enchentes e sêcas mundo afóra, disrupções ecológicas maciças e o aumento do nível dos oceanos - tudo que o mundo não planejou nem construiu. Possuir a quantidade correta de gás do efeito estufa é claramente uma boa medida.

Nós já vimos que em cerca de milhões de anos, o CO2 deverá diminuir enquanto o Sol em expansão aquecerá as rochas da Terra de maneira que estas mudem rapidamente. Será que isto não diminuiria o efeito estufa sob um Sol cada vez mais quente - um belo exemplo da auto-regulação planetária?

Não é assim tão simples. O gradual aumento da luminosidade do Sol, enquanto certamente a diminuição da CO2 atmosférica (por um tempo, pelo menos), haverá, ao seu final, de aumentar dramaticamente a concentração atmosférica dum outro gás do efeito estufa: o vapor d'água.

Em bilhões de anos o Sol estará 10 por cento mais luminoso do que agora. Dessa forma, sob este calor solar extra, as capas polares da Terra se derreterão completamente e os oceanos não somente aquecerão, como também começarão a evaporar em escalas imensas. O vapor d'água extra na atmosfera trará armadilhas para mais calor - o que fará com que os oceanos se evaporem ainda mais rapidamente - e assim por diante. Ao invés da regulação, nós certamente estaremos no lado oposto: será uma fuga. Esta situação triste é conhecida como o efeito estufa úmido - que é muito mais sério do que qualquer coisa que nós, humanos, tenhamos nos auto-inflingido através do nosso abuso em relação ao CO2.

As mudanças serão vagarosas, no começo. Porém os pesquisadores acham que o aquecimento do efeito estufa acionado pela luminosidade do Sol, deve trazer uma temperatura média de superfície para nosso planeta de cerca de 50 graus C (120 graus F) antes de que o Sol alcance seus aniversário de 6 bilhões de anos.

É possível que a Terra possa se adaptar a estas situações de forma satisfatória. A verdade é que pesquisamos a Terra hoje em dia desde os pólos até o equador e podemos ver ricas ecologias implementadas e selvas mais densas, à medida que a temperatura aumenta (e onde existe suficiente água). Claramente, a vida gosta do calor. Não existe razão para se pensar que essa empreitada termine na temperatura que acontece ser aquela que a Terra possui em sua máxima, agora. Talvez, desde que seja dado bastante tempo para a evolução e ajustamento, a biosfera se torne ainda mais energética e bem sucedida a quase até alcançar o ponto de ebulição da água. Porém, para além disso, a vida certamente encontra seu final.

Além disso, a água deve correr bastante ainda antes que alcancemos o ponto de ebulição. Na atmosfera mais acima, os raios de Sol quebram as moléculas de água e as transformam em oxigênio e em hidrogênio. Os átomos de hidrogênio, sendo leves e portanto movimentando-se nas altas temperaturas ali, escapam para o espaço, e nunca retornam. Esto acontece mais rapidamente enquanto mais vapor de água preenche a atmosfera. Os preciosos reservatórios de água estão desaparecendo.

Cerca de 3 1/2 bilhões de anos adentrando o futuro, o Sol estará 40 por cento mais luminoso do que agora. Nosso estoque total planetário de água já terá desaparecido bastante tempo antes, e a superfície da Terra, sêca até os ossos e cheias de crateras abertas, será como a de Vênus hoje em dia. Sem qualquer água, o dióxido de carbono que hoje é dissolvido em nossos oceanos (cerca de 25 a 40 por cento da reserva global) terá somente um caminho a seguir: para o céu. Mais CO2 atmosférico significará porém mais aquecimento do efeito estufa. Altas temperaturas farão com que a crosta da Terra fique mais macia e acelerará atividades vulcânicas, adicionando então mais CO2 à atmosfera. Desta forma, outra situação de escapada será colocada. O resultado é um planeta feito um forno não somente totalmente sem água como também envolvido dentro de um envelope grosso de CO2. Não existirá mais biosfera.

Sol em Falência

Pelos próximos muitos bilhões de anos, a Terra sem vida não verá maiores mudanças além do estável aumento em sua temperatura. Porém cerca de 7 bilhões de anos a partir de agora, o Sol em sua expansão começará a acontecer de forma mais dramática, colocando o estágio para a próxima fase da evolução solar. Quando nossa estrela atingir a idade de 12 bilhões de anos, o suprimento de hidrogênio em seu núcleo terminará completamente.
Nesse ponto, o núcleo começará a colapsar, não mais sendo capaz de segurar-se contra a gravidade. O colapso aumentará a produção de energia enquanto ele lança hidrogênio fresco para seu novo e cada vez mais quente, ambiente. A produção aumentada de energia aumenta o tamanho do Sol por duas vezes, então três vezes ou mais, em seu diâmetro atual. A vida do Sol dentro da seqüência principal termina. O Sol se torna, em cerca de 700 milhões de anos, um subgigante.

Quando todo o hidrogênio no núcleo termina, esse hidrogênio queimante se torna como uma concha sempre crescente na área externa do núcleo. Esta mudança põe em movimento acontecimentos que grandemente acionam a consumição do hidrogênio e da produção de energia, fazendo com que a superfície do Sol aumente em dimensões verdadeiramente surpreendentes. A estrela aumenta por cerca de mais 160 vezes seu diâmetro atual. A estrela tornou-se uma gigante vermelha.

Terra em desaparecimento?

Nesse ponto, o sistema solar interior se encontra em tempos realmente difíceis. Enquanto a gigante vermelha Sol aumenta, estará engolindo e vaporizando Mercúrio e depois, Vênus. O sistema solar em seus planetas será reduzido em dois. Mas..... o que acontecerá com a Terra? A resposta não é assim tão clara.

A razão é que a fase de gigante vermelha da vida de uma estrela envolve uma perda dramática de massa, cortesia de um vento solar poderoso.

O Sol, mesmo hoje em dia, perde massa, através do vento solar que corre a partir da corona externa. Atualmente o Sol vem deixando escapar mais do que a centésimo de percentagem de sua massa durante bilhões de anos. Porém os ventos das gigantes vermelhas, como aqueles observados em Mira variáveis nos estágios finais de gigante-vermelha, são mais ainda temerosos. O vento advindo de uma gigante vermelha movimenta uma grande fração da massa da estrela espaço afóra - na verdade, esta é a maneira como as nebulosas planetárias são formadas. Modelos de evolução estelar nos mostram que o Sol perderá quase que a metade de sua massa antes que ele termine como uma anã branca.

Enquanto o Sol solta sua massa, os planetas estarão se movimentando em maiores e mais largas órbitas por causa da diminuição da gravidade do Sol. Isto trará à Terra uma incerteza em relação ao seu destino final. Talvez nosso planeta vá quase que escapar da expansão do Sol movimentando-se para uma órbita em tanto que próxima daquela aonde Marte se encontra hoje.

Para isto acontecer dependerá se o Sol largar massa suficiente antes de se tornar grande demais. Alguns modelos baseados em observações de perda de massa estelar, indicam que a Terra certamente não terá tempo para escapar. Porém outros modelos predizem resultados bem diferentes. De acordo com os cálculos de George Bowen e Lee Anne Willson da Iowa State University, o episódio da perda de massa final provavelmente ocorrerá somente depois que o Sol tenha engolido a Terra.

 Os astrônomos não estão seguros exatamente em relação ao que acontecerá perto do final da época de gigante vermelha porque ninguém ainda tem um modelo convincente para os eventos associados com o 'flash de hélio' - a primeira ignição do hélio no núcleo que foi deixada do hidrogênio queimante. Quando o núcleo se torna quente e denso o suficiente, os núcleos de hélio repentinamente se fusionam para formam o carbono. As pesquisas de Willson levam-na a acreditar que o Sol provavelmente sobreviverá o flash de hélio com a totalidade de sua massa inalterada. Willson diz: "A Terra será incinerada e suas cinzas serão espalhadas pelo vento final do Sol".

Kacper Rybicki da Academia Polonesa de Ciências e Carlo Denis da Universidade de Liege, na Bélgica, recentemente desenvolveram uma analise mais sofisticada que incluía um efeito de maré entre nosso planeta e o Sol em expansão. Interações de marés tenderão a encolher a órbita da Terra. Rybicki e Denis não colocaram esta questão como absolutamente correta, porém eles também acreditam que o gigantesco Sol em suas superfícies externas muito provavelmente engolirá a Terra - especialmente durante os últimos estágios de gigante vermelha, quando os flashes de hélio repetidamente pulsarão, expandindo nossa estrela a seu máximo.

Mesmo que a Terra possa sair do perigo, ela tostará. Sua superfície terá uma temperatura excedente a 1.500 graus C (brilhantemente vermelha) quando a luminosidade do Sol atingir de 2.000 a 3.000 vezes seu presente valor. A Terra será uma bola de lava líquida, com sua inteira atmosfera - e possivelmente toda sua crosta primordial - lançada alhures no espaço.

Salve a Terra!

Se tudo isso soar muito depressivo, boas notícias poderão estar a caminho sob a forma de um final melhor. De acordo com um time de cientistas dirigidos por Donald G. Korycansky da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, nossos descendentes poderão preservar o clima agradável da Terra durante bilhões de anos para além da antecipada corrida do efeito estufa, logo que o Sol se torne uma gigante vermelha. Como? Retirando o planeta inteiro das redondezas do Sol em expansão.

Seus propostos métodos requerem pouca energia de nossa parte, considerando o tamanho do trabalho. O método funciona como o bem conhecido efeito gravitacional de catapulta, que é usado pela Nasa para acelerar espaçonaves quando passando próximos a planetas. Como uma nave voa através de um campo gravitacional de um planeta em movimento, o movimento do planeta pode acionar a nave, torná-la mais lenta ou redirecioná-la, dependendo em como este encontro acontece.

Korycansky diz que este mesmo processo poderia ser usado para lançar a Terra em uma órbita mais larga, direcionando um asteróide ou um objeto do Cinturão de Kuiper para fazer repetidas passagens próximas à Terra e Júpiter, de forma correta. Nesse sentido, o asteróide poderia transferir a energia orbital de Júpiter (que possui bastante para jogar fora) para a Terra que é bem mais leve, aumentando nossa órbita pouco a pouco a cada passagem e nos levando para mais longe do Sol brilhante. Para direcionar o asteróide, combustível poderia ser minado em sua superfície para dar força a alguma espécie de mecanismo, assim como as máquinas dos gigantescos foguetes. O uso cuidadoso das perturbações gravitacionais de outros planetas poderiam fazer quase todo o verdadeira trabalho de posicionar o asteróide.

Este esquema se torna possível em função da grande quantidade de tempo que se tem adiante. De acordo com Korycansky, se um asteróide de 150 quilômetros fosse usado, um só encontro a cada 6,000 anos poderia fazer com que a Terra se afastasse do Sol dentro da distância correta para interagir com a luminosidade crescente do Sol para o resto da vida deste dentro da seqüência principal.

Certamente poderiam acontecer alguns perigos. Usar um asteróide gigante para realizar repetidos encontros próximos à Terra.... é algo que tem que ser bem feito! Porém se já tivermos a inteligência para desenhar tal esquema de engenharia, quem sabe a colocação disso tudo na prática seria como um passeio no parque para nossos remotos descendentes. E certamente arrasaria com a alternativa - a morte da Terra transformada em uma estufa venusiana.
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 O texto acima é uma re-leitura, síntese e tradução de Janine Milward de Azevedo sobre o texto "The Fate of the Earth" de autoria de Mark A. Garlick - autor, ilustrador, e astrônomo baseado na Tailândia. Já publicou livros como The Story of the Solar System e Expanding Universe. O texto abaixo foi publicado na revista Sky&Telescope, em sua edição de outubro de 2002, com ilustrações do próprio autor.


Com um abraço estrelado,
Janine Milward