Historinha

Paulo F. C. Pereira Olá! Vou contar-lhe uma historinha muito interessante que embora baseada em fatos, muito pouca gente a conhece (ou finge desconhecer), inclusive cientistas, por duas principais razões:

1. O ensino atual (e quando digo ensino, refiro-me ao ensino do primeiro mundo, e não ao arremedo de ensino de nosso país), foi loteado em estreitas áreas do conhecimento, em nome da “especialização”, de tal forma que um “especialista” não se atreve a entrar no terreno alheio, mesmo se tratando de assuntos correlatos ou complementares, o que gera enormes lacunas no conhecimento geral dos fenômenos, por falta de “pontes”, o que acontece ou por mêdo de críticas ou mesmo por falta de conhecimento holístico.

2. E talvêz a mais importante, existem enormes interesses econômicos, financeiros e POLÍTICOS por trás das “MUDANÇAS CLIMÁTICAS”, seus créditos de carbono e “tecnologias limpas”!

Mas, vamos aos fatos inegáveis:

1o. Fato: Sabemos, sem sombra de dúvidas que quem dita o clima de nosso planeta é o Sol. Aliás, ele dita o clima de todos os planetas do sistema so-lar.

A constante solar era traduzida como a média da densidade energética emitida pelo sol e interceptada por nosso planeta, em sua distância orbital média, ao ní-vel de sua atmosfera superior, e redistribuída pela superfície esférica da terra. Porém, esta grandeza é muito difícil de quantificar a partir da superfície do pla-neta, principalmente porque deve ser medida como a resultante global da irra-diância de todas as frequências (Desde partículas carregadas, do vento solar, passando por todo o espectro eletromagnético até as radiofrequências). Suspeitava-se que deveria existir uma variação conforme o número de manchas apresentadas pela estrela, mas que esta variação seria pequena.

Paulo F .C. Pereira 2

Mas, seus mínimos e máximos coincidem razoavelmente com os modernos res-friamentos e aquecimentos do planeta, como se vê abaixo.

O número de manchas é um índice das atividades solares que é registrado desde Galileu e usado como referência quantitativa de atividades, porém, com certeza não é qualitativa. Inclusive o mínimo moderno de 1911 (pleno século XX), quando as cataratas do Niagara congelaram totalmente.

Contudo, isto não nos diz muito, porque a tempestade geomagnética mais inten-sa que se tem registro, denominada Evento Carrington e ocorreu entre agosto e setembro de 1859. Na ocasião, a atividade geomagnética disparou uma série de explosões nas li-nhas telegráficas, eletrocutando técnicos e incendiando os papéis das mensa-gens em código Morse. As melhores estimativas mostram que o Evento Carrington foi 50% mais inten-so que a supertempestade de maio de 1921. E nenhuma das duas datas foi época indicada como crítica pelo índice “manchas solares”.


Isto nos mostra que nossa estrela além de variável é imprevisível e temperamen-tal. Recentemente a NASA instalou sensores, a partir do espaço, em várias frequên-cias, (mas ainda não todas) para medir a radiância solar. A surpresa está aí em baixo, em épocas por nós consideradas normais, mostrou uma variação de pico-a-pico de 6,5 W/m² na “constante”, o que representa uma variação bruta de 1,63 W/m² da energia disponível ao nível de solo. Maior que a pretensa “forçante radioativa” do IPCC. Repare no gráfico, que a partir de 1.998, a irra-diância total do Sol tem caído drasticamente e coincidentemente as atividades solares se “recu-saram teimosamente” a entrar no máximo pre-visto para 2.011. Por “pura coincidência” em 1998 começou a chamada “inexplicável pausa do aquecimento global” e a partir daí, as temperaturas começaram a arrefecer. Compare as previsões de março de 2009 (à esquerda) com o que aconteceu até dezembro de 2014 (à direita), para o máximo do chamado ciclo 24. Que se atra-sou 3 anos. Mas o problema principal é: O que acontecerá com a irradiância total do Sol, durante um longo período de “inatividade” como o do mínimo de Maunder? Não temos esta resposta, mas se o Sol continuar “teimando” em permanecer em atividade mínima, em breve saberemos.


2o. Fato: Por suas propriedades únicas, a água é o principal e provavelmente o

único regulador da temperatura do planeta. Vejamos estas propriedades: a- Abundância: Dizem que a água ocupa 73% da superfície do planeta, mas na

verdade é bem mais que isto, relembrando: Superfície do planeta: Sp = 509.295.817,89 km²; Superfície bruta das terras emersas: St = 136.287.289,90 km² (incluindo águas territoriais); Superfície de geleiras e glaciais: Sg = 29.155.148,50 km². Ora, gêlo, embora sólido, ainda é água e deve ser subtraído das terras emersas, portanto: Sp = 509.295.817,89 km²; St = 136.287.289,90 – 29.155.148,50 = 107.132.141,40 km²; Então área das água será: Sa = Sp - St = 402.163.878,49, formando o seguinte quadro: Abundância

Elemento (Dizem) km² % (Real) km² % Sp Planeta = 509.295.817,89 100,00 509.295.817,89 100,0 Sa águas = 373.008.527,99 73,24 402.163.676,49 79,0 St cont. = 136.287.289,90 26,76 107.132.141,40 21,0 Sg gêlo = 29.155.148,50 Omitem 29.155.148,50 5,7 Se tirarmos mais 1% das terras, para compensarmos as águas territoriais, podemos, “grosso modo”, dizer que a superfície de nosso planeta compõe-se de 80% de ;aguas e 20% de terras.

b- Calor específico [4,186 kJ/((kg.°C)] : Possuidora do maior calor específico entre os fluidos e corpos naturalmente existentes no planeta e por sua abundância no estado fluido, a água é o agente ideal para absorver, armazenar, transportar e distribuir a energia térmica recebida do Sol e do espaço.

c- Mudanças de estado:

Obs: A água tem a propriedade de se evaporar a qualquer temperatura, e isto se pro-cessa diretamente proporcional à temperatura e inversamente proporcional à pressão. Neste ponto é bom lembrar os três princípios básicos da termodinâmica:


1º Princípio da termodinâmica: A energia não pode ser criada ou destruída durante um processo, embora possa mudar de uma forma de energia para outra forma de energia.

2º Princípio da termodinâmica: Assim como a água, que sem qualquer tra-balho externo, só pode fluir de um local mais alto para outro mais baixo, tam-bém o calor, sem qualquer trabalho externo, só pode fluir de um corpo de maior temperatura para outro corpo de menor temperatura. Ou ainda, qualquer tipo de energia, sem qualquer trabalho externo, só pode fluir de um potencial mais alto para outro mais baixo. 3º Princípio da termodinâmica: Qualquer mudança de um tipo de energia, para outro tipo de energia, através de um trabalho, envolve perdas, (dissipação em calor), ou seja, tem uma “eficiência” que pode ser maior ou menor, depen-dendo da tecnologia utilizada, mas, a capacidade total de um sistema, de produ-zir trabalho, e sua temperatura, se reduzem a cada transformação.

• Evaporação: Para evaporar, a água precisa absorver seu “calor latente de evaporação” (2,200 MJ/kg), então ela “rouba” este calor do ambiente, arrefe-cendo-o. O vapor d’água mistura-se ao ar (não existe ar que não contenha umidade), co-mo seu peso molecular (18 g/mol) é muito menor que o do ar (28,97 g/mol), ele tende a subir para o topo da troposfera, onde por baixas temperaturas, se con-densa formando nuvens, o que aumenta o albedo local. • Condensação: Ao se condensar, o vapor d’água libera seu “calor latente de condensação” (2,200 MJ/kg), que conforme o segundo princípio da termodi-nâmica é irradiado de volta ao espaço (local de menor temperatura).

Estas duas propriedades geram dois mecanismos de arrefecimento do ambiente, dando um “feedback” negativo às tendências de aquecimento, das seguintes formas: Primeira: “bombeando” calor da base da troposfera (local mais quente) para seu topo (bem mais frio); Segunda: Aumentando o albedo, o que reflete uma parte maior das radiações solares e cósmicas, diminuindo o índice de aquecimento local. • Solidificação e fusão: Quando a água se solidifica em gêlo, ela libera para o ambiente seu calor latente de solidificação (0,335 [MJ/(kg.°C)], aque-cendo-o; Quando o gêlo se funde em água, ele “rouba” do ambiente seu calor latente de fusão (0,335 [MJ/(kg.°C)], resfriando-o.


Ou seja, em qualquer sentido da mudança de estado, a água “reage” no sentido de manter controlada a temperatura original (“feedback” negativo), absorvendo ou emitindo calor para o ambiente.

d- Densidade e concentração salina (salinidade): Muito bem, mas antes de começarmos é preciso que você conheça um pouco mais das correntes aéreas e marítmas. Caso nosso planeta não girasse em torno de seu eixo, a convecção natural da atmosfera seria simples, como mostrado ao lado.

Mas, ele gira! E as forças de Coriolis (efeito da rotação) deflete a circulação dos ventos: -para a direita, no hemisfério norte e para a esquerda, no hemisfério sul.

A energia solar e o movimento de rotação controlam a circulação da atmosfera, criando o padrão de ventos globais: ventos alíseos e ventos de oeste Convergência tropical calmarias Devido à forma e posição dos continentes, os ventos geram diversos “giros” sobre os oceanos (dos quais mostramos os princi-pais, aí ao lado). Estes “giros” interferem e induzem as correntes marítimas superficiais, a seguí-los.


Conforme pode ser visto abaixo, no diagrama geral das correntes superficiais, quentes e frias, nos oceanos.

Quando o Sol, na região tropical, aquece as águas, apenas a água evapora, aumentando a salinidade da água remanescente, tornando-a mais densa. Portanto, ela afunda, cedendo espaço para que por convecção natural, água mais fria tome seu lugar.

A densidade dos oceanos é uma função complexa da pressão, temperatura e sa-linidade, mas podemos dizer que: Todo o oceano aberto está comprêendido entre –2 ºC e 30 ºC de temperatura e 30 %0 e 40 %0 de salinidade. Obs,: (%0 = Partes Por mil). Cerca de 90 % do oceano aberto está entre –2 ºC e 10 ºC e salinidade entre 34 %0 e 35 %0 e representa majoritariamente água de subsuperfície. O restante é água de superfície. O gráfico ao lado, mostra o ponto de conge-lamento da água superficial do mar, em fun-ção da salinidade e temperatura. Para as condições polares: Sob Pressão atmosférica: Temperatura t = 5 ºC; Salinidade = 33 %0 (33 partes por mil); A densidade da água do mar é em média: ρ = 1.027 kg/m3 Considerando-se ainda que a maior densidade da água doce seja a 4 ºC e cujo valor é : ρ = 999,972 kg/m3, podemos dizer que toda e qualquer água do mar é mais densa que a água doce.

Outra coisa que você precisa saber, é que apenas a água congela (o gêlo flutuante é feito praticamente de água doce), portanto, o congelamento libera os sais e aumenta a salinidade das águas restantes, aumentando sua densidade e fazendo-as afundar, sendo substituídas por água “menos fria”, criando assim um movimento de convecção natural.


11,3 1,3. .

.

=

b b

b

P T VVP T

Ar (100 kPa ; 15ºC) ====> 0,8258 m³/kg

Ar (100 kPa ; 15ºC) ====> 1,2110 kg/m³

Ar (100 kPa ; 15ºC) ====> 1,0680 Nm³ Pb = 100 kPa Vb = 1 m³ Tb = 288,15 ºK Mb = 1,21 kg

Se o gêlo estiver derretendo, sabendo-se que a água doce é menos densa que a do mar, ela criará em torno de toda a massa gelada um filme de convecção com gradiente de 0 a 4 ºC, bloqueando e desviando todas as correntes superficiais. Todos estes mecanismos contribuem para a criação da corrente Termohalina: Onde as linhas azuis significam águas profundas, frias, e as vermelhas, águas de superfície, menos frias. E na figura acima, você pode ver, como a água circula por todo o planeta, exercendo seu papel regulador de temperaturas.

3o. Fato: O conjunto: Troposfera (atmosfera densa) e Campo magnético da terra, é o principal fator que protege a vida (como a conhecemos) contra as radiações de partículas carregadas, de alta energia, provindas do espaço sideral, principal-mente do vento solar.

a- A Troposfera é um excelente escudo onipresente

em nosso planeta. Porém, sua proteção decresce exponencialmente com a altitude (quanto mais al-to menor é a pressão), e com a temperatura, con-forme nos mostra a fórmula geral dos gases, aí ao lado.

Tomando como padrão, para o ar, os valores à esquerda, teremos:


Aplicando-se a fórmula acima, e variando-se altitude e temperatura, podemos ver como varia nosso escudo atmosférico. A última linha, nos mostra que em uma viágem aérea, a 10.000 m de altitude, a proteção atmosférica cai para menos da metade que ao nível do mar. h (m) T (ºC) V (m³) ρ (kg/m³)

0 15 0,99 1,22 40 1,06 1,15

1.000 8,5 1,07 1,14 40 1,16 1,05

2.000 2 1,15 1,06 35 1,25 0,97

3.000 -4,5 1,23 0,98 27 1,34 0,90

10.000 -50 2,03 0,60

Obs.:

1. Os dados em azul são os adotados como “atmosfera padrão” pela NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).

2. Os dados em vermelho são os mesmos dados, corrigidos com as

temperaturas atuais no centro da América do sul.

3. O volume, refere-se ao volume ocupado por 1 m³ tomado como padrão, calculado para as circunstâncias referidas.

4. A proteção oferecidas pela troposfera, pode ser estimada pela sua

densidade [ρ (kg/m³)].

b- Campo magnético da Terra: Quando olhamos para um cometa, podemos ver a sua “cauda”, que se estende por milhões de qui-lômetros, quando se aproxima do sol, muito antes de atingir a distância da órbita terrestre. A cauda que vemos é o efeito visual da “atmosfera” do cometa, soprada para longe, pelo vento solar, e depois, não totalmente recuperada pelo cometa. Este poderia ser o mesmo destino de nosso escudo secundário (atmosfera densa) caso não tivéssemos a proteção de nosso campo magnético (escudo primário do planeta). O campo magnético da terra (campo geomagnético) envolve o planeta como se fora um casulo, desviando as partículas carregadas, de alta energia, para as regiões dos polos magnéticos, protegendo a atmosfera terrestre do impacto direto do vento solar.


Os esquemas mostrados à esquerda sã0 teóricos, pois na realidade devem ser como mostrados abaixo.

Onde a primeira figura é uma concepção artís-tica e a segunda um modelo esquemático. É importante saber que atualmente o polo sul tem polaridade magnética norte e o polo norte polaridade magnética sul e que durante a existência do planeta já houveram incontáveis inversões de polaridade do campo (em média uma a cada 150 mil anos) e a ultima detectada foi a 250 mil anos, ou seja, durante a existên-cia do Homo Sápiens como espécie.

E mesmo durante nossa civilização, teve sua intensidade flutuado, conforme mostram os gráficos aí à esquerda.

Mas, o que gera o campo geomagnético e porque tanta oscilação nele? Na realidade os cientistas não chegaram à um consenso, e existem diversas teorias, onde, na minha opinião, a melhor delas é: 1- Através da propagação das ondas

sísmicas, definiu-se que o planeta, internamente, é composto das seguintes camadas:

• Crosta; • Manto; • Núcleo fluido; e • Núcleo sólido.

2- Ano passado (2014), os cientistas estimaram a temperatura da interface

entre o núcleo e o manto, entre 6.000 e 6.500 °C.


A surpresa é que isto é muito mais quente que a superfície do sol, e neste range de temperatura, todo e qualquer material só pode existir em estado de plasma.

3- A história de que o núcleo da terra seria constituído de ferro e níquel fundidos, é herança do século XIX, quando imputavam à estes metais (que normalmente são magnéticos) o magnetismo terreestre, mas ainda desco-nheciam o “ponto Curie” (654 °C), acima do qual eles deixam de ser mag-néticos. O mais provável é que o núcleo seja formado da “matéria prima” de que é constituído o universo visível, na proporção similar à que é mostrada abaixo:

Matéria prima do universo visível

Elemento N° de Áto-

mos. % PPM M At. Hidrogênio 10.000.000 87,61 876.088,65 1 Hélio 1.400.000 12,26524 122.652,41 4 Oxigênio 6.800 0,05957 595,74 16 Carbono 3.000 0,02628 262,83 12 Neônio 2.800 0,02453 245,30 20 Nitrogênio 910 0,00797 79,72 14 Magnésio 290 0,00254 25,41 24 Silício 250 0,00219 21,90 28 Enxofre 95 0,00083 8,32 32 Ferro 80 0,00070 7,01 55 Argônio 42 0,00037 3,68 40 Alumínio 19 0,00017 1,66 27 Sódio 17 0,00015 1,49 23 Cálcio 17 0,00015 1,49 40 O resto 50 0,00044 4,38 ---

Soma 11.414.370 100 1.000.000 --- Nestas condições, o único jeito de gerar um campo magnético seria atrvés de uma poderosa corrente elétrica. Mas também sabemos que quanto maior a temperatura pior condutor elétrico são os materiais, o que gera uma grande dificuldade para a “circulação” de uma corrente elétrica neste meio, mesmo que fosse metálico. Porém, voltamos a dizer, pouco importa o material, neste range de temperatura, tudo é plasma, e provavelmente, devido ao campo gravitacional intenso, os núcleos atômicos (mais densos) serão atraídos para o “núcleo sólido”, e o


“núcleo fluido” se tornará composto principalmente por uma núvem eletrônica (muito menos densa). 4- Com o planeta em rotação, o estudo da propagação das ondas sísmicas, nos

mostra que a velocidade angular das “camadas” varia, sendo ligeiramente maior quanto mais interna é a camada. Como o planeta, no espaço, gira de “oeste para leste” e o núcleo sólido (nú-cleos atômicos) gira mais rápido que o núcleo fluido (núvem eletrônica), é como se hovesse uma poderosa corrente elétrica girando de “leste para oes-te” em torno do núcleo sólido. Se aplicarmos a lei de Lenz à esta “pretensa corrente” veremos que a atual polaridade do campo geomagnético principal (dipolar) está correta.

5- Todavia, não podemos nos esquecer que o núcleo fluido é uma “esfera fluida” em rotação (de “oeste para leste”), portanto sujeita às forças de Coriolis (assim como os oceanos). Estas forças criam “turbulências magnéticas” no sentido horário no hemisfério norte e antihorario no hemisfério sul. Elas tomam a forma de um “tornado” ou “furacão”, e podem ter a duração de séculos ou mais, assim como a chamada mancha vermelha de Jupter. Se nelas aplicarmos a lei de Lenz, veremos que no hemisfério sul terão polaridade magnética sul em sua base e norte em seu topo, sendo que no hemisfério norte estas polaridades se invertem. São as chamadas “anomalias magnéticas”, geram uma componente de campo axial, e sua tendência geral é enfraquecer localmente o campo magnético principal. Quando o campo magnético é enfraquecido, a energia irradiada do espaço, principalmente a solar, encontra ali um ponto mais vulnerável em nossa “couraça” e nos atinge com maior vigor.

6- A mais notável destas anomalias é a chamada Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS ou SAA em inglês). Detectada na época das grandes navegações, ainda no oceano Índico, ela evoluiu, atingiu as costas orientais da África por volta de 1.600 (coincidindo com o início do mínimo de Maunder), cruzou o continente, atingindo o Atlântico por volta de 1.650, quando iniciou o moderno ciclo de aquecimento do planeta. Atravessou o Atlântico (aquecendo-o) e por volta de 1.998 atigiu as costas da America do Sul, quando então começou a chamada “inexplicá-vel pausa do aquecimento global”.


Grosso modo as anomalias magnéticas agem como se fossem o foco de uma lente de aumento, permitindo que as energias cósmicas passem com maior facilidade através do campo enfraquecido por elas, atingindo a superfície do planeta com maior vigor, sobreaquecendo assim as superfícies expostas. Veja abaixo a evolução da AMAS, desde 1.600 até 2.005: Obs.: em 1998, a AMAS entrou sob a America do Sui! Estima-se que deve sair para o Pacífico em 2.048.

A penúltima figura acima, mostra a atual posição da AMAS sob a América do Sul, e a última, o enfraquecimento local do campo magnético, provocando na região o aparecimento de uma massa de ar seco, de alta pressão, que desvia para o oceano as frentes frias vindas do sul, e ao norte, impede a circulação natural da umidade provinda da Amazônia, para as regiões centro oeste e sudeste do Brasil, gerando a “crise hídrica” e sendo ainda responsável direta pelo exces-so de chuvas nas regiões Sul e Noroeste do país. Portanto, a chamada “crise hídrica” não é e nunca foi de orígem antro-pogênica!


Outro problema mais sério, se você reparar na evolução da AMAS nas últimas décadas (figuras acima), verá que ela se intrnsificou e cresceu em área, já ultrapassando as dimensões da America do Sul e atingindo prematuramente o Pacífico. Isto pode significar o início de um “super-El niño” com consequências imprevisíveis, as quais os “ambientaleiros” vão jogar a culpa nas costas dos “efeitos antropogênicos”.

Bem, para terminar nossa “historinha”, que já se alongou bastante, vamos ao ponto principal:

a- Quanto mais se intensifica a AMAS, mais fraco fica o campo geomagnético

local, fazendo que suas linhas de força tendam a tangenciar a superf;icie do planeta, sobre a região da AMAS;

b- Junto com estas linhas de força, também os cinturões radioativos de Van Allen se aproximarão da superfície, acompanhando a mossa causada na magnetosfera pela AMAS;

c- Reepare nas figuras acima, como o primeiro “slot radioativo” do cinturão

Van Allen já se aproximou da superfície, sobre a America do Sul. Isto significa que já estamos expostos à níveis anormais de radiaçao ionizante provinda do cósmos, principalmente às solares, e que a situação só tende a piorar. O mais divertido é que para desespero dos “ecologeiros”, nada disto, nem a crise hídrica, mudanças climáticas ou aumento do nível de radiação ionizante, tem a ver com a ação do homem. É tudo um capricho combinado do Sol, abundância de água no planeta e do nosso geomagnetismo. Portanto, ninguem comenta ou divulga os fatos! Caso necessário, voltaremos a comentar mais profundamente sobre este assunto. Pesquise, divirta-se e um bom fimal de semana.

P.F.C.P. & NGZ

Historinha

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