Alterações Climáticas / 4 / Alterações climáticas catastróficas na história da Terra

 

O planeta Terra terá tido a sua origem há cerca de 4,6 biliões de anos.

Um numero que não é fácil imaginar, mas sabemos que contem 8 zeros.

 

O que aconteceu nos 4 biliões de anos iniciais são matéria do tema Universo, que iremos abordar em breve, mas que não tem impacto neste artigo, exceto o facto de sabermos que a Terra foi neste período severamente bombardeada por corpos vários, da designação geral de planitésimos, ou seja cometas, asteróides, e outros corpos maiores e até da grandeza da Lua ou de Marte.

 

O existência da atmosfera da Terra contribui para amenizar em grande escala a quantidade de corpos sólidos do espaço cósmico que atingem a superfície do planeta, pois grande parte destes pequenos corpos são desintegrados e consumidos no choque com a nossa atmosfera.

O que chega à superfície do planeta, todos os dias, são quilos de poeiras ou pequenos pedaços de rochas, que geralmente caem nos oceanos ou em menor quantidade nos continentes , mas sem consequência especiais.

 

A Terra “bola de neve” seria a primeira catástrofe ambiental conhecida ou teorizada, entre 790 e 630 milhões de anos, e teria sido uma glaciação global e prolongada.

Na altura a vida na Terra era representada maioritáriamente por organismos unicelulares, que teriam iniciado existência aos 4 biliões de anos.

A partir deste evento, existem fósseis de organismos multicelulares, embora se considere que tenham iniciado existência há 1,7 biliões de anos.

 

A segunda catástrofe, que se teoriza devida a uma glaciação, foi há 480 milhões de anos, levando a extinção de animais da época, marinhos, e redução drástica das variedades de trilobites (fundo dos oceanos), que teriam surgido há 540 milhões de anos na conhecida explosão de vida e de variedades multiceculares na Terra.

 

A terceira catástrofe foi há 250 milhões de anos e é considerada a mais grave de todas as conhecidas, levando à extinção de 95% dos animais nos oceanos e 70% nos continentes, por razões desconhecidas, eventualmente originada por atividade vulcânica.

As trilobites foram extintas neste evento.

Na época que se segue, já existindo lagartos terrestres grandes, da linhagem dominante dos sinapsides, que vieram a dar origem aos mamíferos atuais, e lagartos terrestres e marítimos mais pequenos e da linhagem (clades) dos diapsides que vieram a dar origem aos dinossauros.

 

A quarta catástrofe foi há 200 milhões de anos e bastante grave e deu início ao período de apogeu dos dinossauros, também eventualmente por causas vulcânicas ou impacto de asteróide.

O início do domínio dos dinosssuros (linhagem de diapsides) deu-se à custa da queda da linhagem dos sinapsides anteriormente dominante, e de que descendemos, mamíferos, linhagem iniciada há 225 milhões de anos.

Os dinossauros dominaram a Terra por mais de 100 milhões de anos.

 

Há cerca de 65,5 milhões de anos terá ocorrido uma importante colisão de um asteróide com a Terra, colisão conhecida com K-T (Cretáceo/Terciário) ou K-Pg (Cretáceo/Peleogéneo) e que provocou a extinção da maior parte da vida na Terra, especialmente os dinossauros.

O desaparecimento dos dinossauros sempre foi uma questão sem explicação até que se descobriram indícios do impacto K-Pg na península de Iucatão no México por um meteoro com mais de 10 km de diâmetro.

No entanto, sendo a teoria do impacto do meteoro a mais aceite, não deixa de haver outras teorias especialmente a de vulcanismo excessivo que poderia ter ocorrido na época.

 

No que respeita a esta época dos dinossauros interessa salientar que a temperatura ambiente média do ar era de cerca de 26ºC a 24ºC, que podemos comparar com a nossa temperatura média atual de 14ºC.

Os dinossauros viveram num ambiente quentíssimo.

Desde essa altura, registamos uma subida na temperatura média até 28ºC aos 55 milhões de anos e a partir daí a temperatura média do planeta vem descendo gradualmente, com uma diminuição muito rápida até aos 35 milhões de anos e 16ºC, e depois com ciclos até aos atuais 14ºC.

 

O impacto K-Pg (K-T) na prática terminou o mundo dos dinossauros (diapsides) e iniciou um novo ciclo com o mundo dos mamíferos (sinapsides), a partir de pequenos roedores sobreviventes ao impacto e que atinge a seu auge com os humanos atuais.

Da linhagem direta dos dinossauros permanecem na Terra os pássaros.

 

Saí um pouco da linha principal do texto, mas já agora podemos imaginar que como se calcula que a Terra sofra um impacto importante de asteróide a cada 100 milhões de anos, e um impacto menor a cada 10.000 anos, e que o ultimo grande impacto foi há 65 milhões de anos, é possivel que os papéis possam vir a trocar de novo, e poderíamos passar para o grupo secundário, e os habitantes da Terra que vão explorar as estrelas serão descendentes dos dinossauros, através dos pássaros e crocodilos ou outros lagartos. Em vez de dentes terão um tipo modernizado de bico, em vez de maternidades terão salas ou chocadeiras de ovos.

 

Sobre as glaciações e as eras glaciais mais recentes, escrevemos no artigo anterior.

 

A ultima grande catástrofe para a vida na Terra foi Homo sapiens que chegou há 300 mil anos e cujo impacto é bem perceptivel.

 

O que podemos concluir deste artigo é bastante linear, tudo pode acontecer, e embora possamos ter alguma influência no futuro ambiental da Terra, a probabilidade de acontecimentos extraordinários e com implicações decisivas é importante.

 

Fernando Xavier

 

12 Outubro 2014

 

Alterações Climáticas / 3 / Glaciações no planeta Terra

 

As glaciações são períodos da história da Terra em que a temperatura global baixou e aumentaram as camadas de gelo e glaciares nas calotes polares e nos continentes, especialmente nortes de Europa, Ásia e América e sul da América do Sul.

 

As dimensões das camadas de gelo variaram, nas glaciações conhecidas, chegando a cobrir 100% do globo, há 700 milhões de anos, “Terra bola de neve”, e mais recentemente, há 100 mil anos, 30% dos continentes e oceanos. Atualmente os gelos polares e continentais cobrem até 10% da superfície da Terra.

Considera-se que teria havido espessuras de 3.000 metros de gelo nos continentes, o que significou uma diminuição do nível dos oceanos de cerca de 90 metros nos períodos mais graves das glaciações.

 

As ultimas glaciações conhecidas foram há cerca de 2 milhões de anos, 700 mil anos,500 mil anos, 300 mil anos e 100 mil anos. Estas glaciações têm vários nomes de acordo com quem as estudou.

Uma hipótese seria 90.000 anos de glaciação seguidos de 10.000 de aquecimento global, e um ciclo de 200.000 anos, ou seja períodos intermédios amenos, como a nossa época atual.

 

A ultima glaciação terminou há cerca de 10.000 anos, na Europa e Ásia, continentes na altura já habitados pelos humanos.

Embora haja opiniões que não teria terminado, e só terminaria quando desaparecerem as calotes polares.

 

Entre os ciclos principais, ocorreriam ciclos menores, e menos extremos em temperatura.

 

A Pequena Era Glacial, ocorreu entre os sec XVI e XIX, e nos anos 1650, 1770, 1850 ocorreram alguns mínimos de temperatura conhecidos, em média -1ºC que a temperatura média do ano de 1950, que tiveram consequências, e sabe-se que levaram a saída dos Viking do Gronelandia, e diminuição importante das populações na Islandia e norte da Europa. O nome Gronelândia, aportuguesado do original Viking, em ingês Greenland, quer dizer terra verde.

O rio Tamisa, em Londres, gelava e existem pinturas da época mostrando as pessoas a patinar. Os canais holandeses gelavam. O mesmo em Nova Iorque, entre a ilha de Manhattan e a ilha de Staten. Mais a norte a situação seria mais complicada.

As causas destas idades do gelo não são suficentemente compreendidas, mas podemos mencionar como fatores intervenientes, as variações da órbita terrestre em volta do Sol, as variações da inclinação do eixo terrestre, as variações do campo magnético da Terra, que inverte ciclicamente, as variações da intensidade da atividade solar, as variações da atividade vulcânica que podem alterar a composição atmosférica.

 

Na Idade Média, considera-se que a temperatura média era cerca de 0,5ºC superior à do ano de 1950, e sabe-se que foram tempos muito confortáveis e pelo menos muito mais que os anos da Pequena Era Glacial em que a vida das pessoas terá sido muito sofrida.

Últimamente, a atividade humana tem substituído ou acrescentado ao fator vulcanismo.

A quantidade de CO2 na atmosfera era medida como 280 ppm (partes por milhão) antes da utilização dos combustiveis fósseis e está atualmente a chegar aos 400 ppm, por ação humana.

Prevê-se que a cada duplicação da quantidade de CO2 na atmosfera a temperatura média suba 1 grau centígrado, pelo menos nas 2 primeiras duplicações e depois a situação estagnaria.

Mas trata-se de estudos pouco fundamentados e sujeitos a correções.

 

Em relação ao movimento das placas tectónicas no planeta também não há estudos, nem sequer se percebe bem o funcionamento deste fenómeno.

 

A atividade solar e o movimento de rotação do Sol na galáxia podem contribuir para estas variações no clima, mas não estão mínimamente estudados.

O Sol desde há milhões de anos tem vindo a aquecer, ou seja, depois de estabilizado, a partir da sua formação, nunca esteve tão quente como atualmente.

 

No que respeita à contribuição, negativa, da humanidade, e a partir da revolução industrial, para alterações na composição da atmosfera, que poderiam levar a uma nova glaciação ou a um novo aquecimento global, podemos fazer bastante para corrigir, a nível de países e organizações internacionais.

 

No que respeita às restantes contribuições mencionadas acima, certamente muito intensas, nada podemos fazer, a não ser esperar que passem e procurar soluções tecnológicas para amenizar as consequências.

 

Estudos mais concretos sobre o passado da Terra, estão a ser realizados, embora iniciados há poucos anos, pela extração de amostras em profundidade dos gelos do Ártico e especialmente da Antártida, chegando a vários milhares de metros de profundidade. É um tipo de estratigrafia do gelo.

 

Também foram iniciados estudos das variações e movimentações das massas de gelos polares e continentais com medições realizadas a partir de satélites especializados e dedicados.

 

Fernando Xavier

11 Junho 2014

 

 

 

Alterações Climáticas / 2 / Alterações Climáticas em avaliação 

Alterações Climáticas em avaliação

 

Embora não tenha pretenções a adivinhar o futuro, há certas evoluções na descoberta humana que temos alguma ideia de como vão progredir.

 

A dialética foi introduzida por pensadores gregos, refletida por Aristóteles, considerada como um erro de lógica por Kant, tratada como um processo natural de superação das contradições por Hegel, e depois adoptada por Marx e Engels, e podemos referir, de modo simples e curto, que a evolução parece que vai totalmente para a esquerda, depois parece que o melhor é ir totalmente à direita mas afinal o melhor caminho é o do centro, mas estas fases sequenciais são mais ou menos inevitáveis.

 

Um parentesis para salientar que a intervenção de Marx e Engels e a incorporação da dialética materialista na filosofia comunista de vida, conduziu a uma conotação muito direcionada e ligada à sociedade material da noção filosófica de dialética.

 

O que descrevi no primeiro artigo sobre as alterações climáticas, é exactamente uma descrição do processo dialético da compreensão do fenómeno.

 

A primeira fase, relacionada com o arrefecimento global, percebe-se perfeitamente que se trata de generalização de um fenómeno natural local, mal estudado, com muito pouca informação de dados reais, que deveriam ser baseados em medições realizadas ao longo de alguns anos que permitissem retirar propostas de conclusões ou de aproximações tendenciais.

 

A segunda fase, relacionada com o aquecimento global, foi a repetição da primeira a partir de um ponto de vista oposto.

O conceito de arrefecimento global, parte das alterações naturais e sua influência nos fenómenos climáticos, o de aquecimento global parte da influência da humanidade e do funcionamento da sociedade, desaparecendo totalmente a componente de alterações naturais.

 

A evolução prevista nos dois casos não se verificou, a água doce dos glaciares da Gronelandia e calote polar norte que tem chegado ao oceano não trouxeram as consequências projetadas na hipótese de arrefecimento global, e as projeções de aumentos de gases na atmosfera e aumentos de temperatura do ar e do nível do mar simplesmente não se verificaram nem dão indícios de se vir a verificar. Medições recentes indicam que a temperatura do ar não sofre alteração desde 1950 e mesmo de antes desta data, embora alguns indicadores pareçam apontar para um aumento da temperatura média da Terra de cerca de 0,7ºC desde 1970, com base em medições da evolução da temperatura do solo.

Foram assim iniciadas investigações mais detalhadas a estes fenómenos e foram desencadeados uma série de processos de medições reais de evolução, especialmente no que respeita aos gelos terrestres e às calotas de gelos polares e às concentrações de gases na atmosfera e sua evolução tanto no período de influência humana, a partir de 1950, como anteriormente, de influência natural, e a temperatura do ar nas suas várias camadas atmosféricas.

 

Mas um grupo de variáveis relativamente reduzido, vai-se transformando rápidamente numa grande quantidade de variáveis em que não se tinha sequer começado a pensar.

Será necessário considerar a criação de modelos de simulação dinâmica, gradualmente mais complexos, para avaliar estes fenómenos.

O modelo base, bastante simples, que deu início ao conceito de aquecimento global, considera o Sol como um disco com um determinado diâmetro, voltado para a Terra, com uma emissão de radiação de referência, considera a distância média Sol-Terra, não considera a variação da órbita, considera a Terra como um disco com determinado diâmetro, não considera a atmosfera no seu papel de filtro em relação às radiações incidentes, e considera um albedo tipo para a Terra.

Deste modelo resulta uma equação para a energia incidente que seria diretamente proporcional ao quadrado do raio da estrela. Mais estrela, mais radiação, parece razoável, mas talvez não.

Modelos mais recentes começam a avaliar muito melhor muitos fatores reais.

 

As variáveis globais que interessa saber medir e comparar com valores anteriores e futuros são inicialmente duas:

• a quantidade de radiação recebida pela Terra a partir do Sol.

• a quantidade de radiação reemitida pela Terra para o espaço.

Para que a temperatura da Terra permaneça mais ou menos constante, estas quantidades devem ser equivalentes.

Para avaliar a primeira radiação, será necessário avaliar e saber medir:

• a radiação emitida pelo Sol que chega ao exterior da atmosfera da Terra, função do tempo, da atividade solar, da distância Sol-Terra, do campo magnético da Terra, da órbita da Terra, da forma esférica da Terra e de vários outros fatores menores

• a opacidade da atmosfera da Terra nas suas várias camadas, a estas radiações

 

Para avaliar a radiação reemitida pela Terra, principalmente na faixa do infravermelho, é necessário saber avaliar e medir:

• o albedo da Terra, que é considerado como 0,367, ou seja absorvendo 63% da radiação incidente, mas que deve ser um fator dinâmico e que é função de:

• a capacidade de absorção dos oceanos e mares, considerando profundidades e densidades

• a capacidade de absorção da flora terrestre de acordo com os vários tipos de ocupação e densidade horizontal e vertical

• a capacidade de absorção de outras superfícies terrestres como desertos, montanhas e áreas de gelo

• a capacidade de absorção de construções humanas, edifícios, estradas, barragens, etc, embora este fator possa ser considerado menor

 

O terceiro fator a considerar é a emissão de gases de efeito de estufa, CO2, CH4 e vapor

de H2O, CFCs e outros, essencialmente pela atividade humana, pelos animais, especialmente herbívoros, fogos, e vulcanismo.

Estas emissões terão que ser medidas e calculadas.

E também o papel desempenhado por estes gases, nas situações reais.

 

Depois será ainda necessário medir e calcular a quantidade destes gases reabsorvida pelos oceanos, florestas, desertos, montanhas,áreas de gelos e construções humanas e o efeito dos fenómenos climáticos na sua concentração ou dissipação.

 

O papel das nuvens nesta área está ainda por estudar, mas as primeiras indicações apontam no sentido de que contribuem maioritáriamente para resfriar o clima, especialmente as dos tipos stratus e cumulus, localizadas a altitudes mais baixas, entre 0 e 4 km.

 

Podemos, com base no enunciado no início do artigo, considerar que o primeiro fator, radiação solar que chega à superfície do planeta, está certamente sobreavaliado, mas que é função do tempo, na escala cósmica, e depende de fatores externos ao nosso controle, e que o conjunto dos outros fatores de absorção deverá estar sub-avaliado.

 

Os fatores que são de responsabilidade da atividade humana podem ser geridos e dimensionados de acordo com os resultados de equilíbrio pretendidos quando possível, por uma humanidade responsável e com meios de organização globais e capacidade de projetar o seu futuro.

 

Fernando Xavier

18 Outubro 2014

 

 

Alterações Climáticas / 1 / Arrefecimento Global, Aquecimento Global, Alterações Climáticas

 

O arrefecimento global, fenómeno ambiental que deveria afetar o mundo e especialmente o hemisferio norte começou a ser mencionado a partir de 2001, com base em estudos anteriores sobre as correntes oceânicas especialmente as de profundidade.

 

Foi identificada uma corrente submarina quente no oceano Atlântico norte, que vindo da região do Golfo do México, atravessa o Atlântico, e atinge a costa ocidental da Europa, que afeta equilibrando ambientalmente.

 

Com a variação da densidade esta corrente perderia profundidade, velocidade, volume, e temperatura.

 

Uma simulação previa uma glaciação em período relativamente curto, e que toda a Europa do norte e até aos Pirenéus ficaria sob uma camada de gelo de dezenas de metros e seria inabitável.

 

Após uma fase de sensação, de preocupação, algum descrédito, contra-opiniões, estudos mais profundos, a ameaça de glaciação global deu origem a um novo conceito de Aquecimento Global, divulgado a partir de 2005.

 

O impacto deste conceito foi muito mais público, mais global, mais ameaçador, mais sensacional, e tem origens diferentes e mais generalistas.

 

Desta vez a ameaça vem da atmosfera, que absorve todas as emissões de gases de efeito de estufa produzidos pela nossa civilização, que são o dióxido de carbono CO2, o metano CH4, e também outros gases industriais como os CFCs, e outros.

 

O efeito de estufa, pode-se caracterizar pelo sequinte:

Existindo um aumento de concentração de gases de efeito de estufa na atmosfera, e considerando a emissão de radiação solar que atinge a Terra, uma parte desta é normalmente refletida sob a forma de radiação infravermelha de volta para o espaço.

Esta radiação refletida, é impedida de sair da atmosfera terrestre, para o espaço exterior, pela concentração de gases de efeito de estufa.

 

Os estudos levaram a considerar a possibilidade de um aquecimento global com consequências como seria o desaparecimento das calotes polares, e o desaparecimento do gelo terrestre com aumento do nível do oceanos em vários metros, e outros fenómenos que se repetiriam e acrescentariam em cadeia.

 

O fenómeno da corrente do Golfo que iniciaria uma arrefecimento global, estranhamente, foi considerado um caso especial, e admite-se que seria uma exceção na teoria global.

 

O nível de publicitação deste fenómeno foi de tal ordem que passou de hipótese académica a facto incontestável em poucos meses, no conhecimento publico.

 

Passados alguns anos, cá temos uma realidade mais equilibrada e menos definida, menos compreendida, com consequências menos certas. E muito menos mediatizada e menos dramatizada.

 

Trata-se das Alterações Climáticas.

 

O conceito de alterações climáticas significa que, na nossa escala de tempo, não sabemos se a Terra está a arrefecer ou está a aquecer, e que fenómenos climáticos naturais não previstos acontecem todos os dias e com intensidades não previstas. E não sabemos que parte destas alterações são naturais e que parte são da responsabilidade humana.

 

Mas sabemos que o globo terrestre apresenta uma inclinação variável em relação ao eixo vertical e que roda em volta do Sol, órbita elíptica influenciada pelos outros planetas, e estes fatores são os responsáveis pelas 4 estações do ano, que podem variar muito.

 

Existe uma proposta de variações climáticas cíclicas, conhecida como ciclos de Milankovich, 1930, com base no acima mencionado, e que está a ser de novo reavaliada.

 

 

Fernando Xavier

 

25 Maio 2014