PLANETA TERRA - PLANETA VIDA I - INTRODUÇÃO : Estudar, conhecer e amar, algo que muito nos interessa, é como a gente conhecer a si próprio, conhecer a origem, a natureza, as ações e as reações, é como um estímulo para prosseguirmos almejando sempre o êxito nosso, e resume-se em um fator importantíssimo que conhecemos e obedecemos sem contrariar, sem poder modificar, e muito menos manipular, isso é puro e simplesmente o que denominamos de tempo. Seja o tempo cronológico ou tempo do firmamento, ninguém consegue alterar ou modificar ! ! ! !

PLANETA TERRA - PLANETA VIDA A minha proposta é tentarmos juntos entender e conhecer o nosso PLANETA TERRA de forma física e técnicamente. Para isso ser possível, esse material didático está infundado em várias literaturas e em minha vivência prática nas observações, conclusões e afirmações que a minha própria vida ensinou, mas, afirmo categóricamente que ¨NUNCA OUSEI-ME A TENTAR MUDAR O TEMPO¨, pois sei que é impossível.

BIG BANG – TEORIA DA ORIGEM DO UNIVERSO Em 1948 pelo cientista russo naturalizado norte-americano George Gamow. O Universo teria se formado entre 13 bilhões e 20 bilhões de anos atrás, a partir de uma concentração de matéria e energia extremamente densa e quente. Haveria um instante-limite em que a distância entre as partículas do Universo seria zero e a temperatura infinita. Nesse momento, ocorre uma explosão, o instante zero do Big Bang, que desencadeia a expansão do Universo, verificada até hoje . Formação do Universo – Desde sua formação , o Universo tem-se expandido e se resfriado, passando por diversas fases.

EXPANSÃO DO UNIVERSO – Baseado em sua Teoria da Relatividade Geral (1916), o físico Albert Einstein desenvolveu as Equações Cosmológicas, que descrevem a evolução do Universo. Em 1922, o físico e matemático russo Alexander Friedmann (professor de Gamow) descobre uma solução para as Equações Cosmológicas correspondentes a um Universo em expansão. Em 1929, a descoberta da expansão das galáxias, pelos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972), atesta a expansão do cosmo e permite estabelecer a Lei de Hubble. Segundo ela, as outras galáxias se afastam da nossa galáxia, a Via Láctea, numa velocidade proporcional a sua distância da Terra.

Quando o Universo possui cerca de 1 milionésimo de segundo, ele é uma mistura de partículas subatômicas (quarks, elétrons etc.) que se movem a velocidades próximas à da luz. A partir desse momento, os quarks começam a deixar de existir como partículas livres e se associam para formar os primeiros prótons e nêutrons. Entre 1 e 10 min de idade ocorre um evento extremamente importante no Universo, a chamada nucleossíntese primordial. Os prótons e nêutrons se fundem para formar os núcleos de átomos leves , como o hidrogênio (75%) e o hélio (25%), os dois principais elementos químicos do Universo . Cerca de 300 mil anos depois, com a união dos elétrons aos núcleos atômicos, a luz passa a caminhar livremente, a matéria e a radiação luminosa se separam e o Universo torna-se transparente. Aproximadamente um bilhão de anos depois do instante zero do Big Bang, a matéria agrega-se para formar as primeiras galáxias.

Um ruído que recebe o nome de radiação de fundo cósmica. Uma evidência do Big Bang vem em 1965 com a descoberta por Arno Penzias (1933-) e Robert Wilson (1936-) de um possível traço da radiação deixada para trás no momento da grande explosão cósmica: Um ruído que recebe o nome de radiação de fundo cósmica. Ele foi interpretado como a energia térmica residual do Big Bang. Pela sua descoberta, Penzias e Wilson ganharam o Prêmio Nobel de Física em 1978. Em 1990, o satélite Cosmic Background Explorer (Cobe), lançado pela Nasa (Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço), faz um mapeamento das regiões onde existe essa energia. Uma das grandes questões da cosmologia moderna é a determinação mais precisa da taxa de expansão do Universo. As observações astronômicas indicam que ele se expande por volta de 5% a cada bilhão de anos.

UMA ESFERA DE GÁS E PÓ Há 4,5 bilhões de anos teve início a formação do sistema solar a partir de uma nuvem de gás e pó que entrou em colapso em virtude de seu próprio peso e que, devido a seu movimento de rotação, formou um disco ao redor do Sol

UM DISCO EM ROTAÇÃO O movimento de rotação do sistema solar primitivo prosseguiu, e a matéria sólida presente no disco começou a aglomerar-se. Alguns aglomerados de matéria mediam vários quilômetros. No centro, o Sol liberava uma enorme quantidade de calor que provocou a aglomeração da matéria.

A FORMAÇÃO DOS PLANETAS No sistema solar exterior, formaram-se quatro grandes massas que deram origem aos planetas gigantes gasosos. sua intensa gravidade favoreceu a constituição de densas atmosferas. mais próximos do Sol formaram-se os planetas terrestres.

O SISTEMA SOLAR ATUAL É composto por nove planetas que viajam em torno do Sol descrevendo órbitas estáveis. A maioria deles possui satélites naturais. Os asteróides e os cometas são resíduos do sistema solar primitivo.

ASSIM COMO OS DEMAIS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR, PLANETA TERRA FOI ORIGINOU-SE PELA AÇÃO DE UMA FORÇA GRAVITACIONAL QUE CONDENSOU DIVERSOS MATERIAIS PREEXISTENTES NO ESPAÇO.   TAIS MATERIAIS FORAM CONSTITUÍDOS DE PARTÍCULAS COMO POEIRA CÓSMICA E GÁS. MUITOS ELEMENTOS QUÍMICOS FORMADOS ENTRARAM NESTA COMPOSIÇÃO, SENDO QUE OS ELEMENTOS MAIS DENSOS TENDERAM A PERMANECER NO CENTRO DESTE VÓRTICE GRAVITACIONAL.

OS CORPOS MAIS IMPORTANTES DO SISTEMA SOLAR SÃO OS NOVE PLANETAS QUE GIRAM AO REDOR DO SOL, DESCREVENDO ÓRBITAS ELÍPTICAS, ISTO É, ÓRBITAS SEMELHANTES A CIRCUNFERÊNCIAS LIGEIRAMENTE EXCÊNTRICAS. O SOL NÃO ESTÁ EXATAMENTE NO CENTRO DESSAS ÓRBITAS, RAZÃO PELA QUAL OS PLANETAS PODEM ENCONTRAR-SE, ÀS VEZES, MAIS PRÓXIMOS OU MAIS DISTANTES DO ASTRO.

RADIAÇÃO SOLAR

BALANÇO DE RADIAÇÃO TODOS OS CORPOS ( GELEIRAS, NUVENS, CORPOS NEGROS, PESSOAS, OBJETOS, PLANETAS, FORNOS, ESTRELAS, MATÉRIAS SÓLIDAS ) EMITEM OU REFLETEM A ENERGIA RADIANTE DO SOL. QUANTO MAIOR A TEMPERATURA RESIDUAL DESSES CORPOS, MAIOR É A EMIÇÃO RADIANTE. SE O NOSSO PLANETA ESTIVESSE ISOLADO NO ESPAÇO SIDERAL, EMITIRIA A RADIAÇÃO, PERDENDO ENERGIA TÉRMICA E RESFRIANDO-SE. COMO ESTAMOS PERTO DO SOL, O QUE A TERRA PERDE PARA O ESPAÇO É COMPENSADO PELA RADIAÇÃO SOLAR QUE É ABSORVIDA PELO NOSSO PLANETA, CONFORME ESQUEMA NA FIGURA A SEGUIR.

BALANÇO DE RADIAÇÃO T E R R A S O L RADIAÇÃO SOLAR RADIAÇÃO TERRESTRE

TEMPERATURA DO SOL A temperatura do Sol é de 5770K (mais ou menos 5500°C). Sua superfície emite 72 milhões de watts por cada metro quadrado. A Terra se encontra a 149,5 milhões de quilômetros de distância, de forma que a radiação que chega a nossa órbita é apenas 1367 watts/m2 ( S = constante solar ). Se estivéssemos junto dele, certamente estaríamos incinerados ou volatilizados!... A radiação solar chega em todos os comprimentos de onda ou freqüências, mas principalmente entre 200 e 3000 nanômetros (ou 0,2 e 3 mícrons). O máximo de emissão se verifica no comprimento de onda de 0,48 mícrons. A distribuição corresponde aproximadamente àquela de um corpo negro a 5770K.

RADIAÇÃO SOLAR NO TOPO DA ATMOSFERA CICLO ANUAL DA DISTRIBUIÇÃO SOBRE O GLOBO TERRESTRE (EM CALORIAS DIÁRIAS/CM2).

ESPECTRO SOLAR

Os continentes, oceanos, nuvens e gases atmosféricos absorvem a radiações de ondas curtas, emitindo e absorvendo radiação térmica (ou de onda curta), de acordo com suas temperaturas e sua composição física e química e trocam calor entre si de diversas formas: Misturando massas de ar, transportando massas de vapor e calor sensível, evaporando e precipitando água ( processos termodinâmicos ).

O balanço de energia radiante na Terra é complexo. Parte da radiação solar (em torno de 30%) é refletida pela atmosfera e pelas nuvens. Nas regiões tropicais os ráios solares estão mais perto da vertical, enquanto que nas regiões polares eles estão muito inclinados com relação ao solo. Assim, a radiação solar é mais intensa e penetrante nas primeiras; nas últimas, o aquecimento resultante é escasso ou nulo. Ainda, a cada momento o hemisfério noturno ( 50% da superfície terrestre ) não é iluminado.

COMO SE VERIFICA A DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA QUE CHEGA DO SOL ? Durante um dia, a Terra gira uma vez em torno de si mesma e todas as longitudes recebem radiação solar, ( radiação de onda curta ) emitindo e absorvendo radiação térmica. Algumas latitudes têm um saldo positivo, e outras um saldo negativo. O excesso absorvido nos trópicos é transportado na direção das latitudes maiores, através das correntes oceânicas e pela circulação da atmosfera.

A distribuição horizontal e vertical da temperatura, umidade e ventos ( inclusa a presença de nuvens, aerossóis e diversos gases ) influenciam no balanço de energia sobre um dado local ou região. Esse balanço é variável no tempo mas tende a “ fechar " em cada local no período de um ano. Essas são as características que definem o clima regional.

Os satélites meteorológicos permitem o sensoriamento remoto da atmosfera e da superfície terrestre. Eles transportam sensores que medem diversas características da radiação que emerge do planeta. Com base nestas medidas, pode-se deduzir a temperatura e composição da atmosfera em diversas altitudes ( perfis atmosféricos ). A vantagem dos satélites é que permitem observar continuamente e com detalhes grandes áreas do planeta.

TOTAL EMITIDO 100% CURTAS 6% DISPERSOS NO AR 6% 30% DAS ONDAS CURTAS 70% ONDAS LONGAS 28% EMITIDAS POR VAPOR D`ÁGUA E GASES 26% EMITIDAS PELAS NUVENS 6% DISPERSOS NO AR 6% 20% REFLETIDOS PELAS NUVENS 16% ABSORVIDOS POR AEROSSÓIS OZÔNIO E VAPOR D´ÁGUA 15% ABSORVIDA POR VAPOR D`ÁGUA E GAS CARBONICO 3% ABSORVIDOS PELAS NUVENS 4% REFLETIDOS PELA SUPERFÍCIE 23% PRECIPIT. E TRANSPIR. 7% CALOR SENSÍVEL 21% EMITIDA PELA SUPERFÍCIE 51% ABSORVIDOS PELAS ÁREAS CONTINENTAIS E OCEANOS