O jogo dos cacos de vidro

Traduzido de: Broken Glass Yields Clues to Climate Change

Copos comuns de vidro e as partículas de poeira atmosférica se quebram em padrões semelhantes

Satellite image of a 1992 dust storm over the Red Sea and Saudi Arabia with different sizes of dust.

Tamanho comparativo das partículas de poeira na atmosfera, de acordo com uma fotografia de um satélite de uma tempestade de poeira.
Créditos e imagem ampliada

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27 de dezembro de 2010

Pistas para o clima futuro podem ser encontradas na forma com que um copo comum de vidro se espatifa.

Os resultados de um estudo, publicado nesta semana em Proceedings of the National Academy of Sciences, indicam que as microscópicas partículas de poeira podem se fragmentar em padrões semelhantes aos copos e outros objetos facilmente quebráveis.

A pesquisa, realizada pelo cientista Jasper Kok do Centro Nacinal de Pesquisas Atmosféricas (NCAR), indica que existem várias vezes a mais partículas de poeira em suspensão na atmosfera do que se acreditava antes, uma vez que a poeira, quando esfacelada, produz uma quantidade inesperadamente alta de grandes “cacos”.

A descoberta tem implicações na compreensão das futuras mudanças climáticas porque a poeira desempenha um papel importante no controle da quantidade de energia solar na atmosfera.

Dependendo de seu tamanho e outras características, algumas partículas refletem a energia do Sol, enquanto outras aprisionam a energia na forma de calor.

“Pequenas como são, os aglomerados de partículas de poeira nos solos se comportam quando sofrem um impacto da mesma forma que um copo de vidro caindo no chão da cozinha”, diz Kok. “Conhecer esse padrão pode nos auxiliar a construir um quadro mais claro sobre como vai se parecer nosso clima no futuro”.

O estudo pode também aumentar a precisão da previsão do tempo, especialmente nas regiões naturalmente poeirentas. As partículas de poeira afetam a formação de nuvens e a precipitação, assim como as temperaturas.

Photo showing blue, yellow and red colors of atmosphere.

O segredo da poeira na atmosfera e sua relação com o clima pode estar em copo comum de vidro.
Crédito e imagem ampliada

“Esta pesquisa fornece novas informações valiosas sobre a natureza e a distribuição da peira em aerossol na atmosfera”, declara Sarah Ruth, diretora de programa na Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da Fundação Nacional de Ciências (NSF) que financia o NCAR. “Os resultados podem levar a melhoramentos em nossa capacidade de modelar e predizer o tempo e o clima”.

A pesquisa de Kok se focalizou em um tipo de partícula em suspensão conhecida como poeira mineral. Essas partículas são emitidas usualmente quando grãos de areia são soprados de encontro ao solo, espatifando-se e enviando fragmentos pelo ar.

Os fragmentos podem ser “grandes” com até cerca de 50 microns de diâmetro, ou seja: um fio fino de cabelo humano.

As menores partículas, que são classificadas como argila e tem cerca de 2 microns de diâmetro, permanecem na atmosfera por cerca de uma semana, circulando grande parte do mundo e exercendo uma influência refrigerante, ao refletir o calor do Sol de volta para o espaço.

Partículas maiores, classificadas como silte, caem da atmosfera depois de poucos dias. Quanto maior a partícula, mais será sua tendência em causar um efeito de aquecimento na atmosfera. .

A pesquisa de Kok indica que a proporção de partículas de silte para as partículas de argila é de dois a oito vezes maior do que aquela usada nos modelos climáticos. Uma vez que os climatologistas calibram cuidadosamente os modelos para simular o verdadeiro número de partículas de argila na atmosfera, o artigo sugere que os modelos provavelmente incorporam um erro quando se trata de partículas de silte.

A maior parte dessas partículas maiores revolvem pela atmosfera no entorno de 2.000 km das regiões desérticas, de forma que ajustar sua quantidade nos modelos de computador deve gerar melhores projeções do clima futuro em regiões desérticas, tais como o Sudoeste dos Estados Unidos e a África do Norte.

Pesquisas adicionais serão necessárias para estabelecer se as temperaturas dessas regiões no futuro irão aumentar tanto ou mais do que o indicado pelos atuais modelos computacionais.

Os resultados do estudo também indicam que os ecossistemas marinhos, que sequestram carbono da atmosfera, podem estar recebendo uma quantidade muito maior de partículas de ferro em suspensão do que se estimava até agora.O ferro faz aumentar a atividade biológica, o que beneficia as cadeias alimentares dos oceanos, inclusive as plantas que absorvem carbono durante a fotossíntese.

Illustration showing Earth's energy budget and incoming solar radiation.

O equilíbrio energético da Terra e a radiação solar incidente são afetados pela poeira em suspensão na atmosfera.
Crédito e imagem ampliada

Além de influenciarem a quantidade de calor solar na atmosfera, as partículas de poeira também são depositadas na cobertura de neve das montahas, onde absorvem calor e aceleram o derretimento das neves. .

Faz muito tempo que os físicos sabem que certos objetos quebradiços, tais como vidros, rochas e até núcleos atômicos, se fragmentam em padrões previsíveis. Os fragmentos resultantes seguem certas faixas de tamanhos, com uma distribuição previsível de pedaços pequenos, médios e grandes. Os cientistas se referem a esses padrões como “invariância de escala” ou “auto-similaridade”.

Os físicos desenvolveram fórmulas matemáticas para os processos pelos quais as rachaduras se propagam de maneira previsível quando um objeto quebradiço se espatifa.

Kok teorizou que seria possível empregar essas fórmulas para estimar as faixas de tamanhos das partículas de poeira. Aplicando as fórmulas para padrões de ruptura de objetos quebradiços à medição dos solos, Kok estabeleceu a distribuição de faixas de tamanho das partículas de poeira emitidas.

Para sua surpresa, as fórmulas descreviam quase que exatamente as medições das partículas de poeira. .

“A ideia que todos esses objetos se espatifam da mesma forma é uma coisa bela, realmente”, diz Kok. “É a maneira da natureza de criar ordem a partir do caos”.


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Discussão - 2 comentários

  1. RANIELY disse:

    EU GOSTEI NE E LEGAUZINHO E DA PRO GASTO KKKKKKKKKKKKKK

  2. biorad disse:

    Quantas coisas sensacionais são descobertas a cada dia!

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