Terra 

Pesquisa:

Afinal, o nosso mundo se expande ou contrai?*

Cruzando dados de equipamentos de última geração, uma equipe de cientistas

analisa e avalia as mudanças sofridas pela crosta terrestre através dos tempos.

Imagem da Terra tomada via satélite pela câmera

Resolution Imaging Spectroradiometer, da Nasa.

Uma equipe de pesquisadores em parceria com a Nasa confirmou o que Walt Disney afirmava o tempo todo: afinal, a Terra é realmente um mundinho. Desde a época de Charles Darwin, os cientistas têm especulado se a Terra sólida estaria se expandindo ou se contraindo.

Era esta a polêmica predominante, até que os cientistas desenvolveram a teoria das placas tectônicas, que explicou os movimentos em larga escala da litosfera da Terra ou da sua camada externa. Mesmo com a aceitação tectônica de meio século atrás, alguns cientistas da Terra e do espaço continuaram a debater sobre a possível expansão terrestre ou a sua contração, sob vários fundamentos científicos.

Agora, um novo estudo da Nasa, publicado recentemente pela revista Geophysical Research Letters traz, essencialmente definidas, as soluções para colocar ponto final nessa questão.

Usando um grupo de ferramentas de medição de espaço e uma técnica de cálculo para gerar dados, a equipe não detectou expansão significativa da Terra sólida.

Mas, por que deveríamos nos importar se a Mãe Natureza está crescendo? Afinal, a forma da Terra está em constante mutação. Forças tectônicas, como terremotos e vulcões empurram as montanhas mais altas, enquanto a erosão e deslizamentos de terra puxam para baixo.

Além disso, os eventos climáticos de grande escala como o El Nino e La Ninã redistribuem as vastas massas de água que se deslocam entre a atmosfera e os oceanos da Terra. Os cientistas alertam que, para considerar os movimentos da crosta terrestre nesse contexto, eles precisariam de um quadro de referência para avaliar os seus impactos.

Qualquer mudança significativa no raio da Terra iria alterar a nossa compreensão dos processos físicos do planeta e seria de fundamental interesse para um ramo da ciência chamado Geodésia, que procura medir a forma da Terra, o seu campo de gravidade e como estes se alteram ao longo dos tempos.

Quadro de Referência Terrestre Internacional

Para realizar essas medições, a comunidade científica global estabeleceu o “Quadro de Referência Terrestre Internacional” (International Terrestrial Reference Frame, ou ITRF). Este quadro de referência é usado para a navegação na superfície e para o satélite de rastreamento em órbita da Terra.

O Quadro de Referência Terrestre Internacional também é usado para monitorar vários aspectos da mudança climática global, inclusive, o aumento do nível do mar e suas fontes; desequilíbrios na massa de gelo nos pólos terrestres e o rebote contínuo da superfície da Terra, após o recuo das camadas de gelo maciço que cobriam grandes partes de terras desde a última era glacial.

Mas, medir mudanças do tamanho da Terra não foi exatamente fácil para os cientistas, que não fizeram isso, literalmente, “no braço”. Afinal, eles não podem simplesmente enrolar uma fita métrica gigante ao redor da Terra para obter um resultado definitivo. Felizmente, o campo de alta precisão geodésica espacial fornece aos cientistas ferramentas que podem estimar mudanças no raio de circunferência da Terra.

Algumas dessas ferramentas de medição:

- Satélite a laser - uma rede de estações para observação das medidas globais, com nível de precisão milimétrica, na velocidade dos pulsos ultracurtos de luz que viajam desde as estações de superfície, até os satélites especialmente equipados com retro-refletores de ida e volta.

- Alta interferometria por linha de base - tecnologia de radioastronomia que combina observações de um objeto focado simultaneamente por vários telescópios para simular um telescópio tão extenso como a distância coberta entre esses telescópios.

- Sistema de Posicionamento Global - construído com base no sistema global de navegação (GPS), similar ao oferecido no mercado para usuários em todo o mundo, que fornece a localização precisa e o envio de informações em tempo real.

- Dupla Orbitografia e Radioposicionamento Integrado por Satélite - sistema francês para gerenciamento de satélites, usado para determinar as órbitas e os posicionamentos dos satélites. Módulos de superfície emitem sinais de rádio que são recebidos por satélites. O movimento dos satélites provoca alterações na frequência do sinal que pode ser observada para determinar posições no solo, além de outras informações.

Os cientistas usaram todas estas técnicas para calcular o Quadro de Referência Terrestre Internacional. A referência central para o quadro é o seu próprio ponto de origem: a localização exata do centro médio de massa do sistema Terra-total (combinação da Terra sólida com a massa dos fluidos de gelo, do oceano e da atmosfera que a rodeia). Atualmente, os cientistas determinam este ponto de origem com base em dados de um quarto de século e confirmados por laser via satélite. Esta é considerada a mais precisa ferramenta usada para medições no espaço geodésico.

Contudo, a precisão do laser de satélites que carrega os dados e todas as tecnologias existentes para monitorar a geodésia espacial está “contaminada”, tanto pelos efeitos de outros processos importantes ocorridos da Terra, como pelos próprios locais de medição, quando limitados ao solo.

Senão, pense desta maneira: se todas as estações de GPS da Terra fossem localizadas na Noruega, os dados indicariam que a Terra está crescendo, porque as regiões de alta latitude como a Noruega continuam a se elevar, em resposta à remoção de peso do gelo depositado há muitos anos. Desta maneira, como os cientistas podem ter certeza que o quadro de referência é mesmo preciso?

A resposta está com um grupo internacional de cientistas, liderado pelo professor Wu Xiaoping, do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA e que inclui os participantes do Institut National géographique, de Champs-sur-Marne, na França e da Delft University of Technology, na Holanda.

Essa equipe avaliou de maneira independente, a precisão do Quadro de Referência Terrestre Internacional e lançou nova luz sobre a teoria da expansão/contração da Terra.

A equipe aplicou uma técnica de novo cálculo de dados para estimar a taxa de mudança no raio de circunferência médio da Terra sólida ao longo do tempo, tendo em conta os efeitos de outros processos geofísicos. As técnicas geodésicas referidas anteriormente (laser de satélites em movimento, alta interferometria e GPS) foram utilizadas para obter dados sobre os movimentos da superfície da Terra, à partir de uma rede global de locais cuidadosamente selecionados.

Estes dados foram então combinados com as medições da gravidade da Terra, à partir do satélite Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), da Nasa, que cria modelos de pressões no fundo do oceano, disponibilizando dados que ajudarão os cientistas a interpretar mudanças gravitacionais sobre os oceanos.

O resultado? Enfim, os cientistas estimaram a variação média de raio circunferencial da Terra em 0,004 polegadas (0,1 milímetro) por ano. Esta taxa corresponde à espessura de um fio de cabelo humano, sendo considerada estatisticamente insignificante. “Independente disso, o nosso estudo fornece a confirmação de que a Terra sólida não está recebendo mais massa atualmente, de acordo com os dados da presente medição”, declarou Wu.

* Informações de Alan Buis e Whitney Clavin / Nasa.

   Do Jet Propulsion Laboratory, Pasadena/Califórnia-EUA.

- Tradução: Pepe Chaves (BH), para VF/ASTROvia.

- Imagem Nasa.

- Colaboraram: Márcio R. Mendes e J. Ildefonso P. de Souza (SP).

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