"(...) -Como eu gosto de você?

Eu gosto de você do jeito que você se gosta".

O Mundo no Engenho... e o ENGENHO do Mundo

domingo, 5 de fevereiro de 2012

Manchas solares e as interfaces da vida

http://noticias.r7.com/tecnologia-e-ciencia/noticias/nasa-apresenta-pela-primeira-vez-imagens-completas-do-sol-20110206.html
São muitas as transformações que ocorrem nas chamadas interfaces, isto é, nos locais onde temos o ponto de encontro entre materiais ou formas diferentes. As transformações nas interfaces afetam e moldam o meio em que vivemos em todas as escalas: da micro a macro – da menor partícula às Galáxias. São nos limites / contato entre Terra / ar; terra / água; água / ar, etc, que temos o princípio, o fim, as metamorfoses. E os fatores que afetam as transformações nas interfaces são as variáveis. Depende da observação e da correta escolha das variáveis a resposta que mais se aproxima daquilo que se quer estudar. Exemplificando, a temperatura é uma variável que sofre a influência de outras variáveis – não seria possível prever com exatidão qual poderia ser na data tal do ano seguinte. Contudo, se pensarmos na altura do Sol, ao meio-dia, na mesma data daqui a um ano, será sempre a mesma. Dessa forma, quanto mais variáveis envolverem as mudanças, mais difícil será a previsão(1). E, embora seja possível prever (2) um dado acontecimento, este pode apenas ser estimado dentro de um contexto geral das “leis da probabilidade”, ou seja, daquilo que a matemática pode responder se permanecerem as condições anteriores semelhantes. 
 Fonte:http://eternosaprendizes.com/2009/04/03/sol-onde-estao-as-manchas-solares-afinal/previsao-das-manchas-solares-2010-2020/

São as observações que permitem definir um padrão que reconhecido, facilita algumas definições. Os gráficos permitem que possamos relacionar visualmente mudança e tempo. As transformações ocorrem no tempo e no espaço, sendo muitas vezes, difícil para os nossos sentidos a percepção dos fenômenos.
O Sol é a estrela mais próxima do nosso planeta. É do tipo espectral G2 com luminosidade classe V. È nossa fonte de luz, de calor, de vida. Seus raios levam cerca de 8 minutos para atingir a superfície e as condições que permitiram o surgimento dos organismos estão intimamente ligadas a essa matemática cósmica.

As condições que extinguirão ou não as formas de vida - não estão -, necessariamente, tudo porque poderemos por conta própria e com toda nossa matemática destruir o que levou milhões de anos para se formar, assim como temos hoje. Entretanto, é justamente por causa da necessidade de se compreender as possíveis influências e mudanças entre as interfaces magnetosfera / atmosfera que cientistas do mundo inteiro não tiram os olhos do céu, isto, dos astrofísicos aos climatólogos, seja pela observação direta ou indiretamente. 

Para entender o nosso astro rei...

O Sol tem um campo magnético muito grande e complexo, por causa de sua superfície 12.000 vezes maior do que a da Terra. Isto influencia todo o campo magnético interplanetário, sendo que o vento solar carrega o fluxo de partículas que se desprendem do Sol até os planetas mais distantes, interagindo com o campo magnético planetário e gerando fenômenos como a aurora.
As regiões onde o campo magnético do sol são fortes são chamadas de regiões ativas. Elas, com frequência, produzem manchas solares. As erupções do campo magnético podem gerar explosões energéticas no Sol, como as ejeções de massa coronal. O grau de complexidade do campo magnético do Sol aumenta e diminui no decorrer dos ciclos das manchas solares.
Os turbulentos movimentos do plasma solar carregado na zona de convecção do Sol tem papel importante e, é possível, de acordo com algumas teorias, que parte desse magnetismo seja resquício da nuvem primordial de que se formou o Sol(3). O plasma é, na verdade, o quarto estado da matéria. Quando a temperatura é muito elevada os elétrons podem escapar de suas órbitas ao redor do núcleo. Se isso ocorre não estão mais presos, então temos o estado de plasma –  o gás se converte em um amontoado de elétrons complexos no campo magnético da terra (4).
O que observamos da Terra como as proeminências (5) e arcos coronais são indicadores do material que flui e se ejeta por milhares de quilômetros sobre a superfície do Sol. Pode o vento solar e o campo magnético interplanetário (IMF) encontrar o campo magnético interestelar e o plasma interestelar. O limite entre o espaço dominado pelo Sol – a heliosfera -, e o espaço interestelar, se chama heliopausa. Genericamente sua estrutura está subdividida em interior, superfície e atmosfera.

a) Núcleo solar – nele ocorrem as reações de fusão nuclear que aquecem o Sol. A principal reação é:


4H → He4 + e+ + V e + Y



b) Fotosfera – boa parte da energia que recebemos do Sol é luz visível que emite a fotosfera. Em decorrência do grande calor proveniente do centro, no interior do sol, por debaixo da fotosfera a matéria quente sobe, torna-se mais brilhante. As regiões escuras são aquelas onde o plasma frio submerge até o interior: esse movimento de convecção se chama padrão de granulação solar.

c) Cromosfera (baixa atm) - na Cromosfera é onde ocorrem intensas erupções ou explosões solares – as flares. Delas provêm uma imensa quantidade de energia lançadas para o espaço, o plasma. E o seu fluxo contínuo são os “ventos solares”(6) . Situa-se acima da fotosfera e é uma região de transição entre ela e a coroa estelar. A temperatura cresce no seu interior, por isso é denominada de “camada de inversão”. A densidade, em contrapartida, decai.

d) Coroa (alta atm) – é a parte mais externa da atmosfera solar. É muito quente, plasma brilhante, gás magnetizado que, às vezes, forma laços criados em decorrência do campo magnético em torno das manchas solares. Pode ser visualizada durante um eclipse.

a) Heliosfera – palavra derivada do grego “hélios” , denominação do Sol. Sua influência é vasta e inclui as regiões que contêm o campo magnético interplanetário (IMF) mais o campo magnético do Sol. Seu material é transportado pelo vento solar para o campo magnético planetário até o seu limite, a heliopausa.

6 - Manchas Solares e sua influência sobre a Terra - o Sol tal como as demais estrelas é uma esfera de gás de hidrogênio e hélio, dentre outros. Em seu núcleo ocorrem reações termonucleares, onde se produz um núcleo de hélio a partir de quatro núcleos de hidrogênio, tendo como elementos intermediários o nitrogênio e o carbono restaurados ao final da reação - num processo chamado de degênese. As manchas solares são regiões irregulares mais escuras do que a fotosfera (7) circundante:

*em consequência da diferença de temperatura -, com campos magnéticos muito fortes. As alterações que causam à atmosfera solar são as fáculas (explosões - 8). Alguns teóricos levantam a hipótese de que por não ser um corpo rígido e por ter rotação diferenciada entre seu equador ( 26 dias) e polos ( 30 dias) que surgem as manchas – devido à expulsão de matéria da Fotosfera e a inversão da polaridade magnética. As manchas solares tendem a se formar em grupos. Elas são constituídas de:

a ) Umbra – uma região central muito escura e mais fria, por causa do campo magnético local que impede a convecção.

b) Penumbra - o halo menos escuro que circunda a umbra (9).

O número de manchas solares ressurgem ciclicamente em intervalos de 11 a 12 anos, em média, conhecidos como Ciclo Solar ou Ciclo de Schwabe . No início deste, o número de manchas é mínima. O máximo solar ocorre em torno de 5,5 anos, já mais próximas ao equador solar. A atividade é alta e a radiação EUV afeta a ionosfera(10). O tamanho delas varia bastante, sendo que frequentemente são muito maiores do que a Terra. O Sol emite radiação em quase todos os comprimentos de onda, contudo, 99,9% dessa energia este na faixa entre 0,15 e 4,0 mícrons. Dentro do intervalo temos cerca de 52 % da radiação solar que atinge a superfície do planeta na faixa espectral do infravermelho, 44% na do visível e 4% na do ultravioleta. Segundo VAREJÃO, a presença de Manchas solares e de flares intensifica o vento solar, no que resulta em tempestades magnéticas sobre a Terra. Os efeitos são o aparecimento de auroras polares, interferências nas comunicações radiofônicas (11), danos mais sérios em satélites, radares, nas redes elétricas, problemas com os sistemas de GPS( TEC – Total electron content=conteúdo total de elétrons - 12), etc.:


“Tempestades no Sol NO AUGE DA ATIVIDADE DESSAS REGIÕES PERTURBADAS manifesta-se uma rápida, porém colossal explosão chamada labareda solar (ou solar flare, em inglês). Um indicativo da iminência de um flare é o rápido aumento da área ocupada por um grupo de manchas, comuns nos períodos de máximo solar. Durante os períodos de máximo ocorrem muitas tempestades solares (o que não significa que nos períodos de mínima atividade elas não aconteçam!).
Ejeções de massa coronal do Sol podem atingir a Terra. Ao interagir com o campo magnético do planeta elas produzem o espetáculo das auroras, mas também perturbam os instrumentos de orientação de satélites em órbita, podem interromper as comunicações de longa distância, os serviços de GPS (posicionamento global por satélite), ou até mesmo provocar apagões em cidades do norte da Europa, Estados Unidos e Canadá. Tempestades solares também podem ameaçar a saúde dos astronautas em órbita, caso eles estejam realizando atividades do lado de fora de suas naves.”(13)

O mínimo solar é quando observamos uma atividade muito reduzida, isto é, uma atividade geomagnética calma, com pouca presença de elétrons livres na ionosfera. É com ele que se anuncia um novo ciclo solar. A duração do período do mínimo para o máximo é em torno de 3 a 4 anos. Do máximo para o mínimo, de 7 a 8 anos. O aparecimento das manchas solares na fotosfera é a manifestação da atividade solar e, cada uma, corresponde a um polo do campo magnético (14).

c) Vento solar – o Sol lança toneladas de matéria e de radiação eletromagnética(15) no espaço, por segundo. E este material chega até nós por meio da ação do Vento Solar. As partículas viajam em alta velocidade pela heliosfera e são responsáveis pelos eventos como a aurora, a ionização da coma dos cometas, formam a magnetosfera de um planeta, etc. As sondas Ulysses e Swics y Swoops coletam dados com a finalidade de elaborar mapas em 3D acerca das características do vento solar (16). Dentre elas:

* a constituição do material compõe-se em 95% de hidrogênio, 4% de hélio, 1% de carbono, nitrogênio, neon, magnésio, ferro;

* a maioria da matéria do universo encontra-se no estado de plasma, em consequência do calor intenso. Nesse plasma os elétrons de carga negativa fluem livremente entre os íons carregados positivamente (17);

* é responsável pelo campo magnético interplanetário, cujo formato de espiral provém do tipo de rotação do Sol (18);

Em 1848, Johann Rudolf Wolf criou um método de medição das manchas solares no disco solar.

O número de manchas solares pode ser calculado por meio do índice de Wolf

R = k(10g+s)

Onde:

R = Número de manchas solares;

k = Fator de correção ( dados obtidos por observadores diferentes em locais diversos);

g = Número de grupos de manchas;

s = Número de manchas observadas individualmente.

O ciclo solar, neste século, até o momento, tem sido muito mais uniforme do que no passado quando teve grandes variações. Sabe-se do ciclo solar, mas nada ainda do por que ele existe dentro dos padrões observados. 

A diminuição sensível das atividades do Sol levou os astrofísicos a estudar o fenômeno com maior atenção. Isto porque o Sol tem apresentado o menor nível de atividade em décadas e, ainda, tem apresentado uma luminosidade menor em 100 anos. Essa pausa tem feito os cientistas retomarem os estudos da Pequena Era do Gelo, que se estendeu de 1300 a 1850, com um período de intensificação entre 1645 e 1715. Conforme os pesquisadores, ela está associada a queda nas tempestades solares, a inatividade em sua superfície e, ficou conhecida como o “mínima de Maunder”. Vários inconvenientes foram observados, relacionados ao resfriamento incomum na Groenlândia, Holanda, Alpes e outros locais, entretanto, não foi um fenômeno mundial.
De tudo, o que mais é preocupante é a variação no brilho do Sol. Uma variação de 50% poderia representar a extinção da vida na terra.
Sobre a “Pequena Era do Gelo” e o mínimo de Mounder os estudo apontam ter afetado e como ainda afetarão no futuro o nosso planeta (19).
Estamos findando este relato no período do ciclo solar 24, iniciado em 2008. Após um prolongado período de inatividade, em março deste ano o Sol apresentou altos níveis de atividade, algo que de acordo com os cálculos científicos, o pico deveria ocorrer em aproximadamente 2013. Podemos afirmar que o padrão observado até o momento, oscilatório, não nos permite predizer se o número de manchas ainda não atingiu o seu ápice ou, se antecipou às estimativas. Os próprios pesquisadores preferem a cautela de não se anteciparem, por ter sido um ciclo mais atípico. Decerto, o que nos cabe como observadores do fenômeno e “sensíveis” interessados é estimular como educadores esses estudos, de modo a formar pessoas capazes de compreenderem a importância dos ciclos e sua influência para o clima na Terra, para a vida no geral, para o ser humano - enfim, pensando formas de minimizar as interferências destrutivas dessas ondas daqui para um futuro distante. Desse modo, quando hesitar, pense que vale a pena, sim,  olhar para o céu...

( Não esqueça de desligar o MixPod!)


Astronomy Br - Duetto, dez. 2006

Notas:
(1) Investigando a Terra, p .11-14.
 
(2) Nos dicionários: ver, estudar, examinar ou dizer de antemão, pressupor, supor, conjecturar, subentender...enfim, nada se fala de certar... 

(3) http://www.windows2universe.org/sun/sun_magnetic_field.html&lang=sp&0=l

(4) http://www.windows2universe.org/sun/Solar_interior/Sun_layers/Core/plasma_state.html&lang=sp&0=l

(5) Proeminência ou protuberância são filamentos de gás em forma de arcos - http://www.astro.iag.usp.br/~picazzio/aga292/Notasdeaula/sol_aga210.pdf
 
  
(7) Não há uniformidade na área da fotosfera solar. As áreas quentes são as mais brilhantes ( são os grânulos e as fáculas – as última muito maiores, muito mais brilhantes e com maior período de duração do que os primeiros).

(8) http://www.fis.unb.br/plasmas/aula08.pdf

(9)http://www.ufrgs.br/geodesia/c_not%C3%ADcias_arquivos/ANAIS_IISAPGU.pdf

(10) http://www.inpe.br/climaespacial/glossario/pt/gloss-c.php#19

(11) http://www.agritempo.gov.br/publish/publicacoes/livros/METEOROLOGIA_E_CLIMATOLOGIA_VD2_Mar_2006.pdf, p. 181-182.


(12)O TEC , conforme o autor do artigo, é o número de elétrons livres contidos em uma coluna que se estende da superfície terrestre à antena receptora, sendo que a maior concentração de elétrons está na ionosfera. Entretanto, como os satélites estão na plasmafera, esta região também deve ser considerada nos estudos dessas perturbações. http://www.ufrgs.br/geodesia/c_not%C3%ADcias_arquivos/ANAIS_IISAPGU.pdf
 
(13) http://www.zenite.nu/

(14) http://www.fis.unb.br/plasmas/aula08.pdf

(15)http://www.astro.iag.usp.br/~picazzio/aga292/Notasdeaula/sol_aga210.pdf
  
(16)http://www.windows2universe.org/sun/wind­character.html

(17)http://www.windows2universe.org/sun/wind_character.html&lang=sp&0=l
  
(18)http://www.fis.unb.br/plasmas/aula08.pdf

(19)http://sandcarioca.wordpress.com/

Bibliografia:

HERRMANN. Joaquim. Astronomia. São Paulo, Círculo do Livro. S/d.

Investigando a Terra – earth sciene curriculum project e s c p. São Paulo, Mc. Graw-Hill do Brasil, 1973.


Webgrafia:

http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2011/11/nasa-registra-mancha-solar-gigante.html
http://pt.scribd.com/doc/50857947/60/Constante-solar
http://www.astro.iag.usp.br/~picazzio/aga292/Notasdeaula/sol_aga210.pdf
http://www.ufrgs.br/geodesia/c_not%C3%ADcias_arquivos/ANAIS_IISAPGU.pdf

2 comentários:

vidaslife disse...

Quanta informação, não tinha tanta noção assim dos efeitos do sol. Ótimo texto. De grande qualidade. Parabéns pela escolha. Passando para lhe desejar uma linda semana e beijinhos carinhosos para ti.

FÊNIX CRUZ disse...

Menina - eu estava pensando em você ainda esta semana!
Para variar minhas máquinas estão ruins - uma pifou de vez e a outra, às vezes não consegue detectar a internet ( e voltou do 2º conserto a quinze dias...). Eu quis colocar memória ( numa empresa "especializada") e me arrependi até o último fio de cabelo! Hoje aconselho a todos que me perguntam: "não ponha memória compre um novo!". Enfim...

Mas, quanto ao texto, eu fiquei muito impressionada com o "quarto" estado da matéria - confesso que eu não sabia. Recebi o tema Manchas solares sem muitas esperanças de encontrar algo muito diferente daquilo que se aprende de forma descritiva a respeito do Sol. À medida que fui pesquisando também fui mergulhando neste mar de perguntas acerca da vida e das mutações nas chamadas "interfaces". Realmente, eu não pude trabalhar mais a fundo por falta de material (livros são quase impossíveis de encontrar)e porque precisei me restringir ao tema proposto. Talvez, eu ainda procure escrever mais sobre essas "interfaces" e sobre o "Quarto estado da matéria". É um assunto interessante e muito difícil - exigirá um estudo muito profundo por não ser da minha área de pesquisa.
Fico muito feliz por ter gostado!

Related Posts with Thumbnails

Google+ Followers

FaceMundo