Efeito estufa

Essencial para o surgimento de vida e para manter a temperatura no planeta, tornou-se um problema devido à concentração de gases.

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FORÇA GRAVITACIONAL

A massa do planeta é crucial para que a atmosfera não se disperse no cosmo

EXPERIMENTO

Como reproduzir o efeito estufa em sala de aula

BIOLOGIA FÍSICA

Terra Singular

Em meio a imensidão árida e hostil do universo, uma sequência rara de eventos e circunstâncias levaram à formação da atmosfera e ao surgimento de vida complexa em nosso planeta, fatores que possibilitaram o desenvolvimento dos seres vivos

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O documentário apresenta os fatores atmosféricos, climáticos e geológicos que tornaram a vida na Terra possível. Mostra as forças da natureza que há bilhões de anos vêm moldando o planeta e discute a forma como a humanidade está se tornando uma nova força de transformação do planeta.

No programa Sala de Professor, as convidadas desenvolveram um trabalho que retoma discussões climáticas importantes e propõem um experimento que reproduz o efeito estufa em laboratório e abre oportunidade para discutir o papel desse fenômeno na criação e manutenção da vida.

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Ao longo de 4,5 bilhões de anos, uma conjunção notável de fatores fez com que o nosso planeta desfrutasse de uma condição ímpar que permitiu o surgimento de vida complexa.

No ambiente adverso e severo do universo, é muito difícil a ocorrência de fatores como os que possibilitaram a ascensão dos seres vivos na Terra. A história de desenvolvimento do planeta nos últimos 4,5 bilhões de anos é composta por uma sucessão de eventos e circunstâncias que viabilizaram o desenvolvimento de vida complexa. A raridade do corpo celeste que habitamos é o tema do documentário “Terra Singular”.

O aumento de sua massa quando da colisão com Théia – seu planeta irmão; a força gravitacional e a formação da atmosfera; sua posição

estratégica na Via Láctea, numa distância ideal do Sol – nem tão perto, de modo a impossibilitar que a água evapore, nem tão longe, situação em que congelaria; a influência da Lua; a proteção provida por Júpiter.

Todos esses foram – e são - elementos cruciais para que a vida pudesse se desenvolver no nível de complexidade que tem no homem um de seus representantes máximos. O estudo acerca de tais fenômenos provê uma excelente oportunidade para que estudantes possam compreender conceitos fundamentais da Física e da Biologia de forma interdisciplinar e contextualizada pela história do desenvolvimento do planeta e da vida.


A colisão com seu planeta irmão, Théia, possibilitou à Terra aumentar sua massa e sua força gravitacional, o que faz com que os gases da atmosfera não se dispersem pelo cosmo.

O momento que mudou para sempre o destino da Terra foi quando houve a colisão com seu planeta irmão gêmeo, Théia, com o qual compartilhava a mesma órbita no sistema solar. O choque entre os dois corpos celestes levou à destruição de Théia, que teve a maior parte de sua massa absorvida pela Terra - os fragmentos dessa colisão formaram a Lua.

O aumento da massa da Terra foi crucial para a formação da atmosfera, pois o poder de atração gravitacional do planeta aumentou consideravelmente e isso impede que os gases essenciais para a vida se dispersem pelo cosmo. Essa tese pode ser comprovada por meio da comparação com o caso do planeta

Marte. O quarto planeta do Sistema Solar já teve água e condições para a vida, mas sua baixa força gravitacional não reteve sua atmosfera, que se esvaiu pelo espaço e não criou as condições para o desenvolvimento de vida complexa semelhante à Terra.

O efeito estufa é essencial para a manutenção do equilíbrio no planeta. Mas a concentração de gás carbônico na atmosfera, que cresce desde a revolução industrial, pode estar interferindo nesse equilíbrio e provocando mudanças climáticas

O efeito estufa se tornou tema da política internacional e ganhou as manchetes dos jornais nos últimos anos devido ao seu papel na elevação das temperaturas no planeta. A pecha de “vilão” do meio ambiente, entretanto, contradiz com a função essencial do efeito estufa: manter a temperatura do planeta o que, consequentemente, permite o desenvolvimento de vida complexa.

O efeito estufa ocorre quando da radiação infravermelha que é refletida pela superfície terrestre reage com determinados gases, sobretudo o dióxido de carbono (CO2), retendo o calor na atmosfera. Sem a ocorrência do efeito estufa, a temperatura média do planeta seria de – 18ºC, o que tornaria inviável o desenvolvimento da vida. Devido ao efeito estufa a temperatura média da

Terra tem se mantido em torno de 14ºC, ideal para o desenvolvimento e manutenção de vida.

Além do CO2, outros gases reagem com a radiação infravermelha na produção do fenômeno: o gás metano (CH4), o óxido nitroso (N2O) e o hexafluoreto de enxofre (SF6).

O BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO

Ao se trabalhar o conteúdo sobre o aquecimento global, é fundamental que fique claro para os alunos que o efeito estufa não tem relações diretas com o aumento do buraco da camada de ozônio e nem que o buraco na camada de ozônio agrava o efeito estufa ou aumenta a temperatura no planeta.

Localizada nas áreas mais altas da atmosfera, entre 25km e 35 km de altitude, a camada funciona como

um escudo protetor do planeta, pois absorve até 98% da radiação ultravioleta emitida pelo Sol.

O buraco na camada de ozônio foi identificado a partir dos anos 1980. O fenômeno é causado pela emissão dos CFCs (Clorofluorcarbonos), gases que reagem com o ozônio – destruindo suas moléculas – presentes em aerossóis, geladeiras e aparelhos de ar-condicionado.

Em contato com a pele humana, os raios ultravioleta são capazes de causar alterações no DNA das células, provocando o câncer.

Segundo estudos recentes, a concentração de gases nocivos à camada de ozônio vem caindo cerca de 1% ao ano. Isso indica que por volta de 2050 a camada de ozônio estará restabelecida, com níveis semelhantes aos de 1980.

A Hipótese de Gaia defende que a Terra é um grande organismo vivo e como a própria vida é essencial para a manutenção e o desenvolvimento das espécies

Um imenso ser vivo, capaz de obter energia para o seu funcionamento, regular seu clima e temperatura, eliminar seus detritos e combater suas próprias doenças – em suma, um organismo capaz de se autorregular, como os demais seres vivos. Esse seria o planeta Terra segundo a Hipótese de Gaia, tese formulada pelo britânico James Lovelock e a norte-americana Lynn Margulis.

A hipótese de Lovelock e Margulis preconiza que a vida regula o clima e a composição atmosférica num nível ótimo para si mesma. A autorregulação se dá por meio das complexas retroalimentações entre a vida, a atmosfera, as rochas e a água. O processo proposto pela hipótese seria crucial para a evolução das espécies, uma vez que os seres vivos seriam capazes de modificar o meio ambiente em que habitam, tornando-o mais adequado à

sobrevivência – o que teria implicação direta no surgimento e diversificação das formas de vida.

A Terra seria um planeta no qual a vida controlaria a manutenção da própria vida por meio de mecanismos de feedback e de interações diversas, o que tem proporcionado condições habitáveis na superfície terrestre por vastos períodos de tempo geológico.

O pensamento de que a Terra seria um imenso organismo vivo surgiu a partir de experimentos feitos por Lovelock nos anos 1970, que se tornaram conhecidos como “O Mundo das Margaridas”. Ao criar um meio ambiente no qual margaridas escuras e claras reagiam com diferentes níveis de temperatura, verificou-se que a presença da vida é fundamental para o resfriamento do planeta, mantendo-o em condições ideais para a diversificação da vida:

Embora contestada por parte da comunidade científica, a ação humana pode estar acelerando o aquecimento do planeta, condição que talvez comprometa as condições ambientais para a sobrevivência de algumas espécies

No cenário político e científico internacional é intensa a discussão se a atuação antrópica desencadeou um processo de aquecimento global ou se apenas tem acelerado algo que acontece nos ciclos naturais do planeta. Mas o fato é que desde o início da revolução industrial, e em especial nos últimos 50 anos do século XX, a Terra está mais quente.

As evidências desse aquecimento são o aumento da temperatura no ar e nos oceanos, o derretimento da neve e do gelo levando à elevação do nível do mar. Relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) das Nações Unidas

estima que a temperatura da Terra subiu 0,74ºC nos últimos 100 anos e estima que se nada for feito, até o final do século XXI, pode ocorrer uma elevação entre 2ºC e 5,8ºC.

Como pode-se ver no documentário “Terra Singular”, alterações nessa ordem poderiam acabar com as condições de sobrevivência de uma parte significativa das espécies existentes hoje. Tal catástrofe poderia determinar uma nova hierarquia entre os seres vivos no planeta – esse tipo de fenômeno já ocorreu antes quando, por exemplo, permitiu a ascensão dos mamíferos a partir da extinção dos dinossauros.

Proposta de atividade interdisciplinar entre Biologia e Física recria, com auxílio de béqueres, eletrodos, lâmpadas e gelo seco, o efeito estufa dentro da sala de aula

Demonstrar na prática como ocorre o efeito estufa. Essa é a proposta de experimento que une conceitos da Física e da Biologia. A atividade tem o objetivo verificar o comportamento da temperatura na presença de dióxido de carbono (CO2), de modo a permitir ao aluno aferir a importância da emissão desse gás na atmosfera no processo de elevação da temperatura.

No experimento, um lâmpada incandescente, que possui espectro de radiação semelhante ao do Sol, vai aquecer recipientes que simulam duas composições atmosféricas: no primeiro o ar ambiente e no segundo o ar com saturação de gás carbônico.

A expectativa é que o recipiente com mais CO2 atinja temperaturas superiores ao com ar ambiente. Os resultados deverão registrar uma diferença de cerca de 1,5ºC. É essencial que que os alunos apreendam que, apesar de pequena, tal diferença pode ser decisiva na manutenção das condições de sobrevivência de grande parte das espécies.