O ozônio e o Big Bang

O calor e o vento
O poder do Sol tem duas desvantagens principais: a luz ultravioleta e os ventos solares. A luz ultravioleta pode causar câncer, catarata e outros problemas de saúde. Já os ventos solares, uma corrente de partículas carregadas ou ionizadas que saem do Sol, poderiam desfazer nossa atmosfera. Mas fique tranqüilo, pois a Terra tem defesas naturais contra os dois. Nossa camada de ozônio nos protege contra a luz ultravioleta (UV) e nosso campos magnético nos protege contra os ventos solares.

A estratosfera, a camada da atmosfera logo acima daquela em que vivemos, contém uma fina camada de ozônio (O₃). E para variar, essa camada não existiria sem o Sol. O ozônio é composto por três átomos de oxigênio. Apesar de não ser uma molécula muito instável, é preciso muita energia para criá-la. Quando a luz UV atinge uma molécula de oxigênio (O₂), ela se divide em dois átomos de oxigênio (O). Quando um destes átomos entra em contato com uma molécula de oxigênio, eles se combinam para formar o ozônio, em um processo que também pode acontecer ao contrário: a luz UV atinge o ozônio e o divide em uma molécula de oxigênio e um átomo de oxigênio.

Imagens cedidas pela NASA Molécula de oxigênio + luz = dois átomos de oxigênio. Átomo de oxigênio + molécula de oxigênio = molécula de ozônio.

Esse processo se chama ciclo do ozônio e converte luz UV em calor, impedindo que ela atinja a superfície da Terra. Está certo que, sem o Sol, a Terra não teria uma camada de ozônio, mas por outro lado, a Terra também não precisaria de uma.

No entanto, embora o Sol crie a camada de ozônio, é a própria Terra que cria sua defesa contra os ventos solares. Sem o campo magnético da Terra, as partículas ionizadas dos ventos solares poderiam levar embora a nossa atmosfera. A origem desse campo são as profundezas do núcleo do nosso planeta, onde interações entre o núcleo interior e o exterior o criam.

Imagem cedida por USGS As camadas da Terra incluem núcleo interno, núcleo externo, manto e crosta

O núcleo interno do planeta é feito de ferro sólido e ao seu redor está o núcleo externo, que é derretido. Essas duas camadas estão em regiões muito profundas da Terra, separadas da crosta pelo manto, que é bastante espesso. O manto, por sua vez, é sólido mas maleável, como o plástico, e é a origem de todo o magma liberado pelos vulcões.

O núcleo interno da Terra também gira, de forma bem parecida à Terra girando em torno de seu próprio eixo. O núcleo externo também gira, mas a uma taxa diferente do que a do núcleo interno. Essa diferença cria um efeito dínamo, ou convecções e correntes dentro do núcleo. É isso que cria o campo magnético da Terra: é como um eletroimã gigante. Quando os ventos solares atingem a Terra, colidem com o campo magnético, ou magnetosfera, em vez de colidirem com a atmosfera.

Imagem cedida pelo Consórcio SOHO O SOHO é um projeto de cooperação internacional entre a ESA (Agência Espacial Européia) e a NASA

Os pólos do planeta mudam de lugar de tempos em tempos (cerca de 400 vezes nos últimos 330 milhões de anos), fazendo com que o campo fique mais fraco durante essa mudança. Mas simulações por computador previram que o Sol pode auxiliar nisso também ao interagir com a atmosfera e complementar o campo magnético enquanto a mudança ocorre.

É a constituição física da Terra que gera seu campo magnético, e essa composição é um produto da criação da Terra, que não teria sido possível sem o Sol.

Planetas e estrelas

AuroraO campo magnético da Terra é o que causa a aurora boreal (em inglês), as belas luzes que surgem quando a radiação solar rebate no campo magnético da Terra. E ela acontece no Pólo Sul também, só que com o nome de aurora astral.

A teoria científica mais famosa sobre a origem da Terra envolve uma nuvem giratória de poeira chamada de nebulosa solar. Essa nebulosa foi um produto do Big Bang. Embora filósofos, teólogos e cientistas tenham várias idéias sobre de onde veio o universo, a teoria científica mais aceita é a Teoria do Big Bang. De acordo com ela, o universo teve sua origem em uma enorme explosão.

Antes do Big Bang, toda a matéria e energia que agora formam o universo estavam contidas em uma singularidade. Uma singularidade é um ponto com uma temperatura extremamente alta e densidade infinita, que também é encontrada no centro de um buraco negro. Essa singularidade flutuava em um vácuo total até que explodiu, arremessando gás e energia em todas as direções. Imagine uma bomba disparando dentro de um ovo. A matéria se moveu em todas as direções a velocidades altíssimas.

Conforme o gás da explosão esfriou, várias forças físicas fizeram com que as partículas se unissem. E conforme continuaram a esfriar, diminuíram sua velocidade e foram ficando mais organizadas, até crescerem e se tornarem estrelas. Mas isso não foi rápido, levou bilhões de anos.

Há cerca de cinco bilhões de anos, alguns desses gases e matérias se tornaram o nosso Sol. No começo ele era uma nuvem quente e giratória de gás que também continha alguns elementos mais pesados. Conforme a nuvem girava, ela se agrupou em um disco chamado de nebulosa solar. Foi dentro desse disco que nosso planeta e os outros do sistema solar se formaram. O centro da nuvem continuou a se condensar, chegando ao ponto em que teve sua ignição iniciada e se tornou um sol.

Imagem cedida pela NASA Nebulosa solar

Ainda não há evidências concretas explicando a maneira exata em que a Terra se formou nessa nebulosa, mas os cientistas têm duas teorias. Ambas envolvem a agregação, ou moléculas e partículas se unindo. Elas partem da mesma idéia básica: há cerca de 4,6 bilhões de anos, a Terra se formou pela união de partículas dentro de um disco gigante de gás que girava na órbita do que viria a ser o nosso Sol. E após o Sol ter entrado em ignição, expeliu todas as partículas adicionais para longe, formando o sistema solar como o conhecemos hoje. A nossa Lua também se formou nessa nebulosa solar .

No princípio, a Terra era vulcânica e extremamente quente. Seguindo o resfriamento do planeta, formou-se uma crosta, onde se criaram várias crateras devido a impactos de asteróides e outros fragmentos. E como o processo de resfriamento continuava, a água preencheu os vales que haviam se formado na superfície, criando os oceanos.

Através dos terremotos, erupções vulcânicas e outros fatores, a superfície da Terra chegou à forma que conhecemos hoje. A massa do planeta fornece a gravidade que mantém todas suas partes juntas e a superfície fornece um lugar para vivermos. Mas a verdade é que o processo todo não teria começado sem o Sol.

Confira os links na próxima página para aprender mais sobre a Terra, o Sol e assuntos relacionados.

Como sabemos?Assim como aconteceu com a evolução, a Teoria do Big Bang causou polêmica. Mas aqui vão algumas das razões pelas quais os cientistas acham que ela está certa: toda a matéria do universo está se distanciando a uma velocidade muito rápida. Cientistas já provaram isso ao medir o desvio para o vermelho das estrelas, que é como as ondas de luz se esticam conforme se distanciam de nós; os cientistas conseguem detectar e medir radiação de baixo nível chamada de radiação cósmica de fundo ou radiação de fundo em microondas, que parece ser um subproduto do Big Bang. Novas análises dessa radiação sugerem que o universo mudou de um ponto microscópico para um sistema enorme em uma fração de segundo [ref (em inglês)]. Para aprender mais sobre o Big Bang, confira estas informações (em inglês) fornecidas pela NASA, pela Universidade de Michigan (em inglês) e pela Universidade da California em Berkeley (em inglês).