A vida sem a Lua: uma especulação científica Understand article

Traduzido por Bruno Fontinha. Temperaturas elevadíssimas, uma paisagem alagada, ventos violentos... O que seria do nosso planeta sem a Lua?

Imagem cortesia de Erin
Tranfield / Goloverez /
iStockphoto

A Lua, der Mondla lune. O seu nome e mesmo o seu género diferem de língua para língua mas não existe qualquer dúvida que é uma peça chave da nossa imagem da Terra. Consegues imaginar a Terra sem a lua? Sem aquele objecto bem bonito e brilhante atravessando a noite, suspenso no horizonte, espreitando pelas árvores numa noite fria de inverno? Sem um luar romântico, sem Blue Moon, e sem aterragens lunares. Se é certo que sentiríamos a sua falta – sem a Lua, nós nem poderíamos existir.

Vamos imaginar dois cenários: (i) se a Terra não tivesse uma lua e (ii) se a nossa lua desaparecesse subitamente. Mas primeiro, recordemos os efeitos que a Lua exerce sobre a Terra.

Tempo e marés: a influência da Lua sobre a Terra

Nem sempre a Terra possuiu uma lua, então de onde é que ela veio? A teoria científica predominante é a de que um objecto com cerca do tamanho de Marte, demoninado Theia, colidiu com a Terra há cerca de 4.5 biliões de anos atrás. Colidindo através de um ângulo oblíquo, provocou uma nuvem de detritos que se fundiram para dar origem à Lua. Este evento teve consequências profundas sobre a Terra.

Julga-se que a Lua foi
formada num impacto de
elevada velocidade, quando
um corpo com o tamanho de
Marte chocou contra uma
Terra ainda jovem há cerca
de 4.5 biliões de anos atrás.
A rocha derretida, o vapor e
os estilhaços daí resultantes
juntaram-se com os
estilhaços provenientes da
Terra para formar um anel
em redor no nosso planeta.
Com o tempo, estes
estilhaços juntaram-se para
formar a Lua.

Imagem cortesia da NASA /
JPL-Caltech

A Terra e a sua Lua acabada de ser formada, exerceram uma força gravitacional para ambos os lados, diminuindo a rotação da Terra e aumentando a duração dos dias terrestres de 5 horas para 24 (Touma & Wisdom, 1998). De facto, até aos dias de hoje, a Lua continua a diminuir lentamente a rotação da Terra, mas somente por 0.002 segundos por século (figura 1).

Figura 1: A Terra (A) gira, orbitada pela Lua (B). A atracção gravitacional da Lua provoca uma protuberância de maré (C): a água na Terra é puxada em direcção à Lua.

1) A Terra gira mais rapidamente quando comparada com a orbita da Lua em redor da Terra, causando um atrito quando a terra gira sob as marés. Este atrito entre a terra e o bojo de maré puxa o bojo das marés para a frente (C), de modo que este está à frente da linha de atração entre a Terra e a Lua (D).

2) A força de fricção (F) entre a Terra e o oceano actua como uma barreira. Esta força é denominada de barreira de maré e “puxa” a Terra para trás na sua orbita, diminuindo deste modo a rotação da Terra. Esta barreira de maré afecta também a Lua através da força (E), “empurrando” a Lua para a frente na sua orbita, aumentando deste modo a rotação da Lua. Esta é a razão pela qual a orbita da Lua aumenta lentamente, afastando-a progressivamente da Terra. Clique na imagem para ampliar.
Imagem cortesia de Nicola Graf

A força gravitacional atractiva entre a Terra e a Lua permite também estabilizar o ângulo do eixo da Terra, que é hoje um valor constante de 23.5°, o que confere à Terra o seu clima razoavelmente constante e de certo modo previsível, assim como as várias estações do ano (figura 2). Sem a Lua, no entanto, o eixo teria continuado a oscilar.

Figura 2: A atracção gravitacional entre a Terra e a Lua estabiliza o ângulo do eixo da Terra, dando à Terra o seu clima razoavelmente constante e de certo modo previsível, assim como as várias estações do ano. Devido ao facto de a Lua orbitar a Terra e de estar mais próxima quando comparada com os outros planetas, a sua força gravitacional é bastante mais forte do que a dos outros e quase sempre constante. Sem a Lua, a Terra seria sujeita à força de outros planetas que também orbitam em redor do Sol: quando Júpiter estivesse próximo, puxaria a Terra na sua direcção, quando Marte estivesse próximo, puxaria numa outra direcção. A Terra seria assim puxada por várias forças ao longo do tempo e o seu eixo oscilaria. (Imagem não reproduzida à escala). Clique na imagem para ampliar.
Imagem cortesia de NASA / JPL

Uma outra característica do nosso planeta são os seus oceanos: mais de 70% da superfície da Terra está coberta de água salgada, subindo e descendo num ciclo de maré de 12.5 h. As forças que geram as marés são complexas, envolvendo não só as forças centrífugas provenientes da rotação da Terra mas também como a força gravitacional da Lua e do Sol (figura 3). O efeito da Lua, no entanto, é o dobro da do Sol; isto acontece porque a força gravitacional que um objecto exerce sobre outro depende da sua massa e da sua distância.

Figura 3: Quer a Lua quer o Sol estão envolvidos nas marés, na medida em que ambos exercem a sua respectiva força gravitacional sobre a Terra. A atracção gravitacional da Lua faz com que os oceanos sofram uma protuberância em direcção à Lua. Uma outro protuberância ocorre em sentido inverso, na medida em que a Terra está também a ser puxada em direcção à Lua (e longe da água no lado mais distante). Devido ao facto de a Terra girar, estas protuberâncias (marés altas, A) ocorrem duas vezes por dia em qualquer ponto.

As marés evidenciam também um padrão ligado ao ciclo lunar. Quando a Lua e o Sol estão alinhados (lua nova, B, ou lua cheia, C) a sua força gravitacional combinada é extremamente forte e as marés são mais altas (marés primaveris). Quando a Lua encontra-se no seu primeiro quandrante (D) ou terceiro quadrante (E), as marés são baixas (marés mortas). . Clique na imagem para ampliar.
Imagem cortesia de Nicola Graf

Não se sabe ao certo quão próxima a Lua estaria em relação à Terra quando foi formada, mas no entanto sabemos que se encontrava mais longe do que 12 000 km e mais próxima relativamente aos dias de hoje (cerca de 384 400 km). Isto significa que inicialmente provocava marés mais robustas quando comparadas com as que sentimos hoje em dia – marés que se suspeita terem sido importantes na mistura dos oceanos e na evolução inicial da vida, há cerca de 3.8 biliões de anos atrás (Comins, 1996).

Interessantemente, as marés e a rotação da Terra têm um efeito na própria Lua. Juntas, elas puxam a Lua, fazendo com que gire um pouco mais rápido, e à medida que gira cada vez mais rápido, esta move-se para longe da Terra – mas somente a uma taxa de 3.82 cm por ano (figura 1).

Tartarugas marinhas
(Chelonioidea) depositam os
seus ovos durante as marés
de primavera, quando
ocorrem as marés altas mais
elevadas. Estas marés
possibilitam que as
tartarugas fêmeas possam
nadar até à praia para
depositar os seus ovos acima
da marca de água elevada
(onde eles melhor nascem).

Imagem cortesia de Kubrak78
/ iStockphoto

Cenário 1: e se nós nunca tivéssemos tido a lua?

O que é que teria acontecido na Terra se, há cerca de 4.5 biliões de anos atrás, Theia tivesse passado pacificamente no seu caminho sem ter atingido a Terra e formado a lua? Bem, a vida teria provavelmente existido na Terra, mas os humanos certamente que não. Pensa no longo caminho da evolução, as pequenas alterações, as adaptações ínfimas que os organismos fazem no seu meio ambiente. Teria somente sido necessário alterações pequenas no meio ambiente terrestre para que a evolução sofresse uma alteração dramática. Eu não estaria aqui a escrever este artigo – e tu não estarias aqui a lê-lo.

E se a Lua nunca se tivesse formado, a Terra seria um lugar bem mais diferente. Um dia na Terra seria somente de 8-10 horas, sem a lua para o tornar mais lento. A rotação mais rápida causaria ventos de 160-200 km que varreriam a superfície da Terra. O eixo de inclinação da terra oscilaria, resultando numa variação dramática da temperatura ao longo de milhares de milhões de anos. Mas apesar de os nossos oceanos possuírem marés, estas seriam muito menores – causadas somente pelo Sol.

Pode perguntar aos seus estudantes para eles especularem sobre que tipo de vida poderia ter evoluído numa Terra sem a lua, sendo capaz de suportar temperaturas extremas, ventos fortes, marés pequenas e dias curtos.

Cenário 2: e se a nossa Lua desaparecesse repentinamente?

Medusa (Cnidaria) e muitos
outros grupos de
zooplancton marinho e de
água doce movêm-se para
cima e para baixo ao longo
da coluna de água de acordo
com o ritmo diário. Se a Lua
depararecesse, os dias na
Terra tornar-se-iam bem
mais pequenos e os animais
teriam de se adaptar ao
ritmo diário mais curto.

Imagem cortesia de Nicolas
Hoizey / Flickr

Supondo que a Lua simplesmente desaparecesse amanhã? Nós e todos os outros organismos na Terra estariam em sérios apuros: nós evoluímos para viver sob determinadas condições e de repente, seríamos confrontados com um ambiente totalmente diferente. Estas mudanças aconteceriam ao longo de milhares de milhões de anos, o que pode parecer como um longo período de tempo, mas as mudanças seriam dramáticas.

Sem a Lua, a estabilidade do eixo da Terra seria perdido novamente e, com ela, as nossas temperaturas previsíveis. Vamos considerar duas cidades: Roma, em Itália, e Estocolmo, na Suécia. No Verão, a média da temperatura mais alta em Roma é de 29 °C, e no Inverno a média é de 13 °C. Em Estocolmo, a temperatura mais elevada no Verão é de 20 °C e no Inverno é 0 °Cw1. Se o eixo da Terra for alterado, as temperaturas nestas duas cidades seriam alteradas drasticamente. Imagine se as temperaturas fossem trocadas: as infra-estruturas (por exemplo, o ar condicionado ou os arados para a neve) estariam deslocadas nessas cidades para que os humanos pudessem viver, trabalhar e comer confortavelmente. Os Italianos, os Suecos e de todas as outras formas de vida na Terra teriam de se adaptar ou seriam extintas.

Diversos organismos, tal
como o veado, acasalam em
determinados periodos do
ano. Qual seria o efeito que a
ausência da Lua – e das
nossas estações do ano –
teria sobre estes
organismos?

Imagem cortesia de Alex
Groundwater / Flickr

Estar em movimento até pode ser uma opção, mas certamente não para todos os organismos. Or corais de recife, por exemplo, são ecosistemas bastante complexos e sensíveis que poderão não conseguir adaptar-se rapidamente a alterações na temperature da água, acabando por provavelmente morrer (Saxby et al., 2003).

Além disso, à medida que as temperaturas se alteram, a Terra poderia perder as duas regiões frias: os polos, que contêm quantidades enormes de gelo. Com o possível degelo, o nível dos oceanos aumentaria, mudando completamente as áreas costeiras por todo o mundo. Países como a Holanda seriam completamente cobertos de água.

Com a falta de estabilidade no eixo da Terra, a regularidade das estações do ano também se poderia perder, com consequências difíceis de imaginar. Pense em como crescem os diversos organismos, como acasalam, migram ou hibernam em determinadas alturas do ano. E as alterações bruscas nas temperaturas que afectariam a época de cultivo e o clima para as plantas, fariam com que a produção de alimentos para os milhares de milhões de pessoas na Terra fosse mais complexo.

Se nós perdessemos a nossa
Lua, e como tal a
regularidade das estações do
ano, como é que este evento
iria afectar as árvores de
folha caduca – que
apresentam cores lindíssimas
durante o Outono no Lago
District no Reino Unido?

Imagem cortesia de
midlander1231 / Flickr

Nada mais que lunático?

Até pode ser que não esteja à espera de encontrar tão ostensiva especulação num artigo científico. No entanto, ao encorajar os alunos a imaginar um mundo sem a lua pode ser um exercício engraçado para ilustrar todas as facetas interessantes com que a Lua faz a Terra ser o planeta maravilhoso que conhecemos. Tal exercício introduz não só alguma física complexa num contexto simples, como também dá aos alunos uma oportunidade de pensar sobre o caminho da evolução, e sobre o modo como cada aspecto das nossas vidas é afectado pelo nosso ambiente.

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

Resources

Author(s)

Erin Tranfield completou o seu doutoramento em Maio de 2007 no Departamento de Patologia e Medicina Laboratorial na Universidade de British Columbia, em Vancouver, Canadá. Esteve dois anos na NASA Ames Research Center em Moffett Field, California, EUA, a investigar os efeitos da poeira lunar sobre a fisiologia e patologia humanas. A Erin encontra-se de momento no Laboratório Europeu de Biologia Molecular em Heiddelberg, Alemanha, a trabalhar na reconstrução tridimensional do spindle meiotico usando tomografia de electrão a alta resolução.

Erin é actualmente adjunto de faculdade no International Space Universityw2 e é membro da equipa para a toxicidade da poeira lunar da Agência Espacial Europeia.


Review

A Lua sempre esteve presente nas nossas vidas e a maioria de nós não está consciente da sua importância. Antes de ler este artigo, os alunos podem pensar e discutir sobre a influência da Lua na Terra. A discussão poderá ser organizada em pequenos grupos onde todos os membros possam ter a oportunidade de expressar as suas opiniões.

Na medida em que este artigo oferece informação sobre o papel da Lua na origem e evolução da vida, poderá também ser usado como uma introdução em como a evolução funciona. Os alunos poderão então falar sobre o efeito que os seres humanos exercem sobre o ambiente.

Finalmente, o artigo também poderá providenciar um contexto para ensinar conceitos de física, nomeadamente o estudo dos campos gravitacionais, ajudando a sensibizar os alunos para este tema.

O artigo deve ser usado como um exercício de compreensão, incluindo as seguintes questões:

  • Qual é a origem da Lua?
  • Qual é o efeito da Lua na Terra?
  • Qual foi o papel da Lua na origem e evolução da vida na Terra?
  • O que aconteceria se a Lua desaparecesse repentinamente?

Mireia Guell Serra, Espanha




License

CC-BY-NC-ND