Escritos
B. Piropo
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Volte de onde veio
16/08/2010
< A lua sumiu. E agora? >


Pois eu poderia afirmar que “não existiríamos sem a Lua” querendo com isto dizer que, não fora a existência da Lua, a espécie humana não teria sido criada porque foi a Lua que propiciou condições favoráveis para seu desenvolvimento mas, uma vez criada, já não dependeríamos mais da lua para continuar existindo.
Mas há ainda outra interpretação. Segundo ela, ao afirmar que “não existiríamos sem a Lua” eu poderia estar querendo dizer que caso a Lua desaparecesse dos céus, a espécie humana não mais poderia sobreviver e também desapareceria.
Então, pergunto eu, segundo sua opinião, qual deles seria o real sentido da afirmação?
Se você não respondeu “ambos”, lamento informar que errou. Porque se não fosse a Lua não haveria vida na Terra e caso ela continue se afastando da Terra até deixar de ser nosso satélite (o que, como logo veremos, inevitavelmente acontecerá) a vida na Terra como a conhecemos se extinguirá.
Dureza, nénão?
Pois assim é. Foi a Lua, que há alguns bilhões de anos girava muito mais perto da Terra, que tornou possível o estabelecimento de condições para que fosse preparada a “sopa primordial” (já falamos dela quando na coluna sobre < http://blogs.forumpcs.com.br/bpiropo/2010/03/26/dia-mundial-da-agua-i-a-agua-e-a-vida/ > o Dia Mundial da Água, lembra?) que deu origem à vida. É a Lua que, com seu efeito giroscópico, estabiliza a inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica (calma, já explicamos; por enquanto satisfaça-se com o giroscópio da Figura 1 que logo voltaremos a falar nele) e regulariza a rotação do planeta. E é esta mesma Lua que, inevitável e inexoravelmente, aos poucos se afasta de nós até um dia em que estará tão afastada que já não mais poderá ser considerada nosso satélite (mas você não precisa se preocupar com isso).

Figura 1: giroscópio

Vamos ver o como e o porquê de cada uma destas afirmativas.

O nascimento da vida
Antes do “impacto gigantesco” que, segundo a teoria mais aceita, resultou no nascimento da Lua, a Terra girava muito mais depressa em torno de seu eixo. Tão depressa que executava uma volta completa em apenas cinco ou seis horas.
Quando a Lua se formou, as coisas mudaram radicalmente. Para começar, a translação da Terra (ou seja, o movimento que ela executa em torno do sol ao longo de uma órbita ligeiramente elíptica que dura pouco mais que 365 dias e seis horas) deixou de ser feita por seu centro de gravidade e passou a sê-lo pelo centro de gravidade dos dois corpos celestes, Terra e Lua (o que faz com que alguns astrônomos considerem que Terra e Lua constituem um planeta duplo e não um planeta e seu satélite).
Mas a classificação não importa. O que importa é o efeito que esta dualidade gerou sobre a Terra.
Para começar, a presença da Lua exerce um formidável efeito giroscópico que desacelera e estabiliza a rotação da Terra. E isso merece um comentário à parte.
Para quem não sabe: “giroscópio” é um dispositivo que mantém sempre a mesma orientação baseado no princípio de conservação do movimento angular (em virtude do qual uma massa, depois de animada por um dado movimento de rotação, tende a manter inalterada a orientação do eixo de rotação e resiste a forças que procuram alterar a posição deste eixo). Uma explicação completa do fenômeno pode ser encontrada no verbete < http://en.wikipedia.org/wiki/Gyroscope > “Gyroscope” da edição em inglês da Wikipedia (e mesmo que você não leia inglês, recomendo uma consulta ao verbete porque, se você rolar a página para baixo, verá duas elucidativas animações que ilustram o conceito). Além dela, duas interessantíssimas demonstrações do efeito giroscópico podem ser vistas nos vídeos < http://www.youtube.com/watch?v=pF_SUvPAOSs > “What is a Gyroscope” e < http://www.youtube.com/watch?v=cquvA_IpEsA > “Gyroscope” do YouTube. Mesmo que você não seja angloparlante vale a pena assistir os vídeos, já que o que importa é ver o fenômeno em funcionamento (no segundo vídeo aparece uma animação mostrando o uso dos giroscópios na orientação de aeronaves e robôs). Incidentalmente: àqueles que gozaram os prazeres da infância há mais de cinquenta anos eu diria que a melhor forma de ilustrar o efeito giroscópico e o conceito de “precessão” é jogar pião, mas na era dos videogames dificilmente se encontrará um espécime humano que saiba o que é “jogar pião” (para quem não está ligando o nome ao objeto, aqui está, na Figura 2, foto de minha autoria “tirada” agora mesmo, um pião de minha coleção de guardados, já com sua “fieira” enrolada e pronto para o lançamento; se eu não tivesse “perdido a mão”, fotografá-lo-ia em pleno esplendor de seu movimento de rotação, com precessão e tudo o mais).

Figura 2 – Pião e fieira

Pois bem: sem a Lua para retardar e estabilizar a rotação da Terra o dia teria seis horas de duração. A atmosfera, se existisse, seria tão turbulenta que o que chamamos hoje de tufões seriam ventos corriqueiros. E isto não é exagero, é fato comprovado: o planeta Júpiter, um gigante que também tem atmosfera gasosa, completa seu movimento de rotação em dez horas. Lá, furacões e tufões são tão violentos e duram tanto tempo (séculos, em medida do tempo terrestre) que a erosão eólica é a principal responsável pela modelagem de sua superfície. Seria difícil a formação de vida em um ambiente assim, e caso fosse formada seriam organismos totalmente diversos dos que são hoje encontrados na Terra. Inclusive a espécie humana, ça va sans dire.
Mas não é só isso. O mais evidente efeito da Lua sobre o que ocorre na Terra, como sabemos todos, são as marés. Elas devem seu ciclo à atração conjunta da Lua e do Sol (este em muito menor escala) sobre a massa d’água dos oceanos. É claro que esta atração não move apenas a água: também o magma, no interior da crosta terrestre, se movimenta por efeito da atração lunar, o que causa uma deformação cíclica da esfera terrestre e faz com que a crosta se mova horizontalmente sobre o magma. Um movimento mínimo, é claro, mas suficiente para provocar fricção e contribuir para a formação e existência das grandes placas tectônicas e seus movimentos relativos.
Mas se hoje as marés são tão importantes para a vida na Terra, imagine seus efeitos há quatro bilhões de anos quando, como vimos na < http://blogs.forumpcs.com.br/bpiropo/2010/08/15/a-lua-esta-no-ceu-e-dai/ > coluna anterior, ela estava “logo ali”, a vinte ou trinta mil quilômetros de distância. Naqueles dias as marés eram mil vezes maiores e em vez de fazer o nível dos oceanos variar poucos metros causavam uma variação de alguns quilômetros (não esqueça: a atração gravitacional é proporcional não apenas à massa, mas também ao quadrado da distância entre os corpos e uma redução pequena na distância provoca uma grande variação na força de atração).
Foram estas marés gigantescas que ajudaram a criar as condições ideais para o surgimento da vida. As águas, em seu violento ir e vir, arrancavam pedaços imensos das camadas externas da crosta terrestre e as levavam para o oceano, diluindo e dissolvendo os mais diferentes compostos. Foi esta ação que formou “sopa primordial”, um líquido riquíssimo em minerais que, com as faíscas elétricas dos raios, tornou possível a formação de compostos orgânicos como aminoácidos. De aminoácidos vieram as proteínas e foram elas que formaram as primeiras células vivas nas gigantescas lagunas deixadas para trás nas formidáveis vazantes das imensas marés de antanho.
Estas lagunas foram o ambiente ideal para que a vida se formasse e se adaptasse ao ambiente terrestre, pois sua existência obedecia ao ciclo das marés: enchiam e secavam, alternando o ambiente de forma a torná-lo propício ao surgimento das formas de vida mais primitivas (segundo a ciência moderna, a vida nasceu na água). E foi ainda esta alternância que forçou estes seres aquáticos a se adaptarem gradualmente a um ambiente seco criando artifícios para nele sobreviverem – por exemplo: pernas.
Ainda hoje a existência – e, sobretudo, a regularidade – das marés exerce influência decisiva sobre a evolução das espécies de vida no planeta. Nas áreas afetadas pelas marés se desenvolveram espécies que somente poderiam sobreviver ali. Um exemplo notável de ecossistema que não existiria sem as marés são os manguezais, formidáveis reservatórios de vida e processadores de alimento para o homem e uma infinidade de espécies marinhas e terrestres (apesar das tentativas do homem “civilizado” que, por séculos a fio, procura “saneá-los”, aterrando ou destruindo-os para se livrar de sua lama nojenta e aparentemente insalubre).
Mas o que importa, cavalheiros, é que sem a Lua não existiríamos. Nem nós nem nenhum ser vivo neste planeta.

A inclinação do eixo
Pois voltemos ao efeito giroscópico. Você assistiu aos vídeos? Se não, volte lá e assista pelo menos ao segundo. E, se não der mesmo, então examine novamente a Figura 1, capturada justamente deste vídeo. E repare como o eixo em torno do qual o giroscópio efetua sua rotação permanece estranhamente inclinado em relação ao plano horizontal – e não obstante isso, o giroscópio permanece girando e mantendo-se sobre seu apoio em um misterioso equilíbrio. Pois tanto este equilíbrio quanto a inclinação do eixo devem-se ao “efeito giroscópico”. O mesmo efeito que mantém a inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica em um valor constante de 23,45º .
Complicou? Pois expliquemos.

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Figura 3: Plano da eclíptica

A terra executa uma volta completa em torno do Sol em um ano. Ela faz isso percorrendo uma órbita fechada com formato de uma elipse bastante arredondada que tem o Sol em um dos focos. A elipse é uma curva plana, ou seja, pode ser contida em um plano (para entender a diferença: o trajeto de um carrinho de uma montanha russa, por exemplo, não é uma curva plana). Pois bem: em qualquer ponto do deslocamento da Terra ao longo de sua órbita elíptica, ela, a própria órbita e o Sol estão contidos em um único plano. Este plano chama-se “plano da eclíptica” e está assinalado na Figura 3 (já veremos o porquê do nome).
A Lua, por sua vez, também gira em torno da Terra. Ela, sua órbita e a Terra também definem um plano. Só que, ao contrário do que a maioria das pessoas pensa, este plano não é o mesmo da órbita da Terra e nem é o mesmo do equador. O plano da órbita da Lua é inclinado em relação ao da eclíptica, formando um ângulo de cinco graus. E é justamente isso que dá o nome ao plano da eclíptica: somente poderá ocorrer um eclipse quando a Lua, em seu movimento, atravessar este plano. Enquanto ela se mantiver fora dele, por mais que gire e passe entre a Terra e o Sol, jamais estarão sobre a mesma linha e a Lua não poderá projetar sua sombra sobre a Terra. Para que haja um eclipse é preciso que Lua, Sol e Terra estejam no mesmo plano e este plano é o da eclíptica, de onde Sol e Terra jamais saem.
A Terra também gira em torno de si mesma. Na verdade, a Terra gira em torno de um eixo, uma linha ideal que a atravessa pelos polos. Também ao contrário do que muita gente pensa, esta linha (o eixo de rotação da Terra) não é perpendicular ao plano da eclíptica (se fosse, a interseção entre o plano da eclíptica e a Terra coincidiria exatamente com o equador). O eixo da Terra mantém uma inclinação em relação ao plano da eclíptica de exatos 23,45º como mostra a Figura 3 (na verdade este eixo não permanece sempre paralelo a si mesmo; devido a um fenômeno denominado “precessão dos equinócios”, ele executa um movimento como se deslizasse sobre a parede de um cone, um movimento similar ao executado pelo eixo de um pião – ou de um giroscópio – que completa uma rotação a cada 26 mil anos, mas a diferença ano a ano é tão pequena que podemos considerar que o eixo se mantém sempre em uma posição paralela a si mesmo ao longo do tempo).
Pois bem: é esta inclinação do eixo da Terra, juntamente com a translação da Terra em seu giro em torno do Sol, a responsável pela repetição incessante do ciclo das estações do ano. É esta inclinação que faz com que o sol ilumine “de frente” (ou seja, perpendicularmente) regiões diferentes do planeta ao longo do movimento de translação da Terra, fazendo com que, naquela época, seja verão naquele hemisfério e inverno no outro. É esta inclinação que faz com que a duração do período diurno seja maior no verão (quando o hemisfério está “de cara” para o Sol) que no inverno (quando o sol bate nele meio “enviesado”). É ela que faz com que o “dia” e a “noite” somente durem cada um doze horas exatas duas vezes por ano, nos chamados equinócios (ou seja, “equi”, igual, “nocti”, noite, dia igual à noite) da primavera e do outono.
Esta inclinação poderia variar?
Sim, claro que poderia. Marte, por exemplo, também é animado dos movimentos de translação (girando em sua órbita solar) e rotação (girando em torno de um eixo imaginário).  A diferença entre as rotações da Terra e de Marte é que o eixo de rotação de Marte não mantém sempre a mesma inclinação em relação ao plano de sua órbita. Ao contrário: se inclina para um lado e para outro como o de um pião – porém sem manter a regularidade mantida pelo pião. O eixo de Marte é vacilante como o andar de um bêbado. E vacila tanto, e tanto se inclina, que seu ângulo em relação ao plano da órbita sofre mudanças radicais. Tão radicais que volta e meia seus polos (locais onde o eixo imaginário de rotação atravessa sua superfície) se movimentam até chegar muito próximos do plano da órbita. E depois retornam para longe dele. E o pior é que nem ao menos o um movimento regular: por vezes é muito lento, outras extremamente rápido.
O que aconteceria se isso ocorresse com a Terra? Bem, quando a inclinação do eixo fosse muito grande e os polos se aproximassem do plano da eclíptica, todo o gelo dos polos se derreteria, o nível dos oceanos subiria, inundando imensas regiões. Depois, toda esta água voltaria a se consolidar e, dependendo do grau de inclinação e da rapidez em que ela se alterasse, poderia cobrir de gelo todo o planeta. E em outras ocasiões a maior parte da água dos oceanos se vaporizaria.
Em um planeta assim, se houver formas de vida, as mudanças climáticas irregulares fariam com que fossem totalmente diferentes daquelas que existem na Terra, com suas estações que se sucedem e regularmente. Foi esta sucessão regular que permitiu a evolução de espécies como a nossa, organismos multicelulares extremamente complexos e delicados. Em um planeta em que o eixo de rotação se movimenta irregularmente, somente sobreviveriam formas de vida muito simples e extremamente resistentes a alterações ambientais drásticas.
Mas e o que tem isso a ver com a Lua?
Tudo a ver: pode ser demonstrado matematicamente que, não fosse a presença estabilizadora da Lua e seu efeito giroscópico, a inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica variaria ampla e irregularmente de zero a noventa graus, mais ou menos como em Marte.
Isto derreteria o gelo nos polos, tornaria o ciclo das estações imprevisível e irregular e, certamente, extinguiria a maioria das espécies mais complexas, que dependem da regularidade dos ciclos sazonais para sobreviver.
Mais uma vez, está demonstrado: sem a Lua, não existiríamos.

A Lua se afasta da Terra
O problema é que, como afirmamos no início da coluna, a Lua está fugindo.
Quem mantém a lua girando em torno da Terra é a atração gravitacional mútua. É esta atração, combinada com as forças geradas pela rotação da Lua em torno da Terra, que mantém a distância entre Terra e Lua em um valor relativamente constante e é ela que garante a constância dos ciclos lunares, fazendo com que o período de rotação da Lua em torno da Terra seja sempre igual.
É fácil verificar: amarre uma pedra a um barbante e mantenha-a girando em torno de você. De acordo com a primeira lei de Newton, nenhum corpo, sozinho, consegue alterar seu movimento. Ou seja: se ele estiver parado ou se movendo em movimento retilíneo uniforme (sempre para a frente e com igual velocidade), continuará assim até que uma força seja aplicada sobre ele. Mas a pedra altera seu movimento: faz uma curva.
É aí que entra a Segunda Lei de Newton. Que garante que, se houve uma alteração do movimento, ela só pode ter ocorrido em virtude da aplicação de uma força. Como a pedra está presa a um barbante e se existe uma força nela aplicada, esta força somente pode ser aplicada através do barbante, que “puxa” a pedra sempre para o centro, alterando seu movimento. Esta força é a força centrípeta. A atração gravitacional é uma força centrípeta aplicada através de um barbante virtual.
Mas o conjunto das Leis de Newton não é uma dupla caipira, é um trio de ouro: há também a Terceira Lei de Newton que garante que a toda ação corresponde uma reação igual e no sentido oposto. No caso da pedra, esta reação é aplicada à sua mão através do barbante. É uma força que tende a empurrar a pedra para longe de você (o que, de fato, ocorrerá se você soltar o barbante e parar de exercer a força centrípeta), fugindo do centro. E, por isso, é chamada de “força centrífuga”.
Ou seja: durante todo o tempo em que a Lua gira em torno da Terra ela o faz mediante o equilíbrio delicado de duas forças: a centrípeta, provocada pela atração gravitacional que um corpo exerce sobre o outro, e a centrífuga, provocada pela tendência da Lua a transformar seu movimento elíptico em retilíneo uniforme, como manda a Primeira Lei.
Resumindo: se você soltar o barbante a pedra se vai. E se a gravidade cessar, também a Lua se irá.
A gravidade não cessa, mas a força exercida por ela pode mudar. Esta força, ainda de acordo com Newton, se dá na razão direta das massas e na razão inversa do quadrado da distância. E a distância entre a Terra e a Lua está aumentando: a lua está se afastando pouco a pouco da Terra.
Nós já sabíamos disso há muito tempo (quer dizer: os astrônomos já haviam confirmado esta tendência há muito tempo). Mas agora podemos não somente ter certeza como também medir com absoluta precisão a velocidade com que o afastamento se dá.
Como? Ora, quando os astronautas da missão Apollo 11 estiveram por lá, deixaram firmemente presa no regolito lunar uma placa refletora que recebe e reflete para a Terra um feixe de raio laser. Cujo comprimento de onda é precisamente conhecido. E que nos permite determinar distâncias planetárias com precisão milimétrica.
Duvida? Bem está aí a Wikipedia que não me deixa mentir: o experimento chama-se < http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Laser_Ranging_experiment > “Lunar Laser Ranging”, é só consultar. E a placa refletora aí está, na Figura 4.

Figura 4: Placa refletora na Lua

Resultado do experimento: está confirmado que a Lua se afasta da Terra exatos 38 milímetros por ano.
Pouquinho, nénão?
Mas se afasta.
O problema é saber por que se afasta.
A teoria mais aceita afirma que o afastamento se dá por causa das marés. Que, ironicamente, são provocadas pela própria Lua. E que fazem com que a Terra não mantenha o comportamento sério de um corpo celeste rígido, como se espera, mas o comportamento volúvel de certas estrelas (estas, da TV). Com isso de água pra lá, água pra cá, seu centro de gravidade está sempre mudando, como muda o humor das divas. A própria forma do planeta se altera, já que as marés criam um bojo que “persegue” a posição da lua e, do lado oposto do planeta, forma-se um segundo bojo, um pouco menor, causado pela força centrífuga provocada pelo movimento relativo dos dois corpos celestes (é por isto que temos duas marés a cada dia).
Esta contínua mudança provoca um efeito de torque que acelera ligeiramente a Lua. E quanto mais rápido ela gira, mais se afasta de nós.
Resultado: com o passar do tempo e a continuar este efeito, a tendência é que Lua se afaste tanto de nós que a ação da gravidade sobre ela se tornará tão pequena (lembre do quadrado da distância...) que ela acabará se desprendendo da Terra.
Quando isto ocorrer, ela parecerá fixa na esfera celeste e será visível apenas de um hemisfério terrestre. Seus efeitos sobre nosso planeta cessarão, o que tornará a vida impossível.
Sem dúvida uma péssima notícia. Mas tem sua parte boa.
A parte boa é que você não precisa se preocupar com ela. Os cálculos astronômicos indicam que a Lua somente se desprenderia da Terra daqui a 50 bilhões de anos.
Eu garanto que você não sobreviverá até lá.
E não é que não acredite na imortalidade que os avanços das biociências e da nanotecnologia nos prometem. É que antes disso, bem antes disso, ocorrerá outro fenômeno que, este sim, merece nossa atenção e preocupação: é que, como o Sol é uma estrela e, afinal, estrelas também morrem, antes que a Lua nos abandone o Sol se “apagará”.
Agora sim, você ficou preocupado, pois não?
Bem, também não sei se há razão para isto. Os cálculos mais pessimistas garantem que o Sol deverá durar ainda algum tempo.
Dez bilhões de anos, para ser preciso.
Anime-se...

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B. Piropo

 


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