Aumento da Temperatura Global

A Terra está a ficar mais quente, a temperatura da superfície aumentou 0,6 graus Celcius nos últimos 100 anos. Mudanças causadas por uma concentração de gases de efeito estufa na atmosfera estão a afectar o ciclo da temperatura? A respeito do degelo dos glaciares no Norte uma recente descoberta afirma que a transformação no Ártico é uma tendência natural ligada à emergência da Pequena Idade do Gelo. Uma concentração de gases de efeito estufa, lançado pelo Homem ajuda a aquecer a Terra. Em apenas dois anos o lago Rochemelon, a 3200 metros de altitude, nos Alpes franceses pode demonstrar a capacidade de influência humana. Em 2001 este lago tinha 600 metros de comprimento, 40 de largura e 19 de profundidade. Desde então as dimensões cresceram 8% no comprimento, 50% na largura e 25% na profundidade.

Aerossóis, Cfc’s e compostos lançados na atmosfera, tanto por fábricas, como pela poluição diária nas cidades, ou também na agricultura tradicional em que se usam pesticidas, praguicidas, estão a afectar em muito o sincronismo biológico. Correntes de ar ascendente dentro de uma nuvem sustentam gotas de chuva enquanto são pequenas. Gases como dióxido de carbono, metano, óxido de azoto entre outros gases fazem com que as gotas cresçam pouco e devagar enquanto a nuvem cresce. Essas nuvens não chegam a produzir chuva. As gotas evaporam, a água com os aerossóis não volta a cair e é levada pelos ventos até ao Atlântico ou Pacífico.

Os anfíbios também são vítimas da poluição. As deformidades em anfíbios como rãs e salamandras começaram em áreas onde grandes quantidades de fertilizantes e insecticidas eram aplicadas. Um dos produtos listados como um dos responsáveis pelas graves deformidades foi o metoprene que foi promovido como substituto seguro para o DDT – pesticida proibido. Também grandes quantidades de ácido retinóico pode desencadear malformações em rãs. Mas a poluição é apenas um dos elementos que o provocam.

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Os OGM serão uma solução?

Os organismos geneticamente modificados são promissores, eles são maiores, têm melhor aparência e podem ser colhidos a qualquer altura do ano. São a solução na medida em que o crescimento na produção agrícola poderia resolver a fome no mundo, respondem a uma necessidade social.

Plasmídeos, pequenos cromossomas circulares encontrados em bactérias, costumam conter genes que oferecem resistência a antibióticos. Como um gene codifica ou “expressa” uma proteína não importa se integra um genoma humano ou vegetal, a proteína vai ser sempre a mesma. Deste modo pode-se “encaixar” no genoma de um vegetal o gene de um insecto, fazendo assim com que o gene confira ao vegetal características desejáveis, como resistência a pragas ou a inserção de nutrientes. A primeira experiência bem sucedida com a técnica que passou a denominar-se DNA recombinante foi a transferência de um gene de uma rã para uma bactéria, em 1973 pelos cientistas Cohen e Boyer, que lideravam equipas de pesquisadores em Stanford e na University of California. Da lista de OGMs fazem parte bactérias como microfábricas de insulina humana, em 1982. A insulina que dantes era isolada do pâncreas de bovinos e porcos, procedimento complexo e demorado, passou a ser produzida muito mais depressa e com mais facilidade.

Os OGMs viriam trazer uma solução face ao crescimento demográfico, o crescimento da produção agrícola poderia resolver a fome no mundo. Seria uma solução mas por outro lado poder-se-ia revelar perigoso. Se doenças e falta de alimentos não limitassem o crescimento da população humana, esta duplicaria de 25 em 25 anos, o que quer dizer que se os OGMs viriam oferecer alimento à população mundial com déficit de alimento estaríamos ou estaremos mesmo a aumentar a população humana para números extremos para a capacidade da Terra. Actualmente, segundo a última Cimeira da Terra, seriam necessárias 4,5 “Terras” com as capacidades da nossa para que toda a população mundial viva a nível médio europeu de qualidade de vida. Mas não é a proteger e dar lugar a toda a gente que houver que nos vamos salvar, pelo contrário. Se o aumento de população e do consumo de electricidade continuar como agora, em 2600 só haverá lugares em pé numa Terra aquecida ao rubro. Problemas a longo prazo poderão ser resolvidos através das soluções que podemos arranjar actualmente. Soluções essas que passam por arranjar lugar para toda o crescimento da população, por exemplo colonizar Marte.

Fontes:
Scientific American
"O Universo Numa Casca de Noz", Stephen Hawking

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De Onde Vêm os OGM?

A técnica de melhorar um alimento com a finalidade de economizar espaço e tempo e comer melhor já vem de há milhares de anos. A transformação de plantas iniciou-se no final da última glaciação. Num pensamento arcaico, os frutos silvestres tinham sido semeados pelos deuses, mesmo que fossem precisas grandes caminhadas para os alcançar. Os alimentos cultivados, pelo contrário, tinham sido fixados pelo desejo do homem e isso contrariava a Natureza.

Com a fundação da agricultura houve a domesticação de plantas e animais através de selecção que elevou a oferta de alimentos.

Os OGMs (Organismos Geneticamente Modificados) existem à dez mil anos só que em vez de serem seleccionadas pelos agricultores ao longo dos anos naturalmente, são seleccionadas no laboratório por engenheiros. Repare-se que as batatas que antes tinham 2cm de comprimento hoje têm dez vezes mais. O mesmo acontece com muitas outras frutas seleccionadas geneticamente ao longo de gerações. A pupunha, uma das frutas mais populares da região da Amazónia, há 10 mil anos não superava os 2 gramas de peso, contra os 200 gramas actuais. Foi a domesticação dos alimentos que possibilitou esse desenvolvimento. Uma grande diversidade de frutas resulta das semeaduras feitas por populações indígenas. O início da agricultura e também as manipulações permitidas pelas descobertas mendelianas podem ser vistas como interferência nas formas moldadas da selecção natural ao longo da história da vida na Terra. Os OGMs, ou trangénicos, são apenas a última expressão dessas transformações, tão antigas como o início dos cultivos.

fonte: Scientific American

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Variabilidade: Ajuste e Desajuste

Uma população é mais resistente às alterações envolventes quanto mais variável ela for. Se uma população é muito especializada tem poucas chances de sobreviver a alguma mudança no seu habitat.

As emissões de gases de efeito estufa fazem aquecer o planeta, o que poderá levar a extinções resultantes da discrepância entre cronogramas de espécies sequentes na cadeia alimentar.
Os anos produtivos das larvas de bacalhau ocorriam quando os cronogramas de zooplâncton e fitoplâncton coincidiam. A esta feliz sequência de acontecimentos chama-se ajuste. Ao contrário de quando o zooplâncton está fora de sincronia com o seu alimento, levando a uma redução do número de larvas de bacalhau a que se chama desajuste.

À medida que as temperaturas sobem, espécies interdependentes em muitos ecossistemas estão-se a desviar do sincronismo. Comparando os anos 90 com as quatro décadas anteriores 385 plantas estavam florescendo 4,5 dias mais cedo na média. Destas 385, 60 floresciam duas semanas antes.

Estas mudanças climáticas fizeram com que as folhas de carvalho brotassem mais cedo. Como resultado, as mariposas de lagartas do inverno, que são alimento para que as crias de pardal criem penugem, atingem um pico de biomassa actualmente mais cedo em relação à duas décadas atrás. Como o tempo de postura dos ovos de pardal não se alterou, somente as primeiras crias consomem os vermes. O cronograma de algumas espécies ficam, devido a estas mudanças, desemparelhadas criando um desajuste na cadeia alimentar. Outra espécie afectada são os pinguins de Adélia. Nos últimos 50 anos, as temperaturas de inverno na Península Antárctica subiram quase 6ºC, pondo em risco os pinguins de Adélia cujo número decresceu 70% nos últimos 30 anos. O descongelamento do manto de gelo marinho faz com que humidade excessiva escape para a atmosfera causando, deste modo um aumento da precipitação de neve. Devido a esta precipitação as faces voltadas para Sul, abrigadas dos ventos, são as últimas a derreter na Primavera. As aves precisam de solo nu para construir os seus ninhos de pedregulhos. Se a neve não derrete a tempo, os pinguins de Adélia tentam nidificar sobre ela. Quando a neve derrete, os ovos encharcam de água e “goram”.

fotes:
Scientific American

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Do Caos à Ordem

“A segunda lei da termodinâmica descreve como uma sucessão de estados de equilíbrio pode ser irreversível, de forma que o sistema não possa voltar ao seu estado inicial sem cobrar um preço à sua vizinhança” (Rubi, M, SciAm Dezembro, 2008). Os processos naturais, espontâneos, ocorrem apenas num sentido: são irreversíveis, ocorrendo com aumento de entropia. Um cubo de gelo derretido não se refaz espontaneamente; é necessário um custo energético. A entropia é uma medida da desordem de um determinado sistema. Quantifica a irreversibilidade espontânea do sentido de um processo.

A entropia é calculada como sendo a quantidade de calor trocada a dividir pela temperatura. Num sistema isolado, a entropia mantém-se ou aumenta. Nunca diminui.

“O Universo é um sistema em expansão. Então, a sua entropia pode aumentar sem limite.” Desta forma o Universo nunca entra num estado de equilíbrio.

“Os sistemas em não-equilíbrio (…) contrariam a ideia de que a natureza tende a tornar-se cada vez mais desordenada”

Alguns eventos estão relacionados com o não-equilíbrio. Vejamos a osmose reversa. Trata-se de um “processo de separação em que o solvente é separado do soluto de baixa massa molecular por uma membrana permeável ao solvente e impermeável ao soluto”. Este processo é usado tanto para dessalinização da água do mar ou para recuperação de águas residuais. Neste processo, uma pressão externa mantém o sistema fora de equilíbrio, através de uma pressão superior à pressão osmótica do lado da solução mais concentrada. A água é forçada a fluir no sentido menos concentrado.

Estes processos, de não-equilíbrio, estão ligados pela relação de reciprocidade (Lars Onsager). A relação de reciprocidade mostra como um sistema que não está em equilíbrio pode ser ordenado, ou seja, promover uma diminuição da entropia interna desse sistema.

Se aquecermos um fluido pela parte inferior, forma-se um gradiente de calor em que, na base a temperatura é mais elevada do que no topo. Se a temperatura aumenta, o gradiente também aumenta provocando um desvio do equilíbrio. Forma-se um movimento de convecção que… é ordenado! Se a temperatura aumentar mais ainda, o movimento torna-se torbulento. “O problema de Bénard, demonstra que a ordem pode-se transformar em caos e de novo em ordem, à medida que o sistema se desvia para o equilíbrio.”

Fontes:

Scientific American, Dezembro 2008

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A pobreza em África: Um problema de quem?

Este post da Piscila Rêgo dá-nos uma ideia da dimensão da extrema pobreza que se vive no continente africano. Muitas são as teorias mas este estudo vem dar uma nova luz à problemática.

Analisando o PIB per capita de alguns países africanos e comparando-os com países asiáticos o Pedro mostra, numa análise transparente qual o cerne deste incómodo internacional. Estaremos a ajudar um continente que não merece? Veremos os gráficos, as análises e as explicações.

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Universos Paralelos

Os físicos que estudavam o nível quântico perceberam algumas coisas peculiares nesse mundo minúsculo. Uma delas é que as partículas que existem nesse nível conseguem tomar diferentes formas arbitrariamente. Por exemplo: os cientistas observaram fotões actuando como partículas e ondas. Até mesmo um único fotão tem esse desvio de forma.

Devido ao Princípio da incerteza de Heisenberg, não se pode saber, simultaneamente a posição e a velocidade uma partícula. Por este motivo usa-se a função de onda, que indica as probabilidades de a partícula estar numa determinada posição.

A interpretação de Copenhague da mecânica quântica apoia a ideia do Princípio da Incerteza de Heisenberg. Essa interpretação afirma que todas as partículas quânticas não existem num ou noutro estado, mas em todos os estados possíveis ao mesmo tempo. A soma total dos possíveis estados de um objecto quântico é chamada de sua função de onda. A condição de um objecto existir em todos seus possíveis estados, de uma só vez, é chamada de superposição.

A observação parece "aprisionar" um estado particular da realidade, da mesma forma que se pode dizer que uma moeda é "cara" ou "coroa" quando é apanhada. De acordo com a mecânica quântica, as partículas não-observadas são descritas por "funções de onda", representando uma quantidade de múltiplos estados "prováveis". Quando o observador mede, a partícula se acomoda a uma dessas múltiplas opções.

A equipe de Oxford, liderada pelo Dr. David Deutsch, mostrou matematicamente que a estrutura tipo "arbusto" - criada pelo universo que se divide em paralelas versões de si mesma - pode explicar a natureza de probabilidades dos resultados quânticos.

Há uma realidade escondida por detrás da função, a partícula estará numa das posições. Como se atravessa o abismo entre a função e a observação?

A abordagem de Heisenberg vê as funções de onda como uma personificação daquilo que sabemos acerca da realidade.

Na abordagem de Everett qualquer resultado potencial incorporado numa função de onda vê a luz do dia, em que cada resultado flui através do seu próprio universo separado. Se uma função de onda diz que um electrão pode estar longe, então, noutro universo, uma versão nossa irá encontrá-lo lá, noutra versão, noutro universo, irá encontrá-lo ali, noutro sítio.

Numa terceira abordagem, de Bohm, afirma que partículas como o electrão possuem posições definidas e velocidades definidas, tal como na física clássica. As posições e velocidades serão propriedades que não estão à vista, variáveis escondidas

Na quarta abordagem, de Ghirardi, Rimini e Weber, modifica-se a equação de Schrödinger. Esta modificação sugere que, para uma partícula individual, a sua função colapsa espontaneamente. Tal acontece a cada mil milhões de anos aproximadamente. Para objectos grandes, com biliões de partículas, as probabilidades de colapso de uma partícula é grande. Nestes objectos o colapso da função de uma partícula provoca um efeito de cascata que leva todas as partículas do objecto a colapsarem no mesmo instante. Deste modo os objectos grandes têm sempre uma configuração definida.


Para saber mais aqui fica o fascinante "Universo Elegante", de Brian Greene. Em vídeos:

http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html


fontes:
Brown University

“O Tecido do Cosmos”, Brian Greene

http://www.telegraph.co.uk/scienceandtechnology/science/sciencenews/3307757/Parallel-universe-proof-boosts-time-travel-hopes.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Fun%C3%A7%C3%A3o_de_onda

http://davinci.if.ufrgs.br/wiki/index.php/Superposi%C3%A7%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Interpreta%C3%A7%C3%A3o_de_Copenhaga

http://ciencia.hsw.uol.com.br/quantum-suicidio3.htm

http://petroleo1961.spaces.live.com/Blog/cns!7C400FA4789CE339!1160.entry

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Universo Elegante em vídeo

Finalmente, um documentário baseado no livro "O Universo Elegante", de Brian Greene.

Este livro venceu o Aventis Science Prize 2000 para o melhor livro de ciência em língua inglesa.

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