Mesosfera

A partir dos 50 km de altura, onde está a estratopausa, a temperatura volta a ser o nosso conhecido “quanto mais alto, mais frio”. O perfil de temperatura se modifica novamente e passa a diminuir com a altura até os 80 km, quando chega a -90 °C. É a mesosfera, a camada de ar dos meteoros.

Na mesosfera a queda de temperatura passa a ocorrer em virtude da baixa concentração de moléculas e da diminuição do calor oriundo da camada de ozônio, que ficou pra baixo. Apesar da baixa concentração, o ar presente na mesosfera é suficiente para oferecer resistência a objetos que entrem em nossa atmosfera.

O calor gerado pela resistência do ar a diversas rochas que colidem com a Terra faz com que os objetos sejam incendiados e dêem origem ao que é conhecido como estrelas cadentes. Esses fenômenos são chamados de meteoros e as rochas de meteoróides.

A maiorias dos meteroróides é um pouco maior que um grão de areia, mas alguns podem chegar ao tamanho de casas ou ainda maiores. Dependendo do tamanho, essas rochas podem chegar à superfície, quando são chamados de meteoritos. Muitos meteoritos chegam à superfície da Terra com freqüência sem que nos darmos conta disso, pois são em sua grande maioria minúsculos, mas grandes meteoritos podem causar enormes danos ao planeta e à vida, como já ocorreu no passado do nosso planeta – e que pode ocorrer no futuro.

O ônibus espacial Columbia incendiou-se ao reentrar na atmosfera. Na verdade, ele já estava há um certo tempo na atmosfera quando ocorreu a explosão, mas foi justamente ao se aproximar da base da mesosfera, a 60 km de altura, que o calor gerado se tornou insuportável para a estrutura, danificada em seu isolamento térmico, e causou a explosão.

Assim como a maioria dos corpos que chegam na Terra, o Columbia foi queimado na mesosfera, se transformando em um triste meteoro que nos faz refletir sobre os limites do homem perante a natureza.

O ônibus espacial Columbia desintegra-se na atmosfera durante sua reentrada na atmosfera, em fevereiro de 2003.

Acima dos 80 km de altura está a última camada de ar da atmosfera, a termosfera. A temperatura volta a crescer com a altura, podendo atingir os 1000 °C ou mais. Na termosfera o ar é tão rarefeito que o conceito familiar de temperatura como agitação atômico/molecular não se aplica. Não é possível dizer onde está o limite da termosfera, e por conseguinte, o limite da atmosfera.

A dezenas de milhares de quilômetros existem moléculas de gás presas pelos campos gravitacional e magnético da Terra. Essas partículas giram junto com o planeta e podem ser consideradas parte da atmosfera. Para efeitos práticos, considera-se que a partir dos 100-200 km de altura tempos o início do espaço.

Na prática, este é o tamanho da atmosfera: a Terra tem uma cobertura de ar, com mais de 100 km de altura.

A mesosfera, camada superior da atmosfera localizada entre 80 quilômetros e 100 quilômetros de altura, pode ser uma das chaves para os pesquisadores entenderem melhor as mudanças climáticas globais.

Uma das teorias defende a ideia de que, quando o ar das partes mais próximas do solo é aquecido, lá no alto, quase na borda do espaço, ocorre exatamente o contrário: o frio seria cada vez mais intenso.

O problema é que estudar as camadas superiores da atmosfera não é uma tarefa fácil, principalmente em relação aos procedimentos metodológicos. O ar rarefeito impede os voos de aviões tradicionais. Os balões normalmente utilizados em pesquisas na atmosfera mais próxima não conseguem chegar até lá com total segurança.

Para resolver o problema, pesquisadores britânicos da Universidade de Bath e da Base Anglo-Saxônica da Antártica resolveram se guiar pela própria natureza.

Está sendo montado próximo ao Polo Sul, um grande radar, que terá seis antenas de dois metros de altura cada e ocupará o espaço de um campo de futebol.

Tudo para observar, e medir, a temperatura e os ventos que atravessam a mesosfera por meio dos meteoros.

Os corpos celestes que entram na atmosfera da Terra funcionarão como verdadeiros balões. A partir dos radares localizados na Antártica será possível, por frequências de rádio, saber o deslocamento dos corpos e também medir a temperatura na mesosfera. Como milhares de meteoros são detectados todos os dias, será possível reunir um bom número de informações.

A mesosfera é considerada uma região fundamental para as pesquisas sobre as mudanças climáticas globais. Por causa da alta sensibilidade daquela zona atmosférica a alterações das condições físicas, imagina-se que ali qualquer impacto provocado pelas mudanças globais teria consequências muito maiores do que outras regiões.

Os primeiros resultados obtidos pelo radar britânico parecem promissores. Aproximadamente 5 mil meteoros foram detectados por dia. As temperaturas registradas até agora estão por volta de menos 130 graus centígrados. Isso, inclusive, ocorreu no meio do verão antártico.

A partir do final da estratosfera, encontra-se a mesosfera que se estende até 80 K de altitude.

Nesta camada, a temperatura é muito baixa, atingindo -120ºC.

É nesta camada que se realizam as pesquisas meteorológicas.

Mesosfera (50 – 80/85 km)

Na mesosfera a temperatura diminui com a altitude, esta é a camada atmosférica onde há uma substancial queda de temperatura chegando até a -90º C no seu topo, está situada entre a estratopausa em sua parte inferior e mesopausa em sua parte superior, entre 50 a 85 km de altitude.

É na mesosfera que se dá a combustão dos meteoritos.

Nova hipótese começou a chamar a atenção no início da era espacial: seriam as nuvens luminosas causadas talvez por aglomerados de rocha extraterrestre?

Hilmar Schmundt escreve para “Der Spiegel”, da Alemanha:

Os cientistas tentam entender a origem das nuvens noturnas luminosas há mais de um século. Agora um satélite especial poderá ser capaz de determinar se essas nuvens são sintomas da mudança climática.

Quando Otto Jesse apontou seu telescópio para o céu em certa noite de junho, em 1885, uma nuvem obstruiu sua vista. Mas em vez de ficar irritado, o astrônomo ficou encantado.

Por um bom motivo – não era uma nuvem comum que bloqueava seu campo de visão. A noite já tinha caído em Berlim, mas a nuvem continuava brilhando, sua luz quase tão intensa quanto a da lua cheia.

Jesse percebeu que devia estar localizada na camada externa da atmosfera, na fronteira com o espaço exterior, para que ainda pudesse estar recebendo luz do sol.

Jesse, que na época tinha 40 e poucos anos – as fotos o mostram com uma expressão austera e uma barba bem aparada – se sentiu empolgado naquela noite de verão.

Aparentemente havia mais coisas entre o céu e a terra do que as pessoas imaginavam. A pesquisa de nuvens noctilucentes (“com brilho noturno”) se tornou a obra de sua vida daquela noite em diante.

As nuvens geralmente aparecem no céu noturno nas noites de verão. Elas são visíveis a olho nu e em alguns casos são tão brilhantes que o que está sob sua luz lança uma sombra.

Jesse usou pela primeira vez fotografias para calcular sua altitude: elas estavam a 82 quilômetros acima do solo – mais de 10 vezes mais alto do que as nuvens comuns de tempestade.

Mesmo hoje, mais de 120 anos depois, as observações do cientista alemão são consideradas inovadoras. E até hoje não se sabe como se formam as nuvens noctilucentes – conhecidas pelos cientistas como NLCs.

Mas neste ano um avanço finalmente poderá ser obtido: os pesquisadores de NLCs querem usar câmeras robôs e um satélite de vigilância para finalmente solucionar o mistério.

As condições para observação das NLCs nunca foram mais favoráveis do que agora. As NLCs estão brilhando mais intensamente, elas estão sendo vistas com mais freqüência e estão aparecendo cada vez mais ao sul.

Elas costumavam ser avistadas principalmente ao norte do paralelo 50, na Suécia ou na Escócia. Mas há alguns anos, elas foram avistadas pela primeira vez no Colorado – no paralelo 40, a mesma latitude do sul da Itália.

As NLCs têm pouco em comum com as Luzes do Norte, também conhecidas como auroras boreais. Elas são produzidas não por feixes de partículas, mas pelo gelo, e não produzem sua própria luz, apenas refletem a do sol.

Alto e seco

Tudo soa como um fenômeno meteorológico bem simples, mas é extraordinariamente difícil de investigar, porque ocorre na região limítrofe de difícil acesso entre a Terra e o espaço exterior.

A mesosfera, como a região é chamada, fica mais de duas vezes acima da camada de ozônio. Ela se situa muito além da estratosfera e pode ser vista da Estação Espacial Internacional (EEI).

A altitude elevada também explica a luminosidade das nuvens. Elas frequentemente ainda estão dentro do alcance do sol quando a noite cai no solo abaixo. É apenas durante o dia que as nuvens mesosféricas desaparecem no azul do céu.

A zona na qual as NLCs são encontradas é cerca de 100 milhões de vezes mais seca que o Saara. Elas ainda conseguem se formar devido ao frio extremo dali. As temperaturas na mesosfera podem cair para -140ºC -mais frio do que qualquer outro lugar no planeta.

A mesosfera envolve a Terra como uma bola de cristal gelada que embaça imediatamente quando se respira sobre ela. Quando o ônibus espacial viaja para a EEI, por exemplo, a fumaça quente de descarga de seus motores congela e cria NLCs artificiais.

Mas estas belezas da noite são caprichosas.

Eles costumam desaparecer tão Repentinamente quanto aparecem – quase da forma como o dramaturgo e poeta alemão Bertolt Brecht descreve uma nuvem em um de seus poemas de amor:

“Havia uma nuvem na qual meus olhos se prolongaram / Era bem branca e estava bem acima de nós / Então olhei para o alto e descobri que se foi”.

Assim, quem se interessa por uma NLC precisa de bastante sorte e muita paciência.

“Até o momento, avistá-las dependia basicamente de sorte”, disse o físico russo Peter Dalin. Ele deseja mudar isto. Dalin realiza pesquisa em Kiruna, Suécia, desde que obteve seu doutorado pelo Instituto de Pesquisa Espacial de Moscou.

Fotos em altitude elevada

Agora ele deseja perseguir as nuvens noturnas como um paparazzo estratosférico. Ele está atualmente construindo um anel de seis câmeras ao redor do Pólo Norte – da Sibéria ao Canadá, via Escócia.

O plano é usar câmeras Canon comuns para tirar uma foto do céu a cada minuto, cada uma coordenada por um computador. As fotos serão tiradas por meses – ao longo de toda a temporada de NLCs, que dura de maio até agosto.

Quatro câmeras já foram instaladas, e uma delas está até mesmo conectada à Internet. “Desta forma obterei uma espécie de filme”, espera Dalin.

Sua hipótese é de que a formação de NLCs depende de correntes de ar mais baixas que percorrem todo o Hemisfério Norte e que também transportam o calor para a mesosfera.

Quando as correntes enfraquecem, as temperaturas na mesosfera caem ainda mais do que o habitual. A pouca umidade que é encontrada lá se condensa, podendo ser formadas nuvens de gelo.

Mas mesmo a cabine de fotos hemisférica provavelmente perderá muitas NLCs, já que nuvens baixas freqüentemente obstruem a visão do solo.

Este é o motivo para os astrônomos estarem empolgados em ver a conclusão do satélite AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere, Aeronomia do Gelo na Mesosfera) – que finalmente poderá analisar as nuvens pelo outro lado.

No final de abril, o satélite – que pesa quase 200 quilos e custa quase US$ 120 milhões – se posicionará em seu posto de observação a cerca de 600 km acima do solo por dois anos. Os primeiros dados poderão estar disponíveis no final do ano.

Poeira extraterrestre

O AIM usará quatro câmeras para pesquisar a região do Pólo Norte. Ele também será equipado com um segundo tipo de instrumento, cujo propósito é determinar se as NLCs são de origem celeste ou mais terrenas.

As nuvens normalmente se formam apenas onde há os chamados “núcleos de condensação”.

Estes núcleos geralmente consistem de partículas de poeira cujo tamanho é medido em nanômetros, como as partículas da fumaça de cigarro. O vapor de água se liga a eles.

Mas de onde vem esta poluição na região de fronteira entre a Terra e o espaço – de cima ou de baixo?

Otto Jesse já supôs em 1890 que poeira vulcânica poderia ser carregada até o limite da atmosfera. O vulcão Krakatoa na Indonésia tinha entrado em erupção dois anos antes de ele avistar uma NLC.

A poeira da erupção foi carregada até o alto da estratosfera, escurecendo os céus e causando safras agrícolas ruins – assim como entardeceres espetacularmente coloridos ao redor do mundo.

Nova hipótese começou a chamar a atenção no início da era espacial: seriam as nuvens luminosas causadas talvez por aglomerados de rocha extraterrestre?

Cerca de 100 toneladas de meteoritos chovem na Terra diariamente, com parte deles queimando aproximadamente na altitude das NLCs, onde aparecem como as chamadas estrelas cadentes.

Muita poeira extraterrestre é deixada para trás. Um instrumento de medição a bordo do satélite AIM, que funciona como um aspirador de pó, supostamente esclarecerá até que ponto esta poeira extraterrestre está ligada à formação das nuvens.

Os cientistas estão depositando suas esperanças no SOFIE, como é conhecido o instrumento que talvez seja o mais importante dispositivo de medição a bordo do AIM.

Sofie, uma acrossemia para Solar Occultation For Ice Experiment (ocultação solar para experiência com gelo), é uma espécie de termômetro, projetado para responder se mais NLCs estão sendo avistadas devido ao aquecimento da Terra.

É o que acredita Gary Thomas, um especialista em NLC aposentado da Universidade do Colorado, em Boulder. Ele é um dos consultores da missão AIM.

Apesar de parecer paradoxal a princípio, o fenômeno não é implausível: à medida que mais gases responsáveis pelo efeito estufa isolam a Terra, provocando o aquecimento das camadas mais baixas da atmosfera, menos calor radia de volta ao espaço e a mesosfera se torna mais fria – condições ideais para a formação de NLCs.

De fato, medições com laser pelo Instituto Leibniz de Física Atmosférica da Alemanha indicam que a temperatura na mesosfera caiu mais de 15ºC nos últimos 50 anos.

“Elas são um belo fenômeno”, disse Thomas. “Mas estas nuvens também podem ser sinal de natureza de que estamos perturbando o equilíbrio na atmosfera.”

Fonte: www.silverioortiz.kit.net/www.mundoverde.com.br/arvoresdeirati.com/www.jornaldaciencia.org.br