Por que a Terra poderá, um dia, ficar parecida com Marte

A cada minuto, 180 quilos de hidrogênio e quase 3 quilos de hélio escapam da atmosfera terrestre para o espaço. A astrofísica Anjali Tripathi estuda o fenômeno da evaporação da atmosfera e, nesta palestra fascinante e didática, ela reflete como esse processo poderá um dia (em alguns bilhões de anos no futuro) transformar nosso planeta azul num planeta vermelho.

À noite, olhando as estrelas no céu,

é incrível o que podemos ver.

É lindo.

Mas o mais incrível
é o que não conseguimos ver,

pois sabemos hoje

que, ao redor de cada estrela,
ou de quase toda estrela,

há um planeta,

ou provavelmente alguns.

Portanto, o que esta foto não nos mostra

são os planetas já conhecidos

lá no espaço.

Mas, quando pensamos em planetas,
imaginamos coisas distantes,

lugares muito diferentes do nosso.

Mas aqui estamos nós num planeta,

e a Terra é tão incrível

que estamos pesquisando por toda parte
para descobrir algo parecido.

E, nessa pesquisa, estamos
descobrindo coisas fantásticas.

Mas quero lhes falar
de algo impressionante aqui na Terra,

que é o seguinte: a cada minuto

180 quilos de hidrogênio

e quase 3 quilos de hélio

escapam da Terra para o espaço.

E esses gases vão embora e nunca voltam.

Assim, hidrogênio, hélio e muitos outros

constituem a chamada atmosfera da Terra.

A atmosfera é constituída por esses gases,
que formam uma fina linha azul,

vista aqui da Estação
Espacial Internacional,

numa foto tirada por um astronauta.

E é essa tênue lâmina
ao redor do nosso planeta

que permite o florescimento da vida.

Ela protege nosso planeta
de muitos impactos,

de meteoritos e coisas do tipo.

E é um fenômeno tão impressionante

que o fato de ela estar desaparecendo

deveria nos assustar, pelo menos um pouco.

E eu estudo justamente esse processo,

chamado de evaporação da atmosfera.

A evaporação da atmosfera
não é privativa do planeta Terra.

Eu diria que ela é parte
do que significa ser um planeta,

pois os planetas, não apenas
a Terra, mas de todo o universo,

podem ter sua atmosfera evaporada.

E a forma como isso acontece acaba
nos falando sobre os próprios planetas.

Porque, quando se fala no Sistema Solar,

podemos estar pensando nesta foto aqui.

E diríamos: "Bem,
há oito planetas, talvez nove".

E, para quem se estressou com esta foto,
vou adicionar algo aqui para você.

(Risos)

Numa cortesia da New Horizons,
estamos incluindo Plutão.

E é o seguinte:

para efeito desta palestra
e da evaporação da atmosfera,

na minha cabeça Plutão é um planeta,

do mesmo modo como os planetas ao redor
de outras estrelas que não podemos ver

também são planetas.

Assim, entre as características
fundamentais dos planetas,

está o fato de eles serem
corpos unidos pela gravidade.

Portanto, é muito material junto,
ligado por essa força atrativa.

E esses corpos são muito grandes
e possuem muita gravidade,

motivo pelo qual são redondos.

Assim, é visível que eles,
incluindo Plutão, são redondos.

Dá pra ver que a gravidade
está realmente atuando aqui.

Mas outra característica
fundamental dos planetas,

e que não é vista aqui,

é a estrela, o Sol,

ao redor do qual todos os planetas
do Sistema Solar orbitam.

E esta provoca substancialmente
a evaporação da atmosfera.

As estrelas causam a evaporação
da atmosfera dos planetas

porque elas oferecem
aos planetas partículas, luz e calor,

que podem provocar a fuga das atmosferas.

Assim, se pensarem num balão de ar quente,

ou olharem para esta foto de lanternas
num festival na Tailândia,

podem ver que o ar quente
pode empurrar os gases para cima.

E, se tiverem energia e calor suficientes,

o que o nosso sol possui,

esse gás, que é tão leve,
limitado apenas pela gravidade,

pode escapar para o espaço.

Então, isso é o que realmente
causa a evaporação da atmosfera

aqui na Terra e em outros planetas:

essa interação entre o calor da estrela

e a suplantação da gravidade do planeta.

Eu disse que isso acontece

numa média de 180 quilos
por minuto para o hidrogênio

e quase 3 quilos para o hélio.

Mas como é isso?

Bem, já na década de 1980,

tirávamos fotos da Terra

com luz ultravioleta,

usando a sonda da NASA Dynamic Explorer.

Assim, estas duas imagens da Terra

nos mostram o brilho
do hidrogênio escapando,

aqui em vermelho.

E podemos ver também outros elementos,
como oxigênio e nitrogênio,

naquele lampejo branco,

no círculo que mostra as auroras,

e também alguns rasgos
ao redor dos trópicos.

Portanto, estas fotos nos mostram
de maneira conclusiva

não só que nossa atmosfera não está
fortemente confinada a nós na Terra,

mas que, na verdade, está,
se aproximando do espaço

e, devo frisar, numa velocidade alarmante.

Mas a Terra não é a única
a sofrer essa evaporação da atmosfera.

Marte, nosso vizinho mais próximo,
é bem menor do que a Terra

e, portanto, tem muito menos gravidade
para segurar sua atmosfera.

Por isso, apesar de Marte
possuir uma atmosfera,

podemos ver que é bem
mais fina do que a da Terra.

Basta olhar para a superfície: há crateras
indicando que ele não tinha uma atmosfera

que pudesse deter esses impactos.

Além disso, vemos
que é um "planeta vermelho",

e a evaporação da atmosfera tem um papel

no fato de Marte ter essa cor.

Isso porque achamos que Marte
costumava ter um passado mais úmido

e, quando a água tinha energia suficiente,
ela se quebrava em hidrogênio e oxigênio

e, como o hidrogênio é muito leve,
ele escapava para o espaço.

O oxigênio que era deixado

oxidava ou enferrujava o solo,

causando aquela famosa
cor vermelha enferrujada que vemos.

Assim, tudo bem olhar fotos de Marte

e dizer que provavelmente
aconteceu essa evaporação,

mas hoje a NASA tem uma sonda
em Marte chamada satélite MAVEN,

e sua missão atual é estudar
a evaporação da atmosfera.

É a sonda "Mars Atmosphere
and Volatile Evolution".

E ocorre que ela já enviou
fotos bem parecidas

com o que temos visto aqui na Terra.

Sabemos há tempos
da perda de atmosfera de Marte,

mas agora temos fotos incríveis.

Aqui, por exemplo, podemos ver
que aquele círculo vermelho

mostra o tamanho de Marte,

e o azul é o hidrogênio
escapando do planeta.

Assim, o hidrogênio chega a mais
de dez vezes o tamanho do planeta,

longe o bastante
para se desligar de Marte.

Está escapando para o espaço.

E isso nos ajuda a confirmar hipóteses,

como por que Marte é vermelho,
com base na perda de hidrogênio.

Mas o hidrogênio
não é o único gás perdido.

Mencionei o hélio na Terra
e algum oxigênio e nitrogênio,

e do MAVEN também podemos ver
oxigênio escapando de Marte.

E dá para ver que,
como o oxigênio é mais pesado,

ele não vai tão longe quanto o hidrogênio,

mas ainda assim está escapando do planeta.

Não o vemos todo confinado
naquele círculo vermelho.

Assim, poder ver a evaporação
da atmosfera em nosso próprio planeta

e poder estudá-la em outros lugares,
enviando espaçonaves,

nos permite não apenas aprender
sobre o passado dos planetas,

mas também aprender
sobre planetas em geral

e o futuro da Terra.

Assim, uma forma
de aprendermos sobre o futuro

é através de planetas distantes,
que não podemos ver.

Antes de continuar, gostaria de frisar

que não vou lhes mostrar
fotos assim de Plutão,

o que pode ser frustrante,

mas apenas porque não as temos ainda.

Mas a missão New Horizons está estudando
hoje a evaporação da atmosfera em Plutão.

Por isso, fiquem atentos
a notícias sobre isso.

Os planetas sobre os quais quero falar

são conhecidos
como exoplanetas em trânsito.

Assim, qualquer planeta orbitando
uma estrela que não o nosso Sol

é chamado de exoplaneta,
ou planeta extrassolar.

E esses planetas "em trânsito"

têm uma característica especial:
se olharem aquela estrela ali no meio,

vão ver que ela está piscando.

E a razão para ela piscar

é porque há planetas passando
na frente dela o tempo todo,

e é uma orientação especial

em que os planetas
bloqueiam a luz da estrela,

nos permitindo ver aquela luz piscando.

E, ao pesquisar estrelas no céu noturno
por meio dessa piscadela,

conseguimos encontrar planetas.

Foi assim que fomos capazes
de detectar mais de 5 mil planetas

em nossa própria Via láctea,

e sabemos que existem muitos
mais por aí, como mencionei.

Assim, quando olhamos
para a luz dessas estrelas,

o que vemos, como eu disse,
não é o planeta em si,

mas um escurecimento da luz,
que podemos registar no tempo.

Assim, a luz diminui quando o planeta
passa na frente da estrela,

e essa é a piscadela que vimos antes.

Assim, não só detectamos os planetas,
mas podemos examinar essa luz

em diversos comprimentos de onda.

Assim, mencionei olhar para a Terra
e Marte com luz ultravioleta.

Se olharmos os exoplanetas em trânsito
com o telescópio espacial Hubble,

descobrimos que, com a ultravioleta,

vemos uma piscadela muito maior,
muito menos luz da estrela,

quando o planeta passa na frente.

E achamos que isso se deve
a uma atmosfera estendida de hidrogênio

ao redor de todo o planeta

que faz com que ele pareça mais inchado,
bloqueando assim mais luz.

Portanto, com essa técnica,
fomos capazes de descobrir

alguns exoplanetas em trânsito
sofrendo a evaporação da atmosfera.

E esses planetas podem
ser chamados de júpiteres quentes,

como alguns que descobrimos.

E isso porque eles são planetas
gasosos, como Júpiter,

mas estão tão perto de sua estrela,

cerca de 100 vezes mais perto
do que Júpiter do Sol.

E, como existe todo esse gás leve
pronto para escapar,

e todo esse calor da estrela,

temos taxas completamente catastróficas
de evaporação da atmosfera.

Assim, diferente dos nossos 180 kg/min
de hidrogênio evaporando da Terra,

esses planetas

estão perdendo 590 milhões de quilos
de hidrogênio por minuto.

O que nos faz perguntar se isso
faz o planeta deixar de existir.

É uma pergunta que as pessoas se fazem
quando olham para o Sistema Solar,

pois os planetas mais próximos
do Sol são rochosos,

e os mais distantes
são maiores e mais gasosos.

Seria possível começar com algo
tipo Júpiter, que estava perto do Sol,

e se livrar de todo o gás dele?

Hoje achamos que, se começarmos
com algo como um júpiter quente,

na verdade não podemos acabar
como Mercúrio ou a Terra.

Mas, se começarmos com algo menor,

é possível que escape gás suficiente

para impactá-lo significantemente

e deixá-lo algo muito diferente
de como começou.

Tudo isso soa um pouco genérico,

e temos de pensar no Sistema Solar,

mas o que isso tem a ver
com a gente aqui na Terra?

Bem, num futuro distante,

o Sol vai ficar mais brilhante.

E, à medida que isso for acontecendo,
o calor do Sol vai ficar mais intenso.

Da mesma forma que vemos
gás saindo de um júpiter quente,

o gás vai evaporar da Terra.

Então, o que podemos esperar,

ou pelo menos para o que nos preparar,

é o fato de que num futuro distante

a Terra vai ficar mais parecida com Marte.

Nosso hidrogênio, da água que é quebrada,

vai escapar para o espaço
mais rapidamente,

e vamos acabar
num planeta seco, avermelhado.

Mas não precisam ter medo,
isso é para daqui alguns bilhões de anos,

então, dá tempo de nos prepararmos.

(Risos)

Mas quero que fiquem cientes
do que está acontecendo,

não apenas no futuro,

mas a evaporação da atmosfera
está acontecendo neste exato momento.

Assim, há essa ciência incrível
que vocês ouvem acontecer no espaço

e em planetas distantes,

e estamos estudando esses planetas
para aprender sobre esses mundos.

Mas, enquanto aprendemos sobre Marte
ou exoplanetas, como júpiteres quentes,

descobrimos coisas,
como a evaporação da atmosfera,

que nos dizem muito mais
sobre nosso próprio planeta, a Terra.

Assim, pensem nisso na próxima vez
que acharem que o espaço está bem longe.

Obrigada.

(Aplausos) (Vivas)