A Terra poderá vir a ser parecida com Marte

Em cada minuto, escapam-se da atmosfera da Terra para o espaço exterior 180 kg de hidrogénio e quase 3 kg de hélio. A astrofísica Anjali Tripathi estuda o fenómeno desta fuga atmosférica e, nesta palestra fascinante e acessível, reflete sobre como este processo pode um dia (daqui a alguns milhares de milhões de anos) transformar o nosso planeta azul em vermelho.

Quando olhamos para as estrelas, à noite,

é espantoso aquilo que vemos.

É uma beleza.

Mas o que é mais espantoso
é o que não vemos,

porque o que sabemos hoje

é que, em volta de cada estrela,
ou de quase todas as estrelas,

há um planeta,

ou provavelmente mais do que um.

O que esta imagem não nos mostra

são todos os planetas que já conhecemos

lá fora no espaço.

Quando pensamos em planetas,
pensamos sobretudo em coisas distantes,

muito diferentes do nosso.

Mas nós estamos num planeta

e há tantas coisas espantosas na Terra

que estamos a procurar por toda a parte
coisas que sejam parecidas.

Enquanto andamos à procura,
vamos encontrando coisas espantosas.

Vou falar de uma coisa espantosa
aqui na Terra.

Em cada minuto, escapam-se
da atmosfera da Terra

para o espaço exterior

180 kg de hidrogénio

e quase 3 kg de hélio.

Estes gases desaparecem
e nunca mais voltam.

Ora bem, o hidrogénio, o hélio
e muitas outras coisas

constituem aquilo a que chamamos
a atmosfera da Terra.

A atmosfera é o conjunto destes gases
que formam uma delgada linha azul,

conforme se vê
da Estação Espacial Internacional,

numa fotografia tirada por um astronauta.

Esta ténue camada
em volta do nosso planeta

é o que permite que a vida floresça.

Protege o nosso planeta
de demasiados impactos,

de meteoritos e coisas dessas.

É um fenómeno tão espantoso

que o facto de estar a desaparecer

devia assustar-nos,
pelo menos um bocadinho.

Este processo é uma coisa que eu estudo

e chama-se "escape atmosférico".

O escape atmosférico
não é específico do planeta Terra.

Faz parte do que é ser um planeta,

porque os planetas, não apenas na Terra,
mas por todo o universo,

podem estar sujeitos
ao escape atmosférico.

A forma como isso acontece
conta-nos coisas sobre esses planetas.

Porque, quando pensamos
no sistema solar,

podemos pensar nesta imagem aqui.

Poderão dizer que há oito planetas,
talvez nove.

Então, para os que se sentem
ansiosos com esta imagem,

vou acrescentar mais qualquer coisa.

(Risos)

Por amabilidade da New Horizons,
estamos a incluir Plutão.

O que acontece é que,

para o objetivo desta palestra
e do escape atmosférico,

para mim, Plutão é um planeta,

tal como os planetas, que não vemos,
em volta de outras estrelas

também são planetas.

As características
fundamentais dos planetas

incluem o facto de eles serem corpos

que estão ligados pela gravidade.

Portanto, é muita matéria
que está mantida em conjunto

por esta força de atração.

Estes corpos são muito grandes
e têm muita gravidade.

É por isso que são redondos.

Quando olhamos para todos eles,
incluindo Plutão,

são todos redondos.

Vemos assim que a gravidade
desempenha aqui o seu papel.

Mas outra característica
fundamental dos planetas

é uma coisa que não se vê aqui,

é a estrela, o Sol,

à volta do qual giram todos os planetas
do sistema solar

e que provoca, fundamentalmente,
o escape atmosférico.

A razão por que as estrelas provocam
o escape atmosférico dos planetas

é porque as estrelas oferecem aos planetas
partículas, luz e calor

que podem provocar
o desaparecimento da atmosfera.

Se pensarmos num balão de ar quente,

ou olharmos para esta imagem de lanternas
num festival tailandês,

vemos que o ar quente
impulsionam os gases para cima.

Se tivermos suficiente energia e calor,

o que acontece com o nosso Sol,

esse gás, que é muito leve
e apenas está preso pela gravidade,

pode escapar-se para o espaço.

É isso, portanto, o que causa
o escape atmosférico

aqui na Terra e também nos outros planetas

— uma relação entre o aquecimento
criado pela estrela

e a ultrapassagem da força
da gravidade no planeta.

Já disse que isto acontece

a um ritmo de 180 kg por minuto,
para o hidrogénio

e quase 3 kg para o hélio

Mas que aspeto é que isso tem?

Ainda nos anos 80,

tirámos fotos da Terra
com luz ultravioleta,

usando a nave espacial da NASA,
o Dynamic Explorer.

Estas duas imagens da Terra

mostram-nos o aspeto
daquele brilho do escape de hidrogénio,

que aparece a vermelho.

Também vemos outras características,
como o oxigénio e o azoto,

naquele brilho branco,

no círculo que nos mostra as auroras

e também algumas mechas
em volta dos trópicos.

Estas são as imagens que nos mostram,
sem sombra de dúvida,

que a nossa atmosfera não está
solidamente ligada aqui à Terra

mas está a desprender-se
para o espaço,

a um ritmo alarmante,
posso acrescentar.

Mas a Terra não é o único planeta
sujeita ao escape atmosférico.

Marte, o nosso vizinho mais próximo,
é muito mais pequeno do que a Terra,

por isso, tem muito menos gravidade
para reter a sua atmosfera.

Assim, apesar de Marte ter uma atmosfera,

vemos que é muito mais delgada
do que a da Terra.

Olhem para a sua superfície.

Vemos crateras que indicam
que a sua atmosfera

não conseguia impedir esses impactos.

Também vemos que é o "planeta vermelho",

e o escape atmosférico desempenha um papel

que justifica o facto
de Marte ser vermelho.

Pensamos que Marte deve ter tido
um passado mais húmido

e que a água,
quando teve energia suficiente,

se decompôs em hidrogénio e oxigénio.

Como o hidrogénio é muito leve,
escapou-se para o espaço

e o oxigénio que restou

oxidou-se ou enferrujou o terreno.

causando essa conhecida cor
de vermelho ferrugem que vemos.

É muito fácil olhar para as fotos de Marte

e dizer que provavelmente ocorreu
um escape atmosférico

mas a NASA tem uma sonda que está
em Marte, chamada o satélite Maven.

A sua tarefa é estudar
o escape atmosférico.

É a nave espacial
para a Atmosfera de Marte

e a Evolução Volátil.

Já mostrou imagens muito semelhantes

às que vimos aqui na Terra.

Há muito que sabemos
que Marte estava a perder a sua atmosfera,

mas temos imagens deslumbrantes.

Aqui, por exemplo,
vemos no círculo vermelho

o tamanho de Marte

e a azul o hidrogénio
a escapar-se do planeta.

Está a atingir mais de 10 vezes
o tamanho do planeta,

está tão distante que já
não é atraído pelo planeta.

Está a escapar-se para o espaço.

Isto ajuda-nos a confirmar ideias,

tais como porque é que Marte é vermelho,
por causa da perda do hidrogénio.

Mas o hidrogénio não é
o único gás que se está a perder.

Eu referi o hélio na Terra,
algum oxigénio e azoto,

e do Maven, também podemos ver
o oxigénio que se está a escapar de Marte.

Vemos que, como o oxigénio é mais pesado,

não consegue afastar-se
tanto como o hidrogénio,

mas continua a escapar-se do planeta.

Não o vemos todo confinado
naquele círculo vermelho.

O facto de vermos não só
o escape atmosférico no nosso planeta,

mas também podermos estudá-lo
noutro local e enviar uma sonda,

permite-nos aprender coisas
sobre o passado dos planetas

e também sobre os planetas em geral

e sobre o futuro da Terra.

Uma das formas como podemos
conhecer o futuro

é através dos planetas tão distantes
que nem os vemos.

Mas eu quero assinalar,
antes de entrar nisso,

que não vou mostrar
fotos destas de Plutão,

o que podia ser frustrante,

mas isso é porque ainda não as temos.

Mas a missão New Horizons
está agora a estudar o escape atmosférico

que está a perder-se desse planeta.

Portanto, estejam atentos a isso.

Os planetas de que eu queria falar

são conhecidos
por exoplanetas em trânsito.

Qualquer planeta que orbite uma estrela
que não seja o nosso Sol,

chama-se um exoplaneta
ou planeta extrassolar.

Estes planetas a que chamamos em trânsito
têm uma característica especial.

Se olharmos para aquela estrela no meio,

vemos que está a piscar.

Está a piscar

porque há planetas
que estão sempre a passar por ela

e está numa orientação especial

em que os planetas estão a bloquear
a luz da estrela

o que nos permite ver
aquela luz a piscar.

Observando as estrelas
no céu noturno,

com este movimento a piscar,

podemos encontrar planetas.

É assim que já conseguimos detetar
mais de 5000 planetas

na nossa Via Láctea,

e sabemos que há muitos mais,
conforme já referi.

Quando olhamos para a luz
destas estrelas,

o que vemos, como já disse,
não é o planeta propriamente dito,

mas vemos a diminuição da luz

que podemos registar no tempo.

A luz diminui à medida
que o planeta passa em frente da estrela.

é esse o piscar que vimos há bocado.

Portanto, não só detetamos os planetas

como observamos essa luz
em diferentes comprimentos de onda.

Eu referi olhar para a Terra
e para Marte com luz ultravioleta.

Se olharmos para os exoplanetas em trânsito
com o Telescópio Espacial Hubble,

reparamos que, com a luz ultravioleta,

notamos um piscar muito mais intenso,
muito menos luz da estrela,

quando o planeta passa em frente dela.

Pensamos que isso se deve
a uma atmosfera alongada de hidrogénio

a toda a volta do planeta

que faz com que ele pareça mais inchado

e, portanto, bloqueia mais
a luz que vemos.

Usando esta técnica,
conseguimos descobrir

alguns exoplanetas em trânsito
que estão a sofrer escape atmosférico.

Podemos chamar a esses planetas
Júpiteres quentes,

a alguns dos planetas que encontrámos.

Isso porque há planetas gasosos
como Júpiter,

mas estão muito perto da sua estrela,

cerca de cem vezes mais perto
do que Júpiter.

Como há todo aquele gás leve
que está pronto a escapar,

e todo aquele aquecimento da estrela,

temos ritmos catastróficos
de escape atmosférico.

Em vez dos nossos 180 kg por minuto,
de hidrogénio que se perde na Terra,

aqueles planetas estão a perder
590 milhões de kg em cada minuto.

Poderão pensar:

"Isso não vai provocar
o desaparecimento do planeta?"

É uma pergunta que as pessoas têm feito

quando observam o nosso sistema solar,

porque os planetas mais perto do Sol
são rochosos

e os planetas mais afastados
são maiores e mais gasosos.

Teríamos começado
como qualquer coisa como Júpiter,

que estava perto do Sol,

e termos ficado sem qualquer gás?

Hoje pensamos que, se começarmos
como um Júpiter quente,

podemos acabar como Mercúrio ou a Terra.

Mas, se começarmos
com uma coisa mais pequena,

é possível que se tenha escapado
gás suficiente

que podia ter tido nele
um impacto significativo

e nos deixasse com uma coisa
muito diferente do que era no início.

Tudo isto parece ser um bocado genérico

e podemos pensar no sistema solar,

mas o que é que isso tem a ver
connosco aqui na Terra?

Bem, num futuro distante,

o Sol vai ficar mais brilhante.

Quando isso acontecer,

o calor que recebemos do Sol
vai tornar-se mais intenso.

Do mesmo modo que vemos o gás
a escapar-se de um Júpiter quente,

o gás vai escapar-se da Terra.

Por isso, podemos prever

ou, pelo menos, podemos preparar-nos,

para que, num futuro distante,

a Terra se vá parecer mais com Marte.

O nosso hidrogénio, proveniente da água,

vai escapar-se para o espaço
mais rapidamente

e vamos ficar com este planeta,
seco e avermelhado.

Mas nada receiem, faltam
uns milhares de milhões de anos,

temos tempo para nos prepararmos.

(Risos)

Mas eu queria que soubessem
o que se está a passar,

não apenas no futuro.

O escape atmosférico
está a ocorrer enquanto falamos.

Há muita ciência espantosa
sobre o que acontece no espaço

e nos planetas muito distantes.

Estamos a estudar esses planetas
para conhecermos esses mundos.

Mas, à medida que conhecemos Marte
ou exoplanetas como os Júpiteres quentes,

descobrimos coisas
como o escape atmosférico

que nos contam muito mais
sobre o nosso planeta aqui na Terra.

Por isso, pensem nisso

quando acharem
que o espaço está muito distante.

Obrigada.

(Aplausos)