A Via Láctea, a galáxia à qual pertencemos, formou-se há cerca de 13,6 mil milhões de anos. Dentro dela, o nosso sistema solar formou-se há cerca de 4 mil milhões, a partir de um remoinho de gás e poeira, semelhante ao remoinho dos furacões. O centro desse remoinho foi ficando cada vez mais denso, até se formar o sol. O resto de gás e poeira formou os planetas que compõem o nosso sistema solar.
Em torno do sol orbitam oito planetas principais, com as respetivas luas ou satélites: Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno; Plutão, considerado como um planeta até 2006, foi despromovido por ser pequeno, do tamanho aproximado da nossa lua. Destes oito, os quatro mais próximos do sol (Mercúrio, Vénus, Terra e Marte) são telúricos, ou seja, compõem-se de rochas e silicatos, enquanto que os quatro restantes e maiores que os primeiros são gasosos.
Mercúrio – Significa mensageiro dos deuses na mitologia e é o planeta mais próximo do sol, com temperaturas elevadas, apesar de uma parte dele ser escura e fria. A sua superfície está repleta de crateras. O primeiro cientista a observá-lo foi Galileu Galilei, em 1610. Não é o planeta mais quente do sistema solar porque, ao contrário de Vénus, não tem atmosfera e dispersa o calor que recebe.
Vénus – Deusa do amor na mitologia, é o segundo planeta do sistema solar, possuindo um tamanho semelhante ao da Terra. No entanto, não possui água nem qualquer forma de vida. A sua temperatura pode ascender aos 484ºC, sendo o planeta mais quente do sistema solar.
Terra – Coincidindo com o nosso tema da tridimensionalidade do real, o nosso planeta Terra é, com efeito, o terceiro no sistema solar, ou seja, está no melhor lugar para o aparecimento e sustentação de vida - nem demasiado perto do sol, como Vénus, nem demasiado longe, como Marte, apesar de estes planetas terem quase as mesmas dimensões da Terra.
Marte – Deus da guerra na mitologia, com temperaturas baixas, possui dois polos como os da Terra que podem ser vistos durante o inverno marciano. Este planeta é bastante pesquisado por sondas espaciais, que procuram verificar se existem ou se é possível criar nele condições de habitabilidade.
Júpiter – Deus dos deuses e pai de alguns deles na mitologia, é formado pelos mesmos gases que compõem o sol - hidrogénio e hélio – e é um planeta gasoso e gigante, o maior do sistema solar. Se fosse um pouco maior, seria uma estrela, ou seja, incendiava-se como o sol.
Saturno – Deus da agricultura na mitologia, é o segundo maior planeta depois de Júpiter, e tem como principal característica os anéis que o circundam, formados por partículas de pó e gelo.
Urano - Deus dos céus, na mitologia, é um planeta tão inclinado que realiza a sua rápida rotação praticamente de lado. Ao contrário dos polos da Terra, os polos deste planeta estão voltados para o sol. Possui uma atmosfera composta por hidrogénio, hélio e metano.
Neptuno – Deus do mar na mitologia, é um planeta grande e faz parte dos planetas gasosos, sendo o mais distante do sol. Possui alguns anéis grossos e outros finos ao seu redor.
Sol
Eu sou a videira; vós, os ramos. Quem permanece em mim e eu nele, esse dá muito fruto, pois, sem mim, nada podeis fazer. João 15, 5
Diâmetro: 1,4 milhões de quilómetros -
Massa: 300 mil vezes superior à massa do planeta Terra -
Temperatura: 15.000.000ºC. A distância entre a Terra e o sol é de aproximadamente 150 milhões de quilómetros. A luz leva cerca de 8 minutos para chegar até ao nosso planeta. O sol é uma estrela de tamanho e luminosidade mediana, existem várias outras bem maiores.
Composto principalmente por 71% de hidrogénio e 27% de hélio, a sua luz e calor possibilitam as condições de sobrevivência para os seres vivos da Terra. O sol é um reator de fusão nuclear: a temperatura e a pressão no centro do sol são tais que os átomos de hidrogénio se fundem, transformando-se em hélio. Este processo liberta energia que depois viaja até à periferia do sol, escapando para o espaço como radiação eletromagnética de luz e calor.
Através da força da gravidade, o sol atrai todos os planetas do seu sistema que giram em torno de si. A lei da gravidade diz que um corpo que tem mais massa atrai outros corpos com massa inferior; por isso, todos os planetas giram à volta do sol do qual recebem luz e calor. A camada atmosférica bloqueia os raios X, parte dos raios ultravioleta e partes diversas da radiação infravermelha. Não fosse esta absorção, particularmente a dos raios X e ultravioletas, o sol, fonte de vida, seria fonte de morte…
A cada 11 anos, o sol passa por um período de extrema agitação, enviando tempestades carregadas de eletricidade para a Terra. Além dessas descargas elétricas influenciarem os sistemas eletrónicos do nosso planeta, essas ondas de energia criam as conhecidas auroras boreal e austral, em que o ar brilha nas regiões próximas dos polos magnéticos da Terra, gerando no céu um espetáculo de luzes e cores.
Os ciclos solares duram uma média de 11 anos e acontecem porque há uma reviravolta dos; o polo norte torna-se Sul e o Sul torna-se ao norte e vice-versa cada 11 anos. Esta reviravolta coincide com um mínimo de atividade solar, diminuem as tempestades solares que atingem a terra, causando uma diminuição de temperatura. A propósito, estamos no final do ciclo solar 24 e o ciclo solar 25 está previsto começar este ano de 2019.
O sol brilha porque converte no seu centro hidrogénio em hélio. Este processo cria a energia que nos alimenta, mas faz com que o sol perca massa, ou seja, com que fique cada vez mais pequeno. Em cada segundo que passa, 600 milhões de toneladas de matéria são convertidos em energia. Há 4,5 mil milhões de anos que este processo começou e o sol ainda tem hidrogénio para outros 5 mil milhões de anos. Depois deste período, o hidrogénio acabará e o sol morrerá. Até agora, o sol já converteu 100 vezes a massa da Terra em hélio e energia.
Contrariando a lógica, aparentemente, o sol não vai morrendo aos poucos, produzindo cada vez menos energia. Quanto mais hidrogénio é convertido em hélio, mais o núcleo do sol se encolhe, fazendo com que as camadas exteriores do sol se aproximem do centro, sob uma força gravitacional mais forte. Isto vai provocar mais pressão no núcleo, acelerando a fusão de hidrogénio e aumentando a produção de energia, o que conduz a um aumento de 1% na luminosidade a cada 100 milhões de anos. Nos últimos 4,5 mil milhões de anos, correspondentes à idade do sol, esta energia já cresceu cerca de 30%.
Dentro de 1 milhar de milhão de anos, o sol será 10% mais brilhante do que é agora. Este incremento de luminosidade levará ao aumento do calor e energia que a Terra e a sua atmosfera terão de absorver, provocando, por sua vez, um aumento da intensificação do efeito de estufa que pouco a pouco irá convertendo o nosso planeta no que é hoje Vénus: o planeta mais quente do sistema solar com uma temperatura que ronda os 500ºC.
Dentro de 3,500 mil milhões de anos, o sol será 40% mais brilhante do que é hoje. Nestas condições, a água do mar ferverá e o vapor perder-se-á no espaço, transformando o nosso planeta num planeta quente e seco como é hoje Vénus. Não terá temperaturas superiores a Vénus pelo simples motivo de se encontrar, mais longe do sol.
Quando o hidrogénio do sol estiver para acabar, a cinza inerte em forma de hélio, resultado da sua combustão, acabará por colapsar. Isto vai fazer com que o núcleo do sol fique mais denso e mais quente, aumentando de tamanho e entrando na fase de gigante vermelha.
Nesta fase, as órbitas de Mercúrio e Vénus serão absorvidas, dois terços do nosso céu será ocupado pelo sol que, gradualmente, acabará por absorver o nosso planeta. Quando chegar a esta fase, o sol ainda terá 120 milhões de anos de vida ativa. Por fim, o hélio acumulado incendiar-se-á violentamente e, nos escassos 100 milhões de anos seguintes, queimará o hélio que resultou da combustão do hidrogénio.
O tamanho do sol continuará a aumentar até este se transformar numa anã branca. Neste estado, poderá sobreviver ainda triliões de anos, até finalmente se transformar num buraco negro.
Lua
Diâmetro equatorial: 3474,8 Km -
Volume: 22.000.000.000 Km³ -
Massa: 74.000.000.000.000.000.000.000 K
A lua é o único satélite natural da Terra e o quinto maior do sistema solar, sendo também o maior em comparação com o respetivo planeta. Há várias teorias relativamente à sua formação. A que ganha mais adeptos é a de que resultou do impacto de um corpo celeste do tamanho de Marte contra a Terra, na zona hoje ocupada pelo oceano Pacífico.
A face visível da lua possui muitas crateras formadas provavelmente pelo impacto de outros corpos celestes, não tendo a lua atmosfera como a Terra para se defender do bombardeamento constante de meteoritos. A face oculta da lua parece ter menos crateras. Não existe atmosfera para proteger nenhum ser vivo das radiações solares, portanto, não se encontram na sua superfície gases como os presentes na atmosfera terrestre ou na atmosfera de Vénus.
Não possui água nem atmosfera, o que explica o facto de a lua estar desprovida de erosão eólica (ar) ou hidráulica (água). A temperatura média é de 106º C. No seu movimento de translação à volta da Terra, passa por um ciclo de fases, consoante a posição que está em relação à Terra e ao Sol. Durante este ciclo, a sua forma parece variar gradualmente. O ciclo completo, ou seja, o mês lunar dura aproximadamente 29,5 dias.
Lua nova
A lua nova acontece quando a face visível da lua não recebe luz do sol, pois os dois astros estão na mesma direção. Nessa fase, a lua está no céu durante o dia, nascendo aproximadamente às 6h00, pondo-se aproximadamente às 18h00, tal como o sol. Somente nesta fase podem ocorrer eclipses solares.
Quarto crescente
Durante os dias subsequentes, a lua vai ficando cada vez mais a leste do sol e, portanto, a face visível vai ficando cada vez mais iluminada a partir da borda que aponta para oeste, até que aproximadamente uma semana depois temos a fase de quarto crescente, com 50% da face iluminada.
Lua cheia
Na fase cheia 100% da face visível está iluminada. A lua está no céu durante toda a noite, nasce aproximadamente às 18h00 quando o sol se põe e põe-se ao nascer do sol, aproximadamente às 6h00. Lua e sol, vistos da Terra, estão em direções opostas, separados por aproximadamente 180° ou 12h00. Somente nesta fase ocorrem eclipses lunares.
Quarto minguante.
Nos dias subsequentes, a porção da face iluminada começa a ser cada vez menor, à medida que a lua fica cada vez mais a oeste do sol. O disco lunar vai perdendo um pedaço maior da sua borda voltada para oeste, a cada dia que passa. Aproximadamente 7 dias depois, a fração iluminada já se reduziu a 50%, e temos o quarto minguante.
A lua está aproximadamente 90° a oeste do sol, e tem a forma de um semicírculo com a parte arredondada apontando para leste. A lua nasce aproximadamente à meia-noite e põe-se aproximadamente ao meio-dia. Nos dias subsequentes, a lua continua a minguar, até atingir o dia 0 do novo ciclo.
O lado oculto da lua
Rotação e translação demoram o mesmo tempo a serem completadas porque, ao longo de milhares de milhões de anos, a interação gravitacional entre a Terra e a lua forçou essa sincronização. Portanto, a duração do período de rotação da lua é igual à do período de translação (27,3 dias) e, consequentemente, a lua tem uma face sempre voltada para a Terra e outra que não é visível do nosso planeta: a face oculta da lua.
Aplicando à lua a lógica da Terra, - no sentido de que o movimento de rotação da Terra define o dia e o de translação define o ano, o movimento de rotação e o de translação da lua duram o mesmo tempo, o que faz com que para a lua o dia seja igual ao ano, e, o ano igual ao dia. Tanto, o dia como o ano equivalem a 27,3 dias terrestres.
Não é, portanto, verdade o que muita gente pensa, que a lua nos mostra sempre a mesma cara porque não tem movimento de rotação sobre si mesma como a Terra; ela tem este movimento de rotação, mas está sincronizado com o da Terra, pelo que sempre vemos a mesma face.
Efeito sobre o eixo da Terra
A força gravitacional da lua mantém a Terra num equilíbrio estável com uma inclinação no seu eixo de rotação de 23º. Esta inclinação permanece invariável; sem a lua, o eixo da Terra rodaria de uma forma menos estável e mais variável.
A Terra é como um pião que roda sobre si mesmo: à medida que perde velocidade, o pião inclina-se mais e o seu eixo vai descrevendo círculos cada vez mais amplos; a lua faz com que estes círculos não variem de tamanho e permaneçam constantes. Isso faz com que as estações do ano se sucedam com regularidade. Se assim não fosse, haveria um descontrolo frequente do clima, os polos mudariam de sítio e o clima seria extremo e imprevisível.
Efeito das marés
As marés são as alterações do nível das águas do mar causadas pela interferência gravitacional da Lua e do sol (esta última com menor intensidade, devido à distância) sobre o campo gravitacional da Terra.
Por causa da rotação da Terra e da rotação da lua, estas elevações propagam-se pela superfície da Terra, causando marés altas a cada 12 horas e 25 minutos, e marés baixas entre as marés altas. As marés também acontecem na crosta da Terra, elevando o chão 10 cm durante a maré alta.
O efeito das marés é recíproco entre a Terra e a lua. Como a Terra possui uma massa maior que a massa da lua, causa uma força de maré muito maior na lua. É muito provável que a sincronização dos períodos de rotação e translação da lua tenham ocorrido devido a esse efeito.
Por outro lado, isso implica que a interação entre estes dois corpos faça com que a velocidade de rotação da Terra diminua a um ritmo de dois segundos a cada 100.000 anos, aumentado a duração de um dia em 0,0016seg. a cada século e, consequentemente, a distância entre a Terra e a lua aumenta a uma taxa de 4 cm/ano por causa da conservação do momento angular. Sem a lua, portanto, os dias seriam mais curtos. É a atração que a lua exerce sobre os oceanos que faz a Terra rodar mais lentamente.
Tamanho aparente da lua e do Sol no céu
O diâmetro do sol é de cerca de 1 400 000 km. O diâmetro da lua é de aproximadamente 3500 km. Portanto, o diâmetro solar vale cerca de 400 vezes o diâmetro lunar. Mas o sol também está cerca de 400 vezes mais longe de nós do que a lua. Desta coincidência espantosa resulta o facto de ambos os astros, vistos da Terra, apresentarem o mesmo tamanho aparente. Por isso é possível o eclipse do sol, ou seja, é possível que a lua tape o sol por completo, por ser 400 vezes menor que o sol mas estará 400 vezes mais perto da Terra que o sol.
Terra
A Terra é o terceiro planeta mais próximo do Sol, o mais denso e o quinto maior dos oito planetas do sistema solar.
Diâmetro equatorial: 12 756 Km -
Diâmetro polar: 12 713 Km -
Volume: 1.083.000.000.000 Km³ -
Massa: 6.000.000.000.000.000.000.000.000 Kg.
Os três movimentos da Terra
Todos os planetas do sistema solar têm dois movimentos: um movimento de rotação sobre si mesmos e outro de translação à volta da estrela mãe, o sol. A duração destes movimentos varia consoante a sua massa, os satélites que o orbitam e a distância em relação ao sol. Neptuno, por exemplo, tem um dia de 166 horas e um ano que dura mais de um século e meio. Mercúrio completa a sua órbita à volta do sol em 88 dias e tem, portanto, um ano muito mais curto que o nosso. Porém o dia em Mercúrio dura praticamente dois meses dos nossos. Em Vénus o dia é praticamente igual ao ano.
A Terra, assim como os demais planetas do sistema solar está em contínuo movimento. Porém, de maneira diferente dos outros planetas, a Terra tem três e não dois movimentos. O movimento de translação à volta do sol, que determina a duração do ano; o movimento de rotação sobre si mesma, à volta do seu eixo que completa em 24 horas, ou seja, um dia, e um movimento de oscilação do seu eixo que faz com que a Terra varie de ângulo em torno ao sol, dando origem às estações do ano e aos mais variados climas.
A atmosfera dos planetas telúricos
Mercúrio - Não tem atmosfera.
Vénus - Tem uma atmosfera muito densa de nuvens formadas por 96% de dióxido de carbono, 3% de azoto, e percentagens mínimas de água, gases sulfurosos com percentagens ainda mais mínimas de árgon, xénon, néon e hélio. Esta estrutura nebulosa é persistente, pelo que, em Vénus, nunca se vê a luz do sol nem das estrelas e, de dia, a luminosidade amarelada é mais reduzida que a de um dia encoberto na Terra. A temperatura ascende aos +460ºC.
Marte - Sem temperaturas extremas e pressões esmagadoras, tem uma força de gravidade inferior à nossa e uma temperatura média parecida com a da Antártida -50ºC. A atmosfera de Marte é constituída principalmente por dióxido de carbono (95,3 %), azoto (2,7 %), árgon (1,7 %), quantidades residuais de água. Os demais planetas, sendo gasosos, não diferem muito entre si em termos de massa e atmosfera, à exceção dos anéis de Saturno.
Evolução da atmosfera da Terra
Há 4.600 milhões de anos, a Terra formou-se a partir de poeiras cósmicas compostas por silicatos que se foram aglomerando até chegar ao seu tamanho atual, há cerca de 150 milhões de anos. Nessa altura, a Terra era uma bola rochosa de fogo e lava e não tinha atmosfera. Quando começou a arrefecer, formou-se uma crosta sólida que se liquefazia ocasionalmente, por efeito da atividade vulcânica intensa e continuada.
Os gases que os vulcões libertavam formaram a atmosfera primitiva da Terra, composta por 40% de azoto, 30% de dióxido de carbono, 25% de água, 5% de metano com vestígios de amoníaco. Ao ascender, o vapor de água na atmosfera condensava-se e caía em forma de chuva. No entanto, ao chegar perto do solo ainda incandescente, voltava a ascender, a condensar-se e a cair novamente em forma de chuva; este processo durou 100 milhões de anos, mas levou a que a temperatura do solo terrestre descesse consideravelmente.
Quando a temperatura do solo atingiu um valor inferior a 100ºC, a temperatura de ebulição da água, esta começou a acumular-se nos pontos mais baixos da superfície do planeta. O efeito de estufa diminuiu e permitiu que a atmosfera se tornasse mais permeável à radiação solar, nomeadamente à radiação ultravioleta. Por outro lado, os cerca de 80% de dióxido de carbono existentes na atmosfera primitiva foram-se fixando nos silicatos da crosta terrestre, dando origem aos calcários e, diminuindo assim a sua percentagem.
Como consequência da ação dos raios ultravioletas e das descargas elétricas dos relâmpagos sobre a atmosfera primitiva, bem como do calor proveniente dos vulcões, formou-se a matéria orgânica que se acumulou nos mares primitivos. Surgem as primeiras bactérias e algas azul-esverdeadas – cianobactérias – com capacidade para iniciar a atividade fotossintética: absorção de dióxido de carbono com a formação de hidratos de carbono e libertação das primeiras moléculas de oxigénio (há cerca de 2,4 mil milhões de anos).
Este processo foi enriquecendo a atmosfera terrestre ao longo de 1,5 mil milhões de anos, permitindo o aparecimento no oceano de organismos mais complexos que utilizavam o oxigénio na sua respiração. Por outro lado, o oxigénio libertado da água para a atmosfera, ao ser bombardeado pelas radiações ultravioleta do sol, formou o ozono que gradualmente foi filtrando as radiações perigosas do sol e permitindo que alguns seres vivos, que até ao momento só existiam na água, colonizassem o ambiente terrestre.
Há cerca de 200 milhões de anos, a atmosfera atingiu a composição atual:
78,08 de azoto - o componente mais abundante do ar e também um dos mais importantes para a vida. A sua importância deve-se aos aminoácidos, proteínas, DNA e RNA fornecidos. O DNA e o RNA são materiais genéticos que contêm informações determinantes dos caracteres hereditários transmissíveis à descendência.
20,95 de oxigénio - este gás aparece na atmosfera numa proporção de aproximadamente 21%. O gás oxigénio (O2) é indispensável à respiração celular: ao ser inspirado, ele é levado a todas as células do organismo e reage com a glicose (C6H12O6), produzindo água (H2O), dióxido de carbono (CO2) e a energia necessária à realização de todas as atividades do corpo.
As plantas produzem oxigénio durante a fotossíntese (num mecanismo praticamente inverso à respiração celular), libertando-o para a atmosfera. Além disso, o oxigénio também é o principal comburente, ou seja, ele “alimenta” o processo de combustão.
Tal como a conhecemos, a vida no nosso planeta está ligada ao aparecimento do oxigénio e vice-versa. Oxigénio e vida estão envolvidos numa lógica de ovo e galinha, um dependendo do outro e não sabendo nós qual surgiu primeiro.
0,035 de dióxido de carbono – este gás é um dos produtos da respiração celular, sendo libertado para o ambiente. As plantas utilizam o dióxido de carbono no processo de fotossíntese, produzindo a partir dele a sua reserva de hidratos de carbono.
Uma das causas do efeito de estufa é o excesso deste gás na natureza, que se deve à queima de combustíveis fósseis - combustíveis formados pela decomposição da matéria orgânica (petróleo, carvão e gás natural).
Vapor de água – proveniente da evaporação das águas dos oceanos, rios e lagos por ação do calor solar. A sua quantidade presente no ar atmosférico varia de acordo com a temperatura, a região do planeta, a estação do ano, entre outros fatores. Alguns fenómenos importantes para a vida devem-se ao vapor de água: a formação das nuvens, a chuva e a neve.
A vida não é só composta por matéria orgânica, mas também por matéria inorgânica, como é a agua, o oxigénio, sais minerais como o cloreto de sódio e metais como o ferro. Estes elementos inorgânicos facilitam as reações químicas dos composto orgânicos que são responsáveis pela vida. De forma análoga apesar de que a vida se produz na terra o sol e a lua facilitam esta vida e sem eles esta não se daria. Chegamos então à conclusão que o macro sistema responsável pela vida é trinitário, pois é a estreita inter-relação destes três astros, a Terra o Sol e a Lua que faz possível a vida n nosso planeta.
Pe. Jorge Amaro, IMC
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