Variações Orbitais

Por exemplo, boa parte do dióxido de carbono atmosférico pode se dissolver no oceano, mas o que se dissolve pode ser facilmente devolvido à atmosfera. O dióxido de carbono pode até mesmo reagir com os óxidos da crosta da Terra para formar carbonatos, sendo mais provável que lá permaneça.

Logicamente, as porções da crosta terrestre expostas ao ar já absorveram o díóxido de carbono que perderam. Durante o período de formação montanhosa, porém, rochas novas surgem na superfície, rochas essas ainda não expostas ao dióxido de carbono, e ele pode agir como um veículo de absorção de dióxido de carbono, reduzindo sua porcentagem na atmosfera.

Por outro lado, os vulcões expelem grandes quantidades de dióxido de carbono para a atmosfera, pois o intenso calor que funde a rocha em lava quebra os carbonatos e libera novamente dióxido de carbono. Em períodos de intensa atividade vulcânica, o conteúdo de dióxido de carbono no ar pode aumentar.

Tanto os vulcões quanto as formações montanhosas são o resultado do movimento de placas tectônicas, conforme assinalei; há ocasiões, porém, em que as condições favorecem a formação montanhosa mais que a formação de vulcões, e vice-versa.

Possivelmente, quando a formação montanhosa predomina em dado período histórico, o dióxido de carbono diminui, a temperatura da superfície terrestre cai e as geleiras começam a se expandir. Quando o vulcanismo predomina, aumenta o dióxido de carbono, eleva-se a temperatura da superfície terrestre e as geleiras, caso existam, recuam.

Mas só para mostrar que as coisas não são tão simples assim, se a erupção vulcânica tende a ser violenta demais, grandes quantidades de poeira podem ser lançadas na estratosfera e isso pode produzir tantos “anos sem verão” como 1816, o que dará início a uma era glacial.

A julgar pela cinza vulcânica contida em sedimentos oceânicos, pareceria que o vulcanismo, nos últimos 2 milhões de anos, foi quatro vezes mais intenso que nos 18 milhões de anos anteriores. Então, é possível que uma estratosfera poeirenta seja o que esteja sujeitando a Terra a suas periódicas eras glaciais.

VARIAÇÕES ORBITAIS

Até aqui, os prováveis propulsores de glaciação e degelo que descrevi não servem para predições fidedignas do futuro.

Não sabemos, ainda, quais as regras que governam as pequenas mudanças na produção de radiação solar. Não temos muita certeza sobre o que nos espera em termos de colisões com nuvens cósmicas. Certamente não podemos prever os efeitos das erupções vulcânicas e da formação montanhosa no futuro. Parece que, qualquer que seja o propulsor, os seres humanos terão que passar ano a ano, milênio a milênio, à cata de boletins meteorológicos e suposições.

Contudo, há uma hipótese que tornaria as idas e vindas das eras glaciais tão inevitáveis quanto a mudança das estações no decorrer do ano.

Em 1920, um físico iugoslavo, Milutin Milankovich, sugeriu a existência de um grande ciclo climático resultante de pequenas alterações periódicas envolvendo a órbita terrestre e sua inclinação axial. Ele mencionou o “grande inverno”, em que houve eras glaciais, e o “grande verão”, que representava os períodos interglaciais. Entre um e outro, logicamente, estariam a “grande primavera” e o “grande outono”.

Naquele tempo, as teorias de Milankovich não mereceram mais atenção que as teorias do deslizamento continental de Wegener; ainda assim, é fato que há alterações na órbita terrestre. Por exemplo, ela não é perfeitamente circular, mas sim ligeiramente elíptica, com o Sol em um dos focos da elipse. Isso significa que a distância entre o Sol e a Terra varia ligeiramente a cada dia. Há uma época em que a Terra está mais no “periélio” — mais próxima do Sol — e uma época, seis meses mais tarde, em que se acha no “afélio” — mais longe do Sol.

A diferença não é grande. A elipse é tão suave (de pequena excentricidade) que mal se conseguiria diferenciá-la de um círculo apenas com o olhar. Apesar disso, a excentricidade de 0,01675 significa que, no periélio, a Terra dista 147 milhões de quilômetros do Sol e, no afélio, 152 milhões.

Isso é bastante do ponto de vista terreno, mas a diferença é de apenas 3,3 por cento. O Sol parece ser ligeiramente maior no periélio do que no afélio, mas isso só é observado por astrônomos. Além disso, a força gravitacional do Sol é maior no periélio que no afélio, o que faz com que a Terra se mova mais rápido no lado do periélio da órbita do que no lado do afélio; conseqüentemente, as estações não têm a mesma duração — fato que passa despercebido aos leigos.

Finalmente, isso significa que no periélio recebemos mais radiação solar que no afélio. A radiação que recebemos varia inversamente ao quadrado da distância, de modo que a Terra acaba recebendo 7 por cento a mais de radiação no periélio que no afélio. A Terra atinge seu periélio no dia 2 de janeiro de cada ano e o afélio no dia 2 de julho. Assim sendo, 2 de janeiro fica a menos de duas semanas após o solstício de inverno, enquanto 2 de julho fica a menos de duas semanas após o solstício de verão.

Isso quer dizer que, quando a Terra atinge ou está por atingir o periélio e receber mais calor que o normal, o hemisfério norte está em pleno inverno, enquanto o hemisfério sul está em pleno verão. O calor extra significa que o inverno do norte é mais moderado do que seria caso a órbita terrestre fosse circular, enquanto o verão do sul é mais quente. Na ocasião em que a Terra atinge ou está por atingir o afélio e receber menos calor que o normal, o hemisfério norte está em pleno verão, enquanto o hemisfério sul está em pleno inverno. O calor a menos significa que o verão do norte é mais fresco do que seria se a órbita terrestre fosse circular, enquanto o inverno do sul é mais frio.

Verificamos, assim, que a elipse da órbita terrestre permite à porção do hemisfério norte além dos trópicos uma menor oscilação entre verão e inverno, o que não vale para a do hemisfério sul além dos trópicos.

Dito dessa forma, pode-se ter a impressão de que o hemisfério norte não corre o risco de enfrentar uma era glacial, enquanto o hemisfério sul, sim, mas isso é incorreto. Na verdade, o inverno moderado e o verão mais fresco — a oscilação menor — predispõem um hemisfério a uma era glacial.

Afinal de contas, basta que a temperatura esteja abaixo do ponto de congelamento para que neve, desde que haja excesso de umidade no ar. A diminuição da temperatura muito além do ponto de congelamento não faz com que a neve aumente. Em vez disso, é provável que diminua, pois quanto mais fria a temperatura, menor a umidade do ar. A nevasca máxima ocorre em um inverno o mais moderado possível, sem que a temperatura fique se elevando além do ponto de congelamento.

A quantidade de degelo no verão depende da temperatura, é claro.

Quanto mais quente for o verão, mais neve será degelada; quanto mais frio o verão, menos degelo. Conseqüentemente, quando se tem invernos moderados e verões frescos, há muita neve e pouco degelo, e isso é precisamente o que se requer para que se inicie uma era glacial.

Apesar disso, não estamos enfrentando uma era glacial no hemisfério norte, embora nossos invernos sejam moderados e nossos verões, mais frescos. Talvez a oscilação ainda seja grande; talvez haja outros fatores que farão com que os invernos fiquem mais moderados e os verões ainda mais frescos. No presente momento, por exemplo, o eixo da Terra está inclinado 23,5 graus. No solstício de verão, no dia 21 de junho, o extremo norte do eixo está voltado para o Sol. No solstício de inverno, no dia 21 de dezembro, o extremo norte do eixo está inclinado para o lado contrário.

Entretanto, o eixo da Terra não fica inclinado eternamente na mesma direção. Devido à atração que a Lua exerce sobre o bojo equatorial, o eixo terrestre oscila lentamente. Ele permanece inclinado, mas a direção da inclinação descreve vagarosamente um círculo a cada 25 780 anos. Isso se chama “a precessão dos equinócios”.

Dentro de 12 890 anos, o eixo deverá pender para a direção oposta, de forma que, se essa for a única diferença, o solstício de verão será no dia 21 de dezembro, e o solstício de inverno, no dia 21 de julho. O solstício de verão estaria no periélio e o verão do norte seria mais quente do que é agora.

O solstício de inverno estaria no afélio e o inverno do norte seria mais frio do que atualmente. Em outras palavras, a situação seria o inverso do que é agora. O hemisfério norte teria invernos frios e verões quentes, enquanto o hemisfério sul teria invernos moderados e verões frescos.

Mas há outros fatores. O ponto de periélio está se movendo ao redor do Sol. Cada vez que a Terra gira em torno do Sol, ela atinge o ponto de periélio em um lugar ligeiramente diferente. O periélio (e o afélio também) percorre um círculo completo ao redor do Sol em 21 310 anos. A cada 58 anos, o dia do periélio desloca-se um dia em nosso calendário.

No entanto, isso não encerra a questão. Um dos efeitos das várias atrações gravitacionais sobre a Terra é fazer com que a inclinação axial oscile. No momento, a inclinação axial é de 23,44229 graus, mas em 1900 era de 23,45229 graus e no ano 2000 será de 23,43928 graus. Como se vê, a inclinação axial está diminuindo, mas só diminuirá até certo ponto e, então, aumentará novamente e decrescerá, e assim por diante. Nunca chega a menos de 22 graus e nunca ultrapassa 24,5 graus. A duração do ciclo é de 41.000 anos.

Uma menor inclinação do eixo significa que ambos os extremos da Terra recebem menos calor no verão e mais no inverno. O que resulta em invernos mais moderados e verões mais frescos para ambos os hemisférios.

Ao contrário, quanto maior a inclinação axial, mais extremadas serão as estações em ambos os hemisférios.

Finalmente, a órbita terrestre torna-se cada vez mais excêntrica. A excentricidade, que agora é de 0,01675, está diminuindo e acabará por alcançar um valor mínimo de 0,0033, um quinto de seu valor atual. Nessa época, a Terra estará 990 000 quilômetros mais próxima do Sol no periélio que no afélio. Além disso, a excentricidade começará a aumentar novamente até um máximo de 0,0211, ou 1,26 vez o valor atual. Então a Terra estará 6,31 milhões de quilômetros mais próxima do Sol no periélio do que no afélio. Quanto menor a excentricidade e maior o eixo circular da órbita, menor será a diferença na quantidade de calor recebida do Sol em diferentes fases do ano. Isso favorece a situação de inverno moderado/verão fresco.

Se todas essas variações na órbita terrestre e na inclinação axial fossem levadas em conta, pareceria que, de modo geral, a tendência a estações moderadas e a estações extremadas sucederia alternadamente em um ciclo de 100 000 anos.

Em outras palavras, cada uma das “grandes estações” de Milankovich dura cerca de 25 000 anos. Parece que acabamos de passar pela “grande primavera” das geleiras em recuo, após o quê, passaremos pelo “grande verão” e pelo “grande outono”, até chegarmos ao “grande inverno” de uma era glacial dentro de aproximadamente 50 000 anos.

Estaria correta toda essa teorização? As variações na órbita e na inclinação axial são pequenas, e a diferença entre inverno frio/verão quente e inverno moderado/verão fresco não é tão grande. Será o bastante?

O problema foi pesquisado por três cientistas, J. D. Hays, John Imbrie e N. J. Shackleton, tendo os resultados sido publicados em dezembro de 1976. Eles trabalharam com núcleos de sedimentos dragados de duas regiões diferentes do oceano Indico. Essas regiões distavam da terra, de modo que não houvesse material carregado do litoral para contaminar o registro dos resultados. As regiões eram também relativamente rasas, para evitar o material que pudesse ter sido depositado por regiões menos profundas.

O sedimento, poder-se-ia supor, seria material intocado armazenado nessa região por séculos a fio, e o comprimento de seu núcleo ter-se-ia erigido durante um período de 450 000 anos. A esperança era de que houvesse alterações conforme se percorressem os núcleos, alterações que fossem tão distintas quanto as alterações nos anéis das árvores, de modo a se obterem indicações de diferenças entre verões secos e verões úmidos.

Uma alteração estava relacionada com os minúsculos radiolários que habitaram o oceano durante os 500 000 anos investigados. Radiolários são protozoários unicelulares com um esqueleto minúsculo e bem-feito, que, após a morte, acumulam-se no fundo do mar como um tipo de lodo. Há numerosas espécies de radiolários, algumas das quais florescem em ambientes mais quentes. São facilmente distinguíveis umas das outras pela natureza de seus esqueletos e pode-se perfeitamente percorrer cada milímetro dos núcleos dos esqueletos radiolários e concluir, a partir deles, se em dada época a água do mar era fria ou quente. Poder-se-ia, assim, traçar uma curva real da temperatura oceânica em função do tempo.