‘Termostato supercarregado’ da Terra pode provocar uma correção exagerada das mudanças climáticas

A chave para as novas descobertas é como o fósforo se move da terra para o oceano, disseram os pesquisadores. (Crédito da imagem: Qiang Zhang / 500px/Getty Images)

‘Termostato supercarregado’ da Terra pode provocar uma correção exagerada das mudanças climáticas

Cientistas descobriram um mecanismo até agora pouco considerado — uma espécie de “termostato” oculto da Terra — que pode levar o nosso planeta a corrigir demais o aquecimento global. Essa descoberta tem implicações profundas para o futuro do clima terrestre.

O que os pesquisadores encontraram

• Quando o nível de Dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera sobe, milhares de anos atrás a Terra respondia por meio de processos geológicos que removiam esse CO₂, ajudando a resfriar o planeta. (Live Science)

• O mecanismo clássico já conhecido chama-se feedback do intemperismo de silicatos: chuva e CO₂ reagem com rochas contendo silicato, dissolvem minerais, que depois são transportados ao oceano e depositados como carbonato — retirando CO₂ da atmosfera. (Live Science)

• A novidade é que os cientistas identificaram um segundo termostato, ligado ao ciclo do fósforo e à deposição de carbono orgânico nos sedimentos marinhos — um mecanismo muito mais rápido e “potente” para remover CO₂ da atmosfera. (Live Science)

Como esse “termostato oculto” funciona

• Quando a Terra se aquece, mais rochas que contêm minerais de fósforo (como a apatita) são atacadas pelo intemperismo, liberando fósforo que vai para rios, entra no oceano e alimenta o crescimento do plâncton marinho. (Live Science)

• O plâncton consome CO₂, morre, afunda e deposita carbono orgânico e fósforo no fundo do mar. Assim, muito CO₂ é removido da atmosfera e “sequestado”. (Live Science)

• Esse mecanismo pode agir bem mais rápido do que o mecanismo de intemperismo de silicatos de longa duração — por isso o rótulo de “supercarregado”. (Live Science)

Por que isso é importante para o clima futuro

• Se esse mecanismo estiver ativo, ele pode levar o planeta a “ultrapassar” a correção esperada — ou seja: em vez de adiar a próxima era glacial, pode até antecipá-la. (Live Science)

• Mesmo com tanto CO₂ emitido por humanos, esse termostato adicional pode fazer com que os níveis de CO₂ voltem a valores mais baixos em muito menos tempo do que se pensava. (Live Science)

• Porém — atenção — isso não significa que estamos a salvo das mudanças climáticas agora ou que o aquecimento já não importe. O mecanismo opera em escalas de milhares a centenas de milhares de anos. (Live Science)

O que essa descoberta muda

• Modelos climáticos poderão precisar considerar esse segundo termostato para prever melhor quando e como ocorrem grandes mudanças climáticas de longo prazo.

• Políticas de clima devem levar em conta que a Terra tem respostas naturais que podem amplificar ou mitigar os efeitos humanos — porém, essas respostas não são “rápidas o suficiente” para proteger o presente.

• Esse estudo estimula a necessidade de mais pesquisas sobre como ciclos de fósforo, nutrientes oceânicos e sedimentos marinhos afetam o clima global.

Em resumo

A Terra pode ter um mecanismo oculto — um “termostato supercarregado” baseado no ciclo do fósforo e no sepultamento de carbono orgânico nos oceanos — que ajuda a retirar CO₂ da atmosfera muito mais rapidamente do que se pensava. Esse mecanismo pode influenciar o risco de eras glaciais e mudar nossa compreensão de como o clima terrestre responde a grandes perturbações. Mas, apesar dessa resposta natural, a ação humana sobre o clima ainda é crítica agora.

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Micróbios antigos no permafrost acordam e emitem CO₂: o que isso significa para o clima

Pesquisadores reacenderam micróbios do permafrost que datam da última era glacial.

(Crédito da imagem: Tristan Caro)

Micróbios antigos no permafrost acordam e emitem CO₂:

O que isso significa para o clima?

Cientistas descobriram que microrganismos que estavam “congelados” no permafrost por milhares de anos podem entrar em atividade e liberar dióxido de carbono (CO₂) quando aquele solo gelado começa a descongelar. A pesquisa levanta alertas importantes para o aquecimento global e o futuro do nosso planeta.

O que é o permafrost

O permafrost é solo, rochas e gelo que permanecem congelados por pelo menos duas anos seguidas — muitas regiões árticas da Terra vivem com esse tipo de chão. Quando o permafrost descongela, o carbono armazenado nele tem o potencial de se tornar parte da atmosfera. (Live Science)

A descoberta: micróbios “acordando”

Pesquisadores coletaram amostras em um túnel de permafrost no Alasca — o Permafrost Research Tunnel, que se estende cerca de 107 metros dentro do solo congelado. (Live Science)

Eles incubaram essas amostras em laboratório em diferentes temperaturas (como –4 °C, +4 °C e –12 °C) para simular condições mais quentes de verão no Ártico. (Live Science)

Depois de alguns meses, micróbios que estavam inativos voltaram à vida — produziram biofilmes, cresceram e começaram a consumir carbono orgânico, liberando CO₂. (Live Science)

Por que isso importa para o aquecimento global

• O Ártico está aquecendo mais rápido que o resto do planeta. (Live Science)

• O permafrost retém aproximadamente o dobro de carbono que toda a atmosfera da Terra. (Live Science)

• Quando esses micróbios ficam ativos, eles iniciam um ciclo de feedback: solo descongela → micróbios se ativam → mais CO₂ (e possivelmente metano) é liberado → mais aquecimento → mais permafrost descongelado.

• Este é um dos grandes “pontos de interrogação” no impacto futuro das mudanças climáticas — ou seja, ainda existem muitas incertezas. (Live Science)

O que a pesquisa mostrou até agora

• Cerca de 85% do território do Alasca está soblainhado por permafrost. (Live Science)

• No experimento, após cerca de seis meses, as amostras que estavam a +4 °C ou –12 °C mostraram mudanças “dramáticas” na comunidade de micróbios e nível de atividade. (Live Science)

• Porém — atenção — o estudo analisou micróbios de apenas uma localização. Os cientistas ressaltam que outras regiões de permafrost podem reagir de forma diferente. (Live Science)

Implicações práticas para o futuro

• Se os verões árticos se tornarem mais longos e mais quentes, camadas mais profundas de permafrost podem descongelar — ativando micróbios “antigos”.

• Isso significa que políticas climáticas precisam considerar esse tipo de fonte de carbono “latente”.

• Monitoramento de regiões de permafrost e modelos climáticos mais refinados serão essenciais para entender o impacto total.

Em resumo

Micróbios que ficaram dormindo por milhares de anos no permafrost podem despertar com o aquecimento do solo congelado — e isso pode levar à liberação de grandes quantidades de CO₂.

Esse mecanismo adiciona uma camada extra de complexidade ao desafio das mudanças climáticas e reforça a urgência de entender melhor o permafrost global.

20 anos de Grafeno: O material que está mudando o mundo silenciosamente

por Stephen Lyth, A Conversa

Crédito: AlexanderAlUS/Wikipedia/CC BY-SA 3.0

Há vinte anos atrás, em outubro, dois físicos da Universidade de Manchester, Andre Geim e Konstantin Novoselov, publicaram um artigo inovador sobre o "efeito de campo elétrico em filmes de carbono atomicamente finos".

O trabalho deles descreveu as extraordinárias propriedades eletrônicas do grafeno, uma forma cristalina de carbono equivalente a uma única camada de grafite, com apenas um átomo de espessura.

Novos métodos para fazer esse material foram inventados. Afirmações incríveis sobre suas propriedades o fizeram soar como algo saído de uma história em quadrinhos do Stan Lee.

Mais forte que o aço, altamente flexível, super escorregadio e impermeável a gases. Um melhor condutor eletrônico que o cobre e um melhor condutor térmico que o diamante, além de ser praticamente invisível e exibir uma série de propriedades quânticas exóticas.

O grafeno foi aclamado como um material revolucionário, prometendo eletrônicos ultra rápidos , supercomputadores e materiais super fortes . Afirmações mais fantásticas incluíram elevadores espaciais , velas solares , retinas artificiais e até capas de invisibilidade .

Apenas seis anos após seu trabalho inicial, Geim e Novoselov receberam o Prêmio Nobel de Física, alimentando ainda mais o entusiasmo em torno dessa maravilha. Desde então, centenas de milhares de artigos acadêmicos foram publicados sobre grafeno e materiais relacionados.

Onde estão os produtos que mudam o jogo para enriquecer nossas vidas ou salvar o mundo das mudanças climáticas? Então o grafeno foi um sucesso retumbante ou um fracasso?

Altos e baixos do grafeno

Em termos de percepção pública, é justo dizer que o grafeno foi mantido em um padrão impossível. A mídia popular certamente pode exagerar histórias científicas para obter cliques, mas os acadêmicos também não estão imunes a exagerar ou especular sobre seus projetos favoritos.

Dito isso, tecnologias disruptivas como carros, televisão ou plástico, todas exigiram décadas de desenvolvimento. O grafeno ainda é um novato no grande esquema das coisas, então é muito cedo para chegar a qualquer conclusão sobre seu impacto.

O que ocorreu silenciosamente é uma integração constante do grafeno em inúmeras aplicações práticas. Muito disso se deve ao Graphene Flagship , uma grande iniciativa de pesquisa europeia coordenada pela Chalmers University of Technology na Suécia. Isso visa levar o grafeno e materiais relacionados da pesquisa acadêmica para aplicações comerciais do mundo real, e mais de 90 produtos foram desenvolvidos na última década como resultado.

Isso inclui plásticos misturados para equipamentos esportivos de alto desempenho , pneus de corrida mais duráveis ​​para bicicletas, capacetes de motocicleta que distribuem melhor as forças de impacto, revestimentos termicamente condutores para componentes de motocicletas e lubrificantes para reduzir o atrito e o desgaste entre peças mecânicas.

O grafeno está encontrando seu caminho em baterias e supercapacitores, permitindo tempos de carregamento mais rápidos e maior vida útil. Tintas de grafeno condutivas agora são usadas para fabricar sensores , etiquetas de rastreamento sem fio , elementos de aquecimento e blindagem eletromagnética para proteger eletrônicos sensíveis. O grafeno é usado até mesmo em fones de ouvido para melhorar a qualidade do som e como um meio mais eficiente de transmissão de calor em unidades de ar condicionado .

Produtos de óxido de grafeno estão sendo usados ​​para dessalinização , tratamento de águas residuais e purificação de água potável . Enquanto isso, uma gama de materiais de grafeno pode ser comprada pronta para uso em inúmeros outros produtos, e grandes corporações, incluindo SpaceX , Tesla , Panasonic , Samsung , Sony e Apple, são todas rumores ou são conhecidas por usá-los para desenvolver novos produtos.

Da promessa à praticidade

O impacto do grafeno na ciência dos materiais é inegável. O impacto nos produtos de consumo é tangível, mas não tão visível. Uma vez que um material é incorporado em um produto funcional, há pouca necessidade de continuar mencionando-o, e preocupações proprietárias podem fazer com que as empresas relutem em entrar em detalhes em qualquer caso. Os consumidores podem, portanto, estar completamente inconscientes de que seu carro, telefone celular ou taco de golfe contém grafeno, e muito provavelmente não se importam, desde que funcione.

À medida que os métodos de produção melhoram e os custos diminuem, podemos esperar que o grafeno seja cada vez mais amplamente adotado. Economias de escala o tornarão mais acessível, e a gama de aplicações provavelmente continuará a se expandir.

Fonte:

https://phys.org/

Radiação: Impulsionando o Progresso Tecnológico com Segurança e Responsabilidade

No mundo moderno, a tecnologia avança a passos largos, moldando nossa realidade e abrindo portas para o futuro. E por trás dessa evolução, um elemento crucial, muitas vezes incompreendido, desempenha um papel fundamental: a radiação. Mais do que perigos e riscos, a radiação representa uma força motriz para o progresso, impulsionando inovações em diversos setores e contribuindo para o bem-estar da sociedade.

Para compreendermos a importância da radiação, é preciso desmistificar seus conceitos básicos. A radiação consiste na emissão de energia pela matéria, seja na forma de ondas ou partículas. Essa energia pode ser liberada de diferentes maneiras, como desintegração nuclear, reações químicas e processos naturais como raios cósmicos.

Tipos de Radiação:

A radiação se divide em dois tipos principais:

Radiação ionizante:

Possui energia suficiente para ionizar átomos, removendo elétrons e alterando sua estrutura. Inclui raios-X, raios gama, partículas alfa e beta.

Radiação não ionizante:

Não possui energia suficiente para ionizar átomos. Inclui ondas de rádio, micro-ondas, luz infravermelha e luz visível.

Aplicações da Radiação na Tecnologia:

A radiação, em suas diversas formas, encontra aplicações em diversos setores da tecnologia, impulsionando avanços que impactam significativamente a sociedade:

Medicina:

Diagnóstico:

Raio-X, tomografia computadorizada (TC) e tomografia por emissão de pósitrons (TEP) permitem imagens detalhadas do corpo humano para auxiliar no diagnóstico de doenças.

Tratamento:

A radioterapia utiliza radiação ionizante para destruir células cancerosas, sendo crucial no tratamento de diversos tipos de câncer.

Esterilização:

A radiação é utilizada para esterilizar equipamentos médicos e produtos farmacêuticos, eliminando microrganismos e garantindo a segurança.

Indústria:

Radiografia industrial:

Detecta falhas em peças metálicas, garantindo a segurança de estruturas como pontes e edifícios.

Traçadores radioativos:

Permitem acompanhar o fluxo de materiais em processos industriais, otimizando a produção e reduzindo o desperdício.

Esterilização de alimentos:

A radiação ionizante pode ser utilizada para eliminar patógenos de alimentos, aumentando sua vida útil e segurança.

Pesquisa Científica:

Datação por radiocarbono:

Determina a idade de materiais orgânicos, sendo fundamental para pesquisas em arqueologia, geologia e paleontologia.

Estudos de estrutura molecular:

A difração de raios X fornece informações sobre a estrutura de moléculas, auxiliando no desenvolvimento de novos materiais e medicamentos.

Rastreio de células:

Isótopos radioativos podem ser utilizados para marcar células e rastreá-las no corpo, permitindo estudos sobre processos biológicos.

Segurança e Proteção contra Radiação:

É fundamental ressaltar que o uso da radiação deve ser feito de forma responsável, com medidas de segurança rigorosas para minimizar os riscos de exposição excessiva. Blindagens, protocolos de manipulação e monitoramento da radiação são essenciais para proteger trabalhadores e o meio ambiente.

Conclusão:

A radiação, quando utilizada de forma consciente e segura, se torna um aliado fundamental para o avanço tecnológico em diversos setores. Compreender suas características, aplicações e riscos é crucial para maximizar seus benefícios e minimizar os perigos potenciais, impulsionando o progresso científico e tecnológico de forma responsável. Ao aliarmos o conhecimento científico à responsabilidade no uso da radiação, podemos construir um futuro onde essa força motriz contribua para o bem-estar da sociedade e o desenvolvimento sustentável do planeta.