O Sol pode estar entrando numa fria… e nós também

Foto de um gigantesco anel magnético (à direita) cheio de gases incandescentes irrompendo para além da superfície do Sol em 2003, enquanto duas manchas solares do tamanho do planeta Júpiter também irrompem. Cientistas afirmam que dentro de dez anos o Sol estará num prolongado e incomum período de hibernação que poderia provocar uma mini-Idade do Gelo

I1ntrodução – Esssa talvez seja a mais importante notícia dos últimos tempos, e como soe acontecer, circulou de forma restrita em ambientes acadêmicos, sites especializados e, em escala muito menor e com pouco destaque, na grande mídia internacional. Pedimos ao leitor atenção especial para uso das palavras “se”, “talvez”, “pode”, “poderá”, etc., e por dois motivos:

· O assunto é bastante complexo, pois o objeto em questão é o Sol, a nossa estrela, muito estudada, mas ainda cheia de mistérios. O conhecimento que o homem acumulou a seu respeito é enorme, mas ainda não o suficiente para afirmações definitivas sobre o conjunto total de fenômenos que lá ocorrem. Todavia, já há também grande base de conhecimento acerca dos efeitos de tais fenômenos sobre os planetas do nosso sistema solar, especialmente sobre a Terra. E não há absolutamente nada que o homem possa fazer para mudar o curso desses fenômenos; o que nos resta, se é que ainda resta algum bom senso, é pensar nos meios de adaptação e sobrevivência aos seus possíveis efeitos.
· A boa e verdadeira ciência tem como única constante a incerteza; o estado de dúvida é permanente.
Antes de iniciarmos nossa análise sobre a notícia e seus fundamentos e antes de apresentarmos as razões que nos levaram a considerá-los de extrema importância, julgamos útil apresentar um resumo traduzido da notícia, conforme veiculada por um dos mais importantes sites especializados em clima, o http://wattsupwiththat.com/:
“All three of these lines of research to point to the familiar sunspot cycle shutting down for a while” [“Todas as três linhas de pesquisa parecem apontar para uma paralisação temporária do conhecido ciclo de manchas solares”].
No dia 14.06.2011, por ocasião da reunião anual da Divisão de Física Solar da Sociedade Astronômica Americana, ocorrida na Universidade Estadual do Novo México, em Las Cruces, EUA, foram anunciados resultados de três linhas de pesquisa independentes que apontam para uma grande queda na atividade solar, especialmente a das manchas solares: (http://astronomy.nmsu.edu/SPD2011/).
Os indicativos vêm da observação do interior do Sol, de sua superfície visível e da corona solar. Tal diminuição acontece pela primeira vez em anos, de acordo com cientistas do Observatório Solar Nacional [National Solar Observatory (NSO)] e do Laboratório de Pesquisas da Força Aérea dos EUA [Air Force Research Laboratory (AFRL)] e sugerem que o próximo ciclo de 11 anos das manchas solares, o Ciclo 25 [estamos no Ciclo 24], poderá ser bastante reduzido ou nem mesmo acontecer.
“Isto é muito raro e inesperado”, nas palavras do Dr. Frank Hill, diretor associado da Rede Sinótica Solar do NSO, comentando os resultados dos estudos. “Mas o fato de que três observações completamente independentes do Sol apontam para a mesma direção é um indicador poderoso de que o ciclo de manchas solares pode estar caminhando para uma ‘hibernação’”.
O número de manchas e a atividade solar sobem e descem a cada onze (11) anos, aproximadamente, que é a metade dos vinte e dois (22) anos de intervalo magnético do Sol desde a inversão de seus pólos magnéticos a cada ciclo. A pergunta imediata que surge é se essa redução de atividade pressagia um segundo Mínimo de Maunder[1], um período de setenta (70) anos praticamente sem manchas solares, ocorrido entre os anos 1645 e 1715.
O Dr. Hill é o autor principal de um dos três estudos apresentados na reunião acima referida. Utilizando dados obtidos por seis estações de observação ao redor do mundo, as pulsações da superfície solar causadas pela reverberação do som através do Sol foram traduzidas em modelos[2] da sua estrutura interna. Uma das descobertas foi a de um fluxo de vento (leste-oeste) dentro do Sol, chamado de oscilação torsional, que começa nas latitudes médias e migra para o equador solar. A latitude desse fluxo de vento coincide com a formação de manchas em cada ciclo, e previu, com sucesso, o início tardio do atual Ciclo 24.
“Nessa altura, esperávamos ver o início do fluxo zonal para o Ciclo 25”, explicou Hill. “Mas não vemos nenhum sinal dele. Isto indica que o início do Ciclo 25 pode se atrasar até o ano 2021 ou 2022, ou que nem mesmo ocorra”.
No segundo estudo, Matt Penn e William Livingston observam um enfraquecimento na intensidade das manchas solares, e preveem que por volta do Ciclo 25, a irrupção de campos magnéticos no Sol será tão fraca que poucas manchas, ou talvez nenhuma mancha solar, serão formadas. As manchas são formadas quando intensos “tubos” de fluxo magnético irrompem do interior e evitam a recirculação de gás resfriado para o interior. Pra manchas solares típicas, esse magnetismo tem intensidade que varia entre 2.500 e 3.500 gauss [gauss = unidade de media de indução magnética].
Plotagens de tempo-latitude dos fluxos sob a superfície solar mostram a surpreendente inatividade do mecanismo de ciclos solares. Normalmente, novos fluxos se formam por volta dos 50° graus de latitude solar (tal como apontado em 1999 neste gráfico) e estão associados do o ciclo solar de 11 anos seguinte. Novos fluxos associados a um futuro máximo solar entre 2018 e 2020 eram esperados para começar a se formar por volta do ano 2008, mas até agra, não aprecem, indicando um atraso ou uma não ocorrência do Ciclo 25
A média da intensidade do campo magnético em manchas solares vem declinando de forma constante ao longo da década. A tendência inclui manchas dos Ciclos 22,23 e do atual 24
(Obs.: O campo magnético da Terra tem intensidade menor do que 1 (um) gauss na superfície; no Sol, o campo precisa atingir pelo menos 1.500 (mil e quinhentos) gauss para formar uma mancha solar).
Utilizando dados coletados durante mais de treze anos pelo telescópio McMath-Pierce, no Jitt Peak, Arizona, Penn e Livingston observaram que a média da intensidade de campo declinou cerca de 50 (cinquenta) gauss por ano durante o Ciclo 23, e agora no Ciclo 24. Se essa tendência continuar, o campo cairá baixo d limite de 1.500 (mil e quinhentos) gauss e as manchas basicamente desaparecerão.
O terceiro estudo foi coordenado por Richard Altrock, administrador do programa de pesquisas sobre as coronas solares da Força Área dos EUA, nas instalações da NSO Sunspot, Novo México. De forma resumida, Altrock conclui: “O Ciclo 24 começou tarde e lentamente e pode não ser forte o suficiente para criar os fluxos para os pólos solares, indicando que veremos um máximo solar muito fraco em 2013, se é que veremos. […] Isto cria um imenso dilema para os teóricos. […]
Se estivermos certos”, conclui Hill, “este poderá ser o último máximo solar por décadas à frente. Isso afetaria tudo, da exploração espacial ao clima da Terra”.
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Afinal, o que isso tudo tem a ver conosco, com o clima da Terra? Muita, mas muita coisa mesmo.
2.    Histórico e análise preliminar:
A rigor, os fenômenos descritos acima não são nenhuma novidade para cientistas e estudiosos, inclusive brasileiros, tal como atestam as seguintes matérias e trechos de palestras:
· O Dr. Piers Corbyn, físico solar britânico, vem há mais de 20 anos realizando prognósticos climáticos sazonais utilizando a avaliação direta da atividade solar. Afirma categoricamente que não há nada mais importante do que observar o Sol e sua atividade, pois esta influencia direta e majoritariamente no clima da Terra;
· O Professor Philip Stott, do Departamento de Biogeografia da Universidade de Londres aponta como o Sol o responsável por épocas áureas da civilização, quando em períodos mais quentes houve extrema prosperidade da humanidade, em contrapartida aos períodos mais frios;
· O Professor Eigil Friis-Christensen, diretor do Danish National Space Center obteve uma correlação muito precisa da atividade solar e seus reflexos na temperatura da Terra por medidas diretas e indiretas. Mostrou que conforme aumenta a atividade solar, aumenta a temperatura na Terra. Para provar que não era apenas uma coincidência, utilizou um período bem mais longo de 400 anos para trás e obteve o mesmo comportamento entre as duas curvas.
· O Professor Luis Carlos Baldicero Molion, da Universidade Federal de Alagoas, membro da Organização Meteorológica Mundial demonstra como a atividade solar está intimamente ligada à Oscilação Decadal do Pacífico, bem como na formação do ozônio estratosférico: (http://www.youtube.com/user/TheFakeclimate#p/c/3155991E80DC5E54/0/oC2KoWBhxP8)
· Notícias veiculadas pelo blog especializado português EcoTretas, em 20.04.2008 [Ciclo solar adormecido], e em 23.09.2008 [Sol em mínimos espaciais]
· Trecho de palestra de Mark Kennedy Lund na USP, em 24.11.2010

Mark Lund – Trecho Palestra “Mudanças Climáticas” USP 2010 from midiaamais on Vimeo.

· Trecho da palestra do Prof. Luis Carlos Baldicero Molion na USP, em 24.11.2010

Luiz Carlos Molion – Trecho da Palestra “Mudanças Climáticas” USP 2010 from midiaamais on Vimeo.

(As duas últimas palestras estão disponíveis na íntegra aqui)
Também a rigor, a física não reconhece o frio, mas apenas a presença ou a ausência de calor, que se traduz em temperaturas maiores ou menores. A distinção é importante para a termologia, termodinâmica, climatologia e em grande número de outros campos do conhecimento. Não obstante, e para efeito de simplificação, usaremos as palavras “frio” e “calor” em nossas considerações.
2.1 Histórico:
O frio é inimigo do homem. Os períodos de frio mais intenso estão associados à escassez de alimentos, doenças, miséria, guerras e conflitos sociais. Os períodos de calor, por sua vez, estão associados ao surgimento e expansão de civilizações, abundância de alimentos e prosperidade geral. O Império Romano, dada a sua relativa longevidade, passou por períodos de aquecimento e resfriamento. Não por acaso, seu apogeu se deu durante um período de aquecimento: registros contábeis das províncias romanas assinalam a produção de uvas e frutas cítricas perto das Muralhas de Adriano, na província da Britannia (atual norte da Inglaterra). Em contraste, séculos depois, e dentre várias outras causas, foi o frio que empurrou as hordas de bárbaros do norte europeu para a decadente, mas ainda relativamente quente Península Itálica. Já as atividades humanas nos últimos cento e cinquenta anos, por mais que os defensores da tese do AGA (Aquecimento Global Antropogênico) insistam, foram e são incapazes de alterar o clima em escala global. De fato, falar em mudanças climáticas é uma redundância, pois o clima nunca foi e nunca será estático. Há vários fatores que regulam o clima na Terra: aquecimento e resfriamento dos oceanos, especialmente o Pacífico, atividade vulcânica e, certamente, o Sol.
Considere os seguintes dados e informações:
· A cada segundo, o Sol transfere à Terra energia equivalente a um terremoto de magnitude 8 (oito) na escala Richter.
· A quantidade de energia utilizada por toda a humanidade num ano é equivalente à energia transferida pelo Sol à Terra em apenas 1 (uma) hora. Numa analogia, o Sol nos paga uma mesada de mais de R$6.000,00 (seis mil) da qual toda a atividade no estrato geográfico usa apenas R$1,00 (um real) que inclui a fotossíntese, evaporação, ventos, precipitação, transformações diversas de energia em toda a superfície da Terra, mais a atividade humana de sobreviver e produzir.
· As reservas conhecidas de petróleo contêm energia equivalente àquela que o Sol transfere á Terra em 36 (trinta e seis) horas.
· Porém, o Sol é, na realidade, uma estrela pulsante, o que significa que emissão de energia é variável. Em outras palavras, a chamada constante solar, a energia que vem do Sol, não é uma constante. Desde 1979, medidas feitas através de instrumentos em satélites comprovam essa inconstância; além disso, os ciclos das manchas solares demonstram a mesma inconstância.
· O Sol é uma estrela comum de classe espectral G2V, segundo o diagrama de Hertzsprung Russel, ele pertence à sequência principal, com uma temperatura efetiva próxima de 6000 K (Fig.1). Tem um diâmetro aproximado de 1.392.000km. Deve durar cerca de nove bilhões de anos e já está no seu ciclo de meia vida, com cerca de 4,5 bilhões de anos. Quando envelhecer mais, daqui a dois ou três bilhões de anos, tornar-se-á uma gigante vermelha. Durante o processo irá engolfar Mercúrio, Vênus e provavelmente, a Terra.
· Ciclos solares de 11, 22, 87, 210 e de 1.500 anos foram detectados por meio de observações, medições e avaliações de placas de gelo, derretimentos de gelo, amostras de furos de sonda no gelo, anéis de árvores, secas, inundações, sedimentos em lagos, sedimentos no fundo dos mares, turfa, pólen e organismos flutuantes nos hemisférios Norte e Sul.
· Quando a atividade das manchas solares entra em colapso, a Terra se resfria dramaticamente até um Grande Mínimo, um fenômeno que já aconteceu muitas vezes nos últimos 10.000 (dez mil) anos. O Sol passou por quatro Grandes Mínimos desde o século XIII, incluindo o Mínimo de Maunder, de 1645 e 1715, que se sobrepôs à Pequena Era do Gelo. O Rio Tâmisa congelou em Londres, por exemplo, entre 1683 e 1684. Em função do atraso entre a atividade das manchas solares e o grande anel de convecção do Sol, a maioria dos astrônomos hoje preveem um Sol menos ativo. Por sua vez, essa baixa na atividade solar resultaria num incremento de radiação cósmica sobre a Terra, que se traduziria em maior nebulosidade. Nuvens de baixa altitude refletem a energia do Sol de volta para o espaço, o que resultaria num resfriamento da Terra. Veja o quadro histórico de mudanças climáticas:
[Pelas datas fica fácil constatar que tais mudanças climáticas independem da ação humana; as grafadas em vermelho indicam aquecimento; as em azul, resfriamento. Note também que os períodos não têm (não tiveram) duração fixa, portanto, não são ciclos e houve intervalos relativamente pequenos de mudanças súbitas].
Não precisa haver uma grande mudança na liberação de energia do Sol para que haja um efeito profundo sobre a Terra. Se o Sol passasse a emitir de 1 a 1,5 W/m2 a menos do que emite hoje, estaríamos em condições similares a um período bastante frio da chamada Pequena Idade do Gelo, ou seja, o Mínimo de Maunder. Mesmo diante desses indicativos, ainda há quem os desconsidere por completo, afirmando de maneira peremptória: Possível redução na atividade solar não conterá aquecimento”. De onde tanta certeza?
2.2 Análise:
A partir das variações das forçantes solares, acrescidas dos movimentos astronômicos do planeta Terra, como precessão, nutação, obliquidade e excentricidade da órbita, observa-se que suas influências no clima da Terra são mais acentuadas (Figura 2). Entretanto, não é necessário esperar por tanto tempo para se mudar o clima em menores escalas. O próprio processo de translação ao redor do Sol, dada a variação da distância da Terra a sua estrela, também altera o tamanho visível do disco solar (Figura 3), o que ocasiona uma pequena diferença de incidência de energia que varia entre 3 a 7% entre afélio (Terra mais afastada do Sol) e periélio (Terra mais próxima do Sol). É sempre bom recordar que não é por este motivo que existem as estações do ano.

Apenas, coincidentemente, na época atual, os verões no hemisfério Sul ocorrem próximos do periélio, enquanto que os invernos, no afélio. De qualquer modo, nunca um verão é igual ao outro. O mesmo para os invernos. Sempre temos o cômputo de diversos fatores de grande escala que montam a situação da vez, ora com maior atividade solar, ora com mais vulcões ativos, ora com poeira zodiacal entrando na atmosfera da Terra e assim por diante.

As possibilidades são múltiplas e dependem de fatores que podem apresentar um processo-resposta tanto positivo quanto negativo. Os físicos Yuri Stozhkov (russo), Henrik Svensmark, Eigil Friis-Christensen e Nigel Marsh já discutiram muito sobre a ação dos raios cósmicos, inclusive durante o Ano Heliofísico Internacional – AHI de 2008. Na pauta, mostrou-se o quanto que estas pequenas partículas podem alterar drasticamente o clima da Terra. A hipótese tem tudo para se corroborar como uma teoria e cresce o número de experimentos, não somente laboratoriais, mas também a céu aberto. As partículas geradas pelos raios cósmicos teriam a capacidade de ajudar na formação dos núcleos de condensação que são as sementes progenitoras da formação de nuvens. Embora a climatologia ainda esteja muito debilitada no conhecimento da microfísica das nuvens (também classificada como neflologia), sabe-se que as nuvens detêm a capacidade de controlar cerca de 25 a 33% do balanço de energia planetário.
Notem que estes valores correspondem  valores de um quarto (1/4)  a um terço (1/3)  da energia que entra e sai da Terra.
Curiosamente, a entrada dessas partículas depende de diversos fatores, tais como a existência de explosões de estrelas supernovas, nuvens de matéria escura no movimento para o Ápex que o sistema Solar realiza pela galáxia e, entre eles, a atividade solar. Nestes termos, o astrofísico, Dr. Nir Shaviv em conjunto com o geólogo e Professor Ian Clark, observaram que a variação do bombardeamento de sub-partículas atômicas sobre a superfície da Terra tinha uma relação estreita com a intensidade do vento solar e do campo magnético do Sol.
Infelizmente, não entendemos o por quê de as pessoas esquecerem este fato simples, queacompanhou a civilização por toda a história. O Sol é tão poderoso que sua influência atinge uma distância muito além de Plutão. Na verdade, há diversos questionamentos em se estabelecer qual seria a distância efetiva da Heliopausa (camada esférica distante no sistema solar onde a atividade do Sol seria idêntica a mesma atividade de fundo das estrelas). Um exemplo pode ser avaliado com Tritão, a grande lua de Netuno que pode apresentar variações sazonais de até 2ºC entre uma estação e outra. Notem que Tritão dista 4,5 bilhões de quilômetros do Sol e mesmo assim sofre da sua influência. Imagine a Terra que está a apenas 150 milhões de quilômetros? Literalmente o planeta está inserido dentro da atmosfera solar e nossa magnetosfera apresenta uma certa proteção aos seus efeitos. Contudo, Shaviv e Clark, entre outros, observaram que a atividade solar controla também o fluxo de raios cósmicos que permeiam pela atmosfera.

A relação pode ocorrer em dois processos. No primeiro, conforme aumenta a atividade solar, aumenta o vento solar que intercepta, ainda no espaço, a maior parte da incidência de raios cósmicos. Com isto, uma fração menor de núcleos de condensação surgirá na base da atmosfera, a troposfera, e o desenvolvimento de nuvens, principalmente as stratiformes, ficará reduzido, aumentando a incidência de energia solar sobre a superfície. O segundo processo é bem semelhante, mas envolve a ação da magnetosfera solar. Quanto maior for a atividade do Sol, maior será o seu campo magnético que irá defletir os raios cósmicos, os quais entrariam na atmosfera para formar os núcleos de condensação para geração de nuvens. Em ambos os processos podemos ver que o Sol interfere na incidência dos raios cósmicos, que interferem na formação de nuvens que interferem na incidência de energia na superfície da Terra.

Mas afinal, quais seriam as consequências de um Sol menos ativo? Com menos energia perpetuando por um período considerável de tempo, de modo  geral isso causaria uma diminuição no ciclo hidrológico da Terra, pois este necessita da energia solar para evaporar a água em grande quantidade. Uma diminuição do ciclo causaria precipitações mais escassas em certas localidades do globo. A maior influência aconteceria provavelmente no oceano Pacífico tropical, que passaria a receber menor quantidade de energia na zona fótica (parte superior permeável a luz). Contudo, para se observar mudanças significativas de valores de Temperatura Superficial do Mar – (TSM) seriam necessários alguns anos, pois os processos oceânicos são extremamente lentos.

Algumas variações locais seriam sentidas com o passar das estações sazonais, mas realizar um alarde sobre o que aconteceria não é muito promissor, mesmo porque, nos últimos 2.000 anos já experimentamos um pouco de cada. Curiosamente, é bom que seja dito que o hemisfério Sul, pela sua predominância massiva de oceanos, teria sempre um efeito amainado para variações de curtos períodos, o que não poderia ser prognosticado para o hemisfério Norte, que tem uma menor contribuição oceânica para amenizar os climas severos.

De qualquer maneira, criar decisões que afetam a vida cotidiana das pessoas através de um prognóstico errado do clima para daqui a 100 anos é tão ruim ou pior do que não fazer prognóstico algum.
Terminamos o artigo com uma frase bem pertinente do Professor Piers Corbyn:
O Sol é que controla o clima da Terra, o CO2 é irrelevante!
 

[1] Edward Walter Maunder (12 de Abril de 1851 – 21 de Março de 1928) foi um astrônomo inglês mais conhecido por seus estudos das manchas solares e do ciclo magnético solar, os quais levaram á identificação do período entre 1645 e 1715 e que hoje é conhecido como o “Mínimo de Maunder”.
[2] Sim, modelos computacionais, mas ao contrário do fraudado modelo que gerou o infame gráfico do “Taco de Hóquei”, este tem como base observações empíricas ao longo de décadas. Para entender melhor essa distinção, leia “Tacadas torturantes”, publicado no M@M em 14.10.2009.

3 Comments

  1. Luciano
    Posted 10 julho 2011 at 3:07 PM | Permalink

    Mais uma vez parabéns pelo artigo Sand!
    Esse veio completo: prato principal, sobre-mesa e cafezinho.
    O problema é distinguir quem é quem, pois para mim todos são pratos principais!
    Aliás, vi um vídeo (mês de junho) de Molion que ao ser entrevistado afirmava que aqui no sul o mês de julho teria dias gelados, inverno rigoroso, ele acertou!
    A uma semana está geando aqui onde moro, sem falar da neve na primeira semana do inverno na serra catarinense, recordes de dias gelados e temperaturas negativas consecutivamente. Ele é fera!
    Tenho que ver uma palestra desse Cara!

    Um abraço,

    Luciano

  2. Nelson Travnik
    Posted 10 julho 2011 at 8:16 PM | Permalink

    De fato tenho observado o Sol nos observatórios onde trabalho (Piracicaba e Americana,SP) e tenho constatado que a incidência das manchas solares a partir de 2010 até agora tem se mostrado muito abaixo do que o previsto para o Ciclo 24.

  3. Antônio Gomes
    Posted 11 julho 2011 at 7:40 PM | Permalink

    Manchas solares caindo, as que restam sem força para criar novos campos magnéticos no sol, raios cosmicos entrando com força na atmosfera terrestre e gerando grandes nuvens o que resfria o planeta, olhem o céu grandes nuvens estão a se formar, é fato.Campo magnético da terra enfraquecendo, polo norte indo em direção a Russia e acelerando tende a inversão do polos, isto já pode ser até o início de uma nova era do gelo.


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