Opinião

A Terra num futuro distante

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Quatro cenários diferentes para a formação do próximo supercontinente

Quatro cenários diferentes para a formação do próximo supercontinente

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Ana Pires
Ana Pires
Fonte IDL Ciências ULisboa

Como será o clima da Terra quando o próximo supercontinente se formar? Uma nova publicação tem em conta o impacto da tectónica de placas, da rotação do planeta e da radiação solar no clima futuro da Terra.

Como será o clima da Terra quando o próximo supercontinente se formar? Uma nova publicação tem em conta o impacto da tectónica de placas, da rotação do planeta e da radiação solar no clima futuro da Terra. O sistema climático terrestre é fortemente influenciado pela presença e distribuição dos continentes, bem como pela circulação oceânica que os rodeia.

Por exemplo, a superfície terrestre aquece mais rapidamente do que a superfície oceânica; os climas moderados das latitudes médias dependem do transporte de calor proveniente dos trópicos pelo oceano; os sistemas atmosféricos comportam-se de maneira diferente consoante estiverem sobre terra, sobre água ou transitando entre uma e outra, se estiverem a altitude zero ou perante regiões montanhosas. Por outro lado, a disposição dos continentes e dos oceanos é determinada pela movimentação das placas tectónicas que compõem a camada mais superficial da Terra sólida. Estas placas deslizam entre si, afastam-se, colidem, e estas deslocações, que acontecem ao ritmo de alguns centímetros por ano, são responsáveis pela formação das cadeias montanhosas, das zonas de subducção e das falhas que dão origem a sismos. A escalas de tempo muito longas, o movimento destas placas leva a que os continentes se juntem ciclicamente em grandes supercontinentes, como foi o caso da Pangeia que existiu há 200 milhões de anos. O próximo supercontinente dever-se-á formar daqui a cerca de 200-250 milhões de anos. Como é que este será? E qual será o seu clima?

Este novo trabalho publicado na edição de agosto da revista  Geochemistry, Geophysics, Geosystems, da American Geophysical Union, resulta da colaboração entre Michael Way (NASA-GISS, EUA) com os investigadores do IDL Ciências ULisboa Hannah Davies e João C. Duarte e com Mattias Green da School of Ocean Sciences da Universidade de Bangor (Reino Unido).

Os investigadores exploram duas configurações possíveis de um supercontinente futuro, onde a diferença crucial reside na sua localização – um está centrado junto ao equador e o outro junto a um dos polos. Estes supercontinentes foram submetidos ainda a variações na topografia terrestre, intensidade da radiação solar e velocidade de rotação da Terra. Um estudo desta natureza contribui não só para a compreensão do papel das diferentes componentes do sistema Terra no seu clima, mas também nos dá uma ideia de como poderão ser os outros planetas como a Terra fora do nosso sistema solar – os exoplanetas – e até ajudar a perceber se estes poderão ser habitáveis.

Supercontinentes no futuro e simulações climáticas

Se, no passado, o supercontinente Pangeia resultou da união da Eurásia e África com as Américas, ainda não é certo como os continentes se irão juntar no futuro (ou, visto de outra forma, quais os oceanos que irão fechar). As duas configurações usadas neste estudo são a “Aurica” – resultante do fecho dos oceanos Atlântico e Pacífico, e com os continentes a juntarem-se junto ao equador – e a “Amásia” – um supercontinente resultante do encontro de praticamente todos os continentes junto ao Pólo Norte.

Com o auxílio de modelos numéricos e supercomputadores foi possível criar estas duas “Terras” e submetê-las a diferentes conjuntos de condições para explorar como será o seu clima.

Vídeos sobre os ciclos sazonais das temperaturas, simulações de dez anos (intervalo de tempo em meses), referentes aos climas da Terra num futuro distante em "Aurica" e  "Amásia", disponíveis na área multimédia do site da Faculdade e canal Youtube.

A ferramenta mais importante no estudo do clima, quer seja passado, presente ou futuro, é o modelo numérico de circulação geral, isto é, uma representação computacional do sistema climático que, nas suas versões mais sofisticadas, inclui todas as suas componentes (atmosfera, oceânico, biosfera, geosfera). Os investigadores podem atribuir valores ou comportamentos a essas diferentes componentes consoante o propósito do seu estudo.

Tendo em conta os objetivos deste estudo, foram desenhados três cenários de relevo terrestre para as simulações climáticas. O primeiro tem a função de controlo, isto é, apresenta as menores variações possíveis: o supercontinente tem uma topografia que varia pouco acima do nível do mar (0-200 m). A segunda simulação apresenta uma topografia média semelhante à da Terra dos dias de hoje (0-4000 m), mas sem montanhas (“relevo médio atual”). A terceira mantém a topografia na sua generalidade igual à da de controlo, mas intercala-a com máximos de relevo de 2000-7000 m (“relevo acentuado”). Estes três cenários foram simulados para cada supercontinente, resultando em seis corridas de modelo. Foram ainda elaboradas corridas de teste com os continentes tais como os conhecemos.

Resultados

O aumento obtido para a temperatura média global entre uma Terra de hoje e uma Terra com um supercontinente situa-se entre os 3 e os 7°C, efeito este que, no seu mínimo, é atribuível exclusivamente à distribuição das massas continentais. O Aurica apresenta o aumento de temperatura mais drástico. Por estar centrado a latitudes baixas, a distribuição de calor por via da circulação do oceano global continua a realizar-se entre o equador e os pólos, e a ausência de massas continentais junto aos pólos resulta numa diminuição drástica da fração de cobertura de gelo/neve (<1% nas simulações de controlo e de relevo médio atual, e de 1,5% na simulação “relevo acentuado”, contra ~9% na simulação “Terra atual”). Por outro lado, entre variações de relevo a temperatura média global praticamente não varia, apontando para a irrelevância da topografia nesta configuração de supercontinente.

Já no caso do Amásia, o incremento de massas continentais em latitudes elevadas a norte implica barreiras à circulação oceânica junto ao Pólo e consequentemente menor transporte de calor pelo oceano, um dos mecanismos através dos quais o gelo do Hemisfério Norte é derretido durante o Verão. Ou seja, há um incremento na fração de gelo/neve entre 5 e 10% (podendo, portanto, ultrapassar a cobertura da “Terra atual”). Isto leva a que a temperatura média do Amásia seja sempre inferior à temperatura média do Aurica (entre 0,3 e 3,5°C). Ao contrário do Aurica, o Amásia é sensível a alterações na topografia: a temperatura média à superfície na simulação “relevo médio atual” é inferior à da simulação de controlo (-2,6°C) e a fração de cobertura de gelo/neve aumenta para o dobro. Isto é compreensível visto que a taxa de precipitação que ocorre sob a forma de neve aumenta com a altitude, sobretudo nas latitudes elevadas. Por outro lado, a simulação de “relevo acentuado” não apresenta diferenças significativas relativamente à simulação de controlo, sugerindo que o relevo médio tem maior influência na temperatura global e na cobertura de gelo e neve do que a existência de montanhas.

Finalmente, os autores não encontram evidências de a duração do dia ter um impacto significativo na dinâmica do clima. Já o aumento do fluxo radiativo solar por unidade de área, sem outras variantes, implica em traços gerais um aumento da temperatura média à superfície de 5°C e uma diminuição da fração de água congelada em 3%.

Estudos desta natureza, para além de permitirem aprofundar a nossa compreensão acerca do sistema Terra a escalas de tempo longas, permitem ainda compreender como planetas semelhantes à Terra podem evoluir, o que fornece informação crucial acerca de potenciais exoplanetas e em que condições estes podem albergar vida. Este trabalho realça ainda a relevância da distribuição de massas continentais, da topografia média e da intensidade da radiação solar no sistema climático.

Exemplo de uma simulação referente ao supercontinente Amásia
Exemplo de uma simulação referente ao supercontinente Amásia
Imagem cedida pelos autores

Ana Pires, comunicadora de ciência do IDL Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
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A inauguração da exposição de fotografia “Herdade da Ribeira Abaixo: 30 anos do coração da Serra de Grândola” realiza-se dia 24 de fevereiro, pelas 16h00, na Biblioteca e Arquivo do Município de Grândola, e vai estar em exibição até 18 de março. Durante este fim de semana realiza-se ainda um Bioblitz na Herdade da Ribeira Abaixo. Esta estação de campo do cE3c, em estreita articulação com a Ciências ULisboa, situa-se no coração da Serra de Grândola, numa das mais vastas extensões de montado de sobro em Portugal.

conceção artística do telescópio espacial Euclid, e em fundo uma das primeiras imagens obtidas com este telescópio, do enxame de galáxias do Perseu

A 14 de fevereiro o telescópio espacial Euclid voltou-se para a constelação de Erídano, no hemisfério celeste austral, e durante 70 minutos recolheu a luz dessa região de céu escuro. O calendário de observações foi definido por uma equipa liderada pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Mais de 27 mil fotografias irão constituir o mosaico do céu com a maior resolução alguma vez feita, serão mais de 15 biliões de pixéis. Ao fim de seis anos espera-se ter capturado a luz de mais de mil milhões de galáxias.

Batimetria do fundo do mar e topografia terrestre

Um novo estudo, recorrendo a modelos computacionais, prevê que uma zona de subdução atualmente na região do Estreito de Gibraltar se irá propagar para o interior do Atlântico e irá contribuir para a formação de um sistema de subdução atlântico – um anel de fogo atlântico. Este trabalho publicado pela Sociedade Geológica da América resulta de uma colaboração entre os professores da Ciências ULisboa – João Duarte e Filipe Rosas – e investigadores da Johannes Gutenberg University Mainz (Alemanha).

Minifloresta da Faculdade

A FCULresta - um dos projetos do Laboratório Vivo para a Sustentabilidade da Ciências ULisboa e que tem origem no projeto europeu "1Planet4All - Empowering youth, living EU values, tackling climate change" -, foi selecionada e destacada como um dos projetos com maior impacto do programa ‘DEAR: Development Education and Awareness Raising", financiado pela União Europeia.

Cartaz com fotografias de várias mulheres

Ciências ULisboa reconhece o papel fundamental exercido pelas mulheres e pelas raparigas na ciência e na tecnologia. No Dia Internacional de Mulheres e Raparigas na Ciência recordamos Glaphyra Silva Vieira, a primeira mulher assistente no Laboratório de Física da Ciências ULisboa, uma biografia da autoria de Maria da Conceição Abreu e Paula Contenças.

Conceção artística do telescópio espacial nos raios gama, Fermi, da NASA

As regiões polares do Sol foram as mais ativas na emissão de radiação de alta energia durante o anterior máximo solar, um desequilíbrio ainda por explicar, e relatado pela primeira vez num estudo liderado por Bruno Arsioli, investigador do Instituto de Astrofísica e de Ciências do Espaço, da Ciências ULisboa.

anfíbio

Após a República Checa, chegou a hora da cidade de Lisboa ser palco da próxima Conferência Europeia de Ecologia Tropical 2024. Jorge Palmeirim, professor da Ciências ULisboa, coordenador do grupo de Biodiversidade Tropical e Mediterrânica no cE3c, é o chairman desta conferência, que se realiza na Ciências ULisboa entre 12 e 16 de fevereiro.

Helena Gaspar e Alexandra M. Antunes, pormenor de estrutura molecular N-desetil-isotonitazeno em fundo

O Laboratório de Polícia Científica (LPC) da Polícia Judiciária (PJ) detetou uma nova droga sintética - o N-desetil-isotonitazeno. A identificação da droga sintética contou com a colaboração da Ciências ULisboa, no âmbito de um protocolo de cooperação entre o LPC-PJ e a Ciências ULisboa que visa a análise de novas substâncias psicoativas (NSP).

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Um novo estudo mostra que o uso de lareiras tradicionais a lenha para o aquecimento da casa pode diminuir a esperança média de vida em até 1,6 anos, devido às partículas finas que são emitidas na combustão da lenha. Estes são resultados de um trabalho experimental de modelação computacional liderado pela Ciências ULisboa.

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Uma equipa de cientistas do Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB) da Ciências ULisboa liderada por Raquel Conceição vai receber 1.5M€ para reforçar as suas áreas de capacitação em Imagiologia Médica por Micro-ondas (MMWI), no âmbito de um projeto Twinning, com o título “Bone, Brain, Breast and Axillary Medical Microwave Imaging Twinning (3BAtwin)”, realizado em parceria com a Universidade de Galway (Irlanda) e com o Politécnico de Turim (Itália).

Carlos Pires

Carlos Pires, professor da Ciências ULisboa e investigador do Instituto Dom Luiz, é o primeiro autor do artigo “Uma teoria geral para estimar a transferência de informação em sistemas não lineares”, publicado na Physica D: Nonlinear Phenomena, volume 458, em fevereiro, e no qual desenvolve um formalismo matemático de estimação da causalidade entre variáveis interatuantes.

Atividades na HortaFCUL, num Dia Aberto em 2015

Em outubro de 2024 a HortaFCUL assinala 15 anos de existência. Os resultados apresentados no relatório "Living the sustainable development: a university permaculture project as an ecosystem service provider - The HortaFCUL case study (2009-2023)" apresentam o impacto regenerativo e transformador da HortaFCUL.

Pessoa a observar o céu

De 15 a 18 de fevereiro, a Física está em destaque na cidade de Lisboa, no Encontro Nacional de Estudantes de Física (ENEF). Este é um evento que pretende reunir estudantes e profissionais na Ciências ULisboa, procurando dar uma perspetiva diferente do ensino da Física a nível universitário.

Revegetação com especies autoctones

“O projeto em curso no Lousal mostra que é possível conciliar a atividade de mineração com a devolução do território à natureza com o mínimo impacto possível”, escreve Jorge Buescu na crónica publicada na revista Ingenium n.º 183, referente ao primeiro trimestre de 2024.

Pontos de interrogação

 Vladimir Konotop, professor da Ciências ULisboa, participou num estudo publicado este mês na Nature Photonics - “Observação da Localização da Luz em Quasicristais Fotónicos” -, em colaboração com investigadores da Universidade Jiao Tong de Xangai (China) e da Academia de Ciências Russa  (Rússia).

Aluna a fazer uma apresentação numa sala de aula

Inês Sofia Cruz Dias e Ana Carolina Preto Oliveira, estudantes da Ciências ULisboa, apresentaram os seus relatórios da disciplina Voluntariado Curricular, 1.º semestre, no passado dia 22 de janeiro. Sensibilizar os estudantes para as temáticas da solidariedade, tolerância, compromisso, justiça e responsabilidade social e proporcionar-lhes oportunidades para o desenvolvimento de competências transversais são alguns dos objetivos do Voluntariado Curricular.

Cristina Simões, Fernando Antunes, José Pereira-Leal, Jorge Maia Alves, Andreia Valente, Hugo Ferreira, Rui Ferreira e Pedro Almeida

Os projetos Lusoturf e TAMUK são os vencedores da 1.ª edição do Concurso de Projetos de Inovação Científica, uma iniciativa promovida pela Ciências ULisboa e FCiências.ID, com o apoio do Tec Labs.

Membro da FLAD, Marcelo Rebelo de Sousa e José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador da Ciências ULisboa, vencedor do FLAD Science Award Atlantic 2023, teve a honra de receber o prémio pelas mãos do Presidente da República, Marcelo Rebelo de Sousa. Para o diretor da Ciências ULisboa, Luís Carriço, este prémio é um reconhecimento do mérito e da excelência da investigação que se faz na faculdade: “Estou muito orgulhoso, mas não estou surpreendido. O trabalho que o José Ricardo Paula desenvolveu é brilhante e o próprio Presidente da República fez questão de referir isso. O nosso investigador está de parabéns, bem como a faculdade”.

Ana Sofia Reboleira

O projeto “Barrocal-Cave: Conservation, monitoring and restoration assessment of the world-class cave biodiversity hotspot in Portugal foi distinguido com o 2.º lugar do Prémio Fundação Belmiro de Azevedo 2023. Ana Sofia Reboleira é a investigadora responsável por este projeto, que tem como instituição proponente a FCiências.ID.

Fotografia de Henrique Leitão

O Papa nomeou a 10 de janeiro o cientista Henrique Leitão como membro do Comité Pontifício de Ciências Históricas, informou o Vaticano. A Agência Ecclesia refere que o novo membro deste comité colaborou com o Secretariado Nacional dos Bens Culturais da Igreja, enquanto coautor do ‘Clavis Bibliothecarum‘ (2016), um levantamento de catálogos e inventários de bibliotecas da Igreja Católica em Portugal.

Fotografia de Beatriz Amorim

Beatriz Amorim foi premiada com uma bolsa Marie Sklodowska-Curie, uma iniciativa da Agência Internacional de Energia Atómica (AIEA, sigla em inglês). A estudante do último ano de mestrado em Engenharia Física, na Ciências ULisboa, participa a partir de 15 de janeiro e durante seis meses, num projeto inovador na Alemanha, no âmbito do Programa GET_INvolved do FAIR.

Henrique de Gouveia e Melo e Henrique Leitão

“As três últimas décadas foram excecionais para os estudos de História Marítima, da Ciência Náutica, da Cosmografia e da Cartografia portuguesas”, diz Henrique Leitão, investigador da Ciências ULisboa, a propósito da atribuição do Prémio Academia de Marinha 2023, ocorrido no passado dia 9 de janeiro, durante a Sessão Solene de Abertura do Ano Académico de 2024.

Membros da expedição em frente do RV Pelagia

A Ciências ULisboa destacou no passado mês de dezembro - na EurekAlert - uma história sobre um estudo, que relata evidências sem precedentes de respostas ecológicas do fitoplâncton calcificante à deposição de nutrientes fornecidos pela poeira do Sara. O trabalho publicado na Frontiers in Marine Science tem como primeira autora Catarina Guerreiro, micropaleontóloga e investigadora em bio geociências marinhas na Ciências ULisboa.

Cientista em gruta

Um estudo publicado na Scientific Reports e coordenado por Ana Sofia Reboleira, professora no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e investigadora no Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), analisou mais de 100000 medições de temperaturas em grutas localizadas em diversas zonas climáticas, desde as tropicais às subárticas, passando por Portugal continental e ilhas.

Identidade gráfica da crónica com imagem de Andreia Sofia Teixeira

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A segunda crónica dá a conhecer Andreia Sofia Teixeira.

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