As Flechas d’Água As flechas (meteoritos e cometas) são das coisas mais interessantes do universo e o mecanismo por excelência de modelação dos mundos, independente do medo e da morte da Vida e até da Vida-racional. O fato é que quando caem rearranjam tudo. Reconstroem os mundos e os impulsionam para as mutações seguintes, adicionando tremenda energia global ou local, quebrando as placas tectônicas e empurrando-as adiante, aumentando a fervura do manto, destruindo tudo em volta para a reconstrução, libertando radiação do fundo planetário. São interessantíssimas, mas ninguém as vinha estudando assim em profundidade, até que os Alvarez falaram da grande flecha de 65 milhões de anos atrás que caiu no Iucatã, México. Ora, o que elas fazem no mar? (observe que a simulação da Nasa foi justamente na água). Espirram água, certo, mas como? Já perguntei o que ocasionam, mas aqui precisamos seguir segundo a segundo, milímetro cúbico a milímetro cúbico, de modo a ver como essa água espirra e como se move em volta da Terra e até para fora dela, levando os peixes, algas, fito e zôoplancto, lama, pedra e sabe-se lá mais o quê, além de formar diamantes, como já falei, com o petróleo das bacias debaixo do solo. Eis uma coisa fundamental abandonada assim ao léu. Que esperança podemos ter de realmente conhecer se mesmo nas coisas maiores não reparamos? Deveríamos modelar em computação gráfica água contra água, água contra terra, terra contra terra e assim por diante, de modo a ver nos vários efeitos visuais caminhos estruturais ou conceituais que seguir. Como é o ritmo de subida, o de espalhamento, até onde vão as águas esparramadas, que ondas são criadas, quanto de água é transformada em vapor, que temperaturas atingem, quando os volumes movidos caem de volta, que tipo de atmosfera criam e assim por diante. São tantas as perguntas a fazer que mal cabemos na emoção. Veja que a superfície da Terra é coberta por dois terços de água.

ASSIM

(⅔ é isso) - que não prestemos atenção a isso é equivalente a jogar com uma bola de futebol a que falte mais da metade

Pois das mais de 140 flechas grandes que estimo tenham caído na Terra em 3,8 bilhões de anos (fora as centenas ou milhares das pequenas) quase 100 despencaram nos oceanos (desde quando eles estavam

⅓

⅓

formados?), causando tremendos estragos. Ignorar isso como motivo para estudos é um pouco demais para meu gosto. É até acintoso, é falta de competência mesmo.

Vitória, domingo, 13 de fevereiro de 2005. José Augusto Gava.

Guia do Educador para Crateras de Impacto Cortesia do Jet Propulsion Laboratory

MAS ALGUMA COISA JÁ SE ESTÁ FAZENDO

Fazendo Crateras em sua Sala de Aulas Crateras de Impacto é um processo encontrado em todo lugar no Sistema Solar, exceto nos gigantes planetas gasosos. A Terra foi pesadamente atingida, mas a erosão removeu a maioria das crateras.

Talvez a mais bela cratera de impacto sobrevivente na Terra é a Cratera do Meteoro Barringer próximo a Winslow, Arizona. Ela tem 1,2 quilômetros (0,75 milhas) de diâmetro e 200 metros (650 pés) de profundidade. Ela foi formada a cerca de 49.000 anos, quando um meteorito de níquel/ferro de 50 metros (150 pés) de diâmetro atingiu o deserto a uma velocidade de 11 quilômetros por segundo (25.000 milhas por hora, ou 40.000 km por hora). Nativos Americanos vivendo na região observaram o impacto e sentiram a tremenda onda de choque que deve ter-se deslocado pela atmosfera.

Um exame sobre crateras reais irá preparar os estudantes para esta atividade, e qualquer imagem da Lua servirá para isso. Quase todas as crateras tem depressões centrais profundas, bordas elevadas, e um cobertor de material ejetado em suas vizinhanças.

Você e seus estudantes podem observar a Lua diretamente durante o dia. Procure em seu jornal sobre as fases da Lua e observe-a à tarde, durante o "primeiro quarto" e de manhã, durante o "terceiro quarto". A Lua estará afastada do Sol 90 graus para leste (esquerda) no primeiro quarto, e 90 graus para oeste (direita) durante o terceiro quarto. As grandes regiões escuras são remanescentes de grandes impactos e muitas mantém suas bordas circulares. Binóculos com tripés fornecem uma visão espetacular.

Você pode criar crateras em sua sala de aulas com uma caixa, com um saco de lixo dentro, e cujos lados tenham pelo menos 10 centímetros de altura (a caixa de papéis para fotocópias é perfeita); farinha (7,5 a 10 centímetros de profundidade, com pelo menos 3 centímetros de folga até a borda da caixa), alguma tinta vermelha ou azul seca (em pó), e algumas bolinhas de gude.

Coloque a farinha na caixa e suave, mas firmemente, compacte-a (experimente com firmezas diferentes). Coloque a poeira feita do pó das tintas sobre a farinha (água colorida borrifada por uma garrafa com spray funciona, mas não tem mesmo efeito). Use as bolas de gude para bombardear a superfície (uma de cada vez). Procure pelas

formações clássicas de crateras: bacia, borda elevada, cobertor de ejetos (material escavado da cratera e depositado em volta dela, visível como farinha branca e pó colorido), e raias ( material atirado para fora a alta velocidade, formando linhas apontando diretamente para fora da área de impacto).

Estudantes devem manter cuidadosos registros e podem fazer desenhos de topo e perfil das crateras, e comparar as crateras formadas por projéteis de diferentes tamanhos, diferentes velocidades, e diferentes ângulos de impacto. Projéteis de diferentes tamanhos podem ser largados de alturas definidas, de forma a terem velocidades comuns. Eles também devem lembrar que a qualidade de seus testes é mais importante que a quantidade.

Após várias crateras, a farinha e o pó colorido podem ser misturados e compactados novamente, sem mudar muito o branco da farinha. Então, uma nova camada de pó colorido pode ser aplicada, e novas experiências, conduzidas. Nos impactos reais o objeto impactante é destruído ou quebrado em pequenas partes. Naturalmente, as bolinhas de gude não vão sofrer tal efeito, e irão permanecer inteiras na cratera.

Vocabulário Pico Central

Uma montanha formada no centro de grandes crateras. É formada por "ricochete" das rochas na área de impacto (a bolinha de gude estará sobre ela nesta atividade).

Cratera Uma depressão (usualmente) circular em uma superfície, causada por um impacto.

Ejeto Material expelido da cratera.

Cobertor de Ejetos Ejetos expelidos a baixa velocidade. O material deposita-se como um cobertor em torno da cratera.

Piso O interior da cratera. É plano nas grandes crateras (a bolinha de gude estará lá nesta atividade).

Raias Ejetos expelidos da cratera a alta velocidade. O material forma longas linhas apontando diretamente para fora da cratera.

Borda A borda elevada da cratera. É formada pela compressão para fora e para cima das paredes da cratera, e não por ejetos.

E ALGUMA INFORMAÇÃO É OFERECIDA (mas não num livro geral, com CD anexo com fotos e filmes) Asteróides, Meteoros e Meteoritos.

Gaspra

Asteróides (Cinturão de Asteróides)

O cinturão de asteróides é um anel com 150.000 km de fragmentos rochosos que se situa entre as órbitas de Marte e Júpiter. Os asteróides variam bastante no tamanho e a maioria tem uma forma irregular. Os asteróides circundam o Sol desde o começo do nosso Sistema Solar, mas a poderosa gravidade de Júpiter impede–os de se tornarem um planeta. Se tal sucedesse, o planeta seria cerca de 1/3 do tamanho da nossa Lua. Alguns asteróides seguiram uma rota fora do cinturão, movendo-se ao longo das órbitas dos planetas.

Ocasionalmente, os asteróides colidem com plantas. Pequenos fragmentos de asteróides colidem com a Terra, como meteoritos. O impacto cria grandes crateras como aquela gigantesca encontrada no deserto do Arizona.

Dados importantes

• Órbita mais próxima da Terra: 777.000 km Distancia do cinturão ao Sol: 350.500 milhos de km N.º de asteróides identificados: Mais de 11.000 Tamanho mais comum: 20 km ou menos Maior asteróide: Ceres, com 913 km de comprimento Órbita mais próxima do Sol. Ícaro Tipos de asteróides: escuros e rochosos; luminosos e rochosos; metálicos.

Meteoros (Chuva de meteoros)

Meteoros, conhecidos popularmente como estrelas cadentes, são pontos luminosos parecidos com estrelas que, se movimentam rapidamente no céu, e o seu brilho pode variar muito. Tratam-se de minúsculas partículas, restos de cometas e outros corpos celestes, pesam cerca de 10 gramas e são geralmente do tamanho de grãos de feijões ou ainda menores. A variação do seu brilho, é causada devido ao atrito que este corpo sofre ao atingir a atmosfera terrestre, ao encontrar-se com ela, o meteorito acaba se inflamando, causando um belo espetáculo no céu semelhantes a fogos de artifício. As velocidades deles podem variar, entre 42 km/s e de até 72 km/s, eles se manifestam a uma altura de aproximadamente 120 Km quando "acendem", e de 70 Km quando "apagam" totalmente ao serem literalmente incinerados pela atmosfera.

Os meteoros cruzam freqüentemente os céus de nosso planeta, chegando aos milhões.Quase todos os dias em cidades com pouca poluição luminosa, é possível vê-los com facilidade. Em determinadas épocas podemos observar centenas de meteoros em uma noite bem escura e em um curto espaço de tempo, este fenômeno é conhecido como Chuva de meteoros.

Uma chuva de meteoros ocorre normalmente quando a Terra em seu movimento em torno do Sol, atravessa a órbita de algum cometa (ex. o cometa Halley)

O que são Meteoritos?

Existem muitos fragmentos de asteróides, cometas e outros corpos planetários em órbita do Sol, que cruzam a órbita terrestre e são conhecidos como meteoróides. Quando colidem com a atmosfera terrestre sofrem atrito com as moléculas de ar que o fazem "esquentar". O calor produzido é tanto, que derrete a superfície do meteoróide e incandesce o ar a sua volta, produzindo um brilhante meteoro(ou como popularmente conhecido, estrela cadente). Os objetos maiores e mais resistentes conseguem chegar ao solo sendo chamados de meteoritos. Sua chegada é anunciada pela passagem de um grande meteoro seguida de estrondos e chiados ensurdecedores.

Os meteoritos recebem o nome da cidade mais próxima de onde caíram ou foram encontrados. A maioria dos meteoritos são fragmentos rochosos semelhantes às rochas vulcânicas terrestres, alguns são ligas de ferro e níquel parecidos com o aço, outros no entanto são diferentes tudo que conhecemos e podem representar o material mais primitivo do Sistema Solar.

O meteorito: Bendegó

O Bendegó é o maior meteorito brasileiro conhecido até o momento pesando 5,36 toneladas e medindo 2,15m x 1,5m x 65cm de formato meio achatado lembrando uma sela. Trata-se de uma massa compacta de ferro e níquel com outros elementos em quantidades menores. Apesar de seu colossal tamanho, não figura mais entre os dez maiores do mundo, muito embora fosse o segundo em tamanho na época de seu descobrimento. Foi descoberto no interior da Bahia e hoje se encontra em exposição na sala de meteoritos do Museu Nacional do Rio de Janeiro.

Achado no ano de 1784, por Joaquim da Mota Botelho, nas proximidades do riacho Bendegó. Coordenadas geográficas do lugar onde ele foi encontrado: Latitude Sul 10º -7´29",7 . Longitude Este do Rio de Janeiro 4º -0´ 1" ,2. Foi trasladado para o Museu Nacional do Rio de Janeiro em 1888, por uma comissão de engenheiros assim composta: Jose Carlos de Carvalho, Vicente Jose de Carvalho Filho, Humberto Saraiva Antunes. Contribuiu para as despesas com o transporte o Barão de Guaí.

Concluído o trabalho de resgate que durou mais de 100 dias o meteorito foi transportado para o Museu Nacional, nesta época no Campo de Sant'Anna em 27 de novembro de 1888.

Descrição do meteorito

O meteorito de Bendegó é uma massa irregular de 220 x 145 x 58 cm lembrando em aspecto um asteróide. Apresenta inúmeras depressões na superfície e buracos cilíndricos orientados paralelamente a seu comprimento maior. Estes buracos se formaram pela queima do sulfeto troilita, durante a passagem transatmosférica do meteorito, uma vez que o sulfeto tem um ponto de fusão mais baixo que o restante do meteorito, se consumindo mais rapidamente. O meteorito é um meteorito metálico, também conhecido como siderito. É constituído basicamente de ferro com os seguintes elementos ( 6,6% Ni, 0,47% Co, 0,22%P e traços de S e C) e quantidades bem menores, só medidas em partes por milhão. A superfície convenientemente polida e atacada com ácido revela faixas ou lamelas entrelaçadas segundo planos octaédricos. Esta é a famosa estrutura de Widmanstatten que pode identificar um meteorito, pois não se consegue reproduzir artificialmente no aço terrestre. A espessura e distribuição destas lamelas determinam a classificação do meteorito, que no caso é um octaedrito grosseiro, pois as lamelas apresentam uma espessura média de 1,8mm. O Bendegó pouco oxidou, nestes duzentos anos que ele foi descoberto, e a julgar pela camada de 435cm de ox.

ESSES ALVAREZ!

Não há dúvida de que impactos de objetos extraterrestres vêm ocorrendo na superfície da Terra ao longo de sua história. No entanto, há controvérsias quanto à possibilidade de que a queda de tais objetos tenha causado extinções de organismos em grande quantidade (extinção em massa). A controvérsia mais conhecida, embora não tenha sido a maior, é a teoria de que a queda de um gigantesco meteoro teria extinguido os dinossauros, além de outros organismos.

Esta teoria foi fundamentada pelo físico norte-americano Luis Alvarez (Nobel de Física, 1968) e seu filho, o geólogo Walter Alvarez, em 1980, quando encontraram na Itália vestígios de que um meteoro teria se chocado com a Terra no final do período Cretáceo (há cerca de 65 milhões de anos atrás).

A evidência mais forte encontrada pelos Alvarez é uma camada de rocha sedimentar (originada do acúmulo de sedimentos) que contém grande quantidade de um metal raro, o irídio, encontrado em grandes concentrações em corpos celestes (espaciais, extraterrestres) e no magma (matéria incandescente encontrada no interior da Terra). Este metal encontra-se entre duas camadas de calcário. A camada inferior apresenta abundância de fósseis, enquanto a superior é quase desprovida destes, indicando aos Alvarez que a vida havia desaparecido subitamente e que a camada de rocha sedimentar tinha alguma relação com isso. A datação do material mostrou que sua origem estaria em torno de 65 milhões de anos atrás, o que corresponde ao mesmo período em que os gigantes dinossauros desapareceram do planeta.

Junto com outros cientistas, calcularam que o meteoro teria cerca de 10 km de diâmetro e que teria causado uma cratera de uns 300 km. Mas onde estaria? Em 1981, mostrou-se que uma enorme cratera na região de Yucatán, no México - que antes fora atribuída à atividade vulcânica - foi resultado do impacto causado pela queda de um meteoro há 65 milhões de anos. Além do irídio em rochas pertencentes à fronteira Cretáceo-Terciário (também chamada de limite K-T), como no caso da cratera, foram encontrados pequenos cristais de quartzo com um padrão de rachaduras que só poderia ter se formado sob calor e pressão intensos, sendo consistente com o impacto de um meteoro. A cratera recebeu o nome de Chicxulub, nome de uma cidade próxima.

O choque do meteoro no planeta teria causado ondas de choque com energia equivalente à de uma explosão nuclear, com ventos espalhando o fogo da explosão, e que teria durando semanas. É possível que tenham ocorrido terremotos e maremotos (tsunamis), além de ter levantado uma grande quantidade de poeira, fumaça e irídio na atmosfera, impedindo que a luz do sol penetrasse. Sem sol, plantas (mas não suas sementes e raízes), peixes, plâncton e dinossauros não resistiram, ao contrário de tartarugas, lagartos, crocodilos, mamíferos e aves. Segundo Paul Upchurch, geocientista da Universidade de Cambridge, os organismos que dependiam fortemente da luz e os do topo da cadeia alimentar foram muito afetados. Já os animais que puderam se abrigar, os que viviam na água doce, etc. ficaram razoavelmente bem.

Santanaraptor placidus. Réplica do dinossauro

brasileiro que viveu na Chapada do Araripe (CE) há cerca de 110 milhões de anos.

Foto: Renato Velasco

O planeta viveu, durante meses ou anos, momentos de escuridão, frio intenso e chuvas ácidas, que teriam condenado à morte cerca de 85% de todas as espécies existentes, muitas das quais se extinguiram para sempre. Mais tarde essa poluição teria caído ao solo, formando uma fina camada de irídio.

Vestígios do impacto no Brasil Uma das evidências mais fortes de que o meteoro teria caído na Terra se encontra na Bacia de Campos, localizada do norte do estado do Rio de Janeiro ao sul do Espírito Santo. Essa bacia tem enorme importância econômica, já que detêm 80% das reservas de petróleo do Brasil.

Foi na Bacia de Campos que os geólogos Alexandre Grassi e Luis Fernando de Ros, ambos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, identificaram a presença de irídio e microesférulas (1 mm de diâmetro) que os levaram a relacioná-los com o impacto de um meteoro de grandes proporções há 65 milhões de anos. Durante sua dissertação do mestrado, de 1997 a 1999, Grassi estudou minúsculas algas fósseis, muito abundantes em rochas sedimentares, presentes na Bacia de Campos e na de Pernambuco-Paraíba. Através da análise quantitativa destes fósseis, ele identificou uma provável extinção em massa destes organismos, justamente no limite K-T, há 65 milhões de anos.

Segundo Grassi, "a origem do irídio já foi bastante controversa na literatura especializada. Entretanto, hoje em dia, a maioria dos geocientistas acredita que a concentração anômala de irídio no limite K-T esteja relacionada a um evento de impacto e não de vulcanismo. O irídio pertence ao grupo da platina. As proporções entre irídio e os outros elementos do grupo em várias seções do limite K-T mostraram-se sempre muito semelhantes àquelas encontradas nos meteoritos do tipo condrito (rochoso), mas são diferentes das encontradas nas emanações vulcânicas atuais." A pesquisa evidencia o mais distante vestígio do choque meteorítico já registrado a partir da área de impacto, a 7.800 km da cratera de Chicxulub.

Estudos feitos pelo geólogo Gilberto Athayde Albertão, também da Petrobrás, sustentam que rochas da Bacia de Pernambuco-Paraíba, em afloramento próximo à cidade de Olinda (PE), teriam origem catastrófica e estariam ligadas à um tsunami provocado pela queda do meteoro no final do Cretáceo.

Outras Teorias

Apesar da teoria do meteoro ainda ser a mais aceita no meio científico, ela ainda é pauta de discussão. O professor de geologia, Dewey M. McLean do Instituto Politécnico da Virgínia (EUA) acredita na possibilidade de ter sido a ação vulcânica, combinada com um efeito estufa, e não a queda do meteoro, a causadora da extinção do final do Cretáceo. Como citado anteriormente, o irídio também está presente em altas concentrações no magma que é expelido pelos vulcões em erupção.

De acordo com essa teoria, que também surgiu no início da década de 80, erupções volumosas e repetidas teriam ocorrido na Planície de Deccan, no sul da Índia, e desencadeado mudanças climáticas significativas na Terra. A atividade vulcânica teria emitido enormes quantidades de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera, aumentando o efeito-estufa (elevando a temperatura média da Terra), que teria causado uma extinção em massa.

Em carta para o editor da revista Science (1993, vol. 259, pág. 877), ele afirma que a revista teria favorecido o debate sobre a teoria dos meteoros e menosprezado outras, como a da ação de vulcões. Ele mostrou que 24 artigos pró-

meteoro foram publicados na revista de 1980 a 1992, enquanto apenas 4 contra-impacto, ou pró-impacto acrescidos de outras alternativas, foram publicados no mesmo período.

De acordo com McLean, em dezembro de 2000, durante a Reunião da União Americana de Geofísica (American Geophysical Union), foi reportado por membros que estavam investigando a estrutura de impacto de Chicxulub, em Yucatán, que a cratera não seria suficientemente grande para ter causado o período de inverno global e, conseqüentemente, a extinção em massa.

Outros pesquisadores acreditam na queda de mais de um meteoro. Outros, ainda, acreditam que a extinção do fim do Cretáceo tenha se dado graças a mudanças climáticas, alteração no nível do mar, envenenamento por níquel (elemento químico extremamente tóxico quando diluído em água), radiações que teriam causado câncer, ou até uma combinação destes fatores.

As reais causas da extinção do Cretáceo ainda não são conhecidas. Controvérsias como estas enriquecem a ciência e permitem que novas evidências sejam buscadas, até que se possa provar o que realmente teria acontecido há 65 milhões de anos. Especialistas apontam que fenômenos astronômicos, geológicos e climáticos sejam periódicos e fundamentais para a evolução dos organismos. Outros períodos de extinções em massa ou em menores proporções, vêm acontecendo no planeta há milhões de anos, todos com evidências múltiplas e incertas.

Vale dos Dinossauros: Pegadas de dinossauros podem ser testemunhadas no município de Sousa (PB), a 427 km de João Pessoa. Estima-se que o Vale tenha cerca de 120 milhões de anos e contenha fósseis do Cretáceo. O Vale, com uma área de mais de 700 km2, está aberto para visitação todos os dias. Informações turísticas pelo telefone (83) 522-2688.

Outras informações no site da UnB. É um trabalho do pesquisador que mais contribui para o desenvolvimento do Vale, o Prof. Giuseppe Leonardi. Fósseis de dinossauros e outros animais do período Cretáceo podem ser encontrados na Chapada do Araripe (CE), Uberaba e Prata (MG), Presidente Prudente, Álvares Machado, Marília e outras regiões de São Paulo, Tesouro e Água Fria e outras regiões (MT), além de várias regiões no Maranhão.

Colaboração: Hebert Bruno Campos, estudioso de Paleontologia e Luciana Barbosa de Carvalho, pesquisadora do Museu Nacional/UFRJ

Outras extinções em massa e suas prováveis causas: Período geológico*: Na passagem Pré-Cambriano-Cambriano (540 milhões de anos) Causas**: Sem dados

Período geológico*: Na passagem Ordoviciano-Siluriano (440 milhões de naos atrás)

Pegadas de dinossauros na Bacia Rio Peixe, no Vale dos Dinossauros, no

município de Sousa (PB) Foto: Hebert Campos

Causa**: Glaciação (congelamento das águas)

Período geológico*: Devoniano superior (365 milhões de anos atrás) Causas**: Mudanças climáticas, esfriamento do globo e diminuição do nível de oxigênio

Período geológico*: Na passagem Permiano-Triássico (250 milhões de anos) (Esta foi a maior extinção em massa. Cerca de 90% de todas as espécies foram extintas). Causas**: Mudanças climáticas causadas por vulcões, alteração dos níveis do mar e de sua salinidade.

Período geológico*: Triássico Superior (214 milhões de anos) Causas**: Mudanças climáticas e aumento da pluviosidade

Período geológico*: Na passagem Cretáceo-Terceário (65 milhões de anos) Causas**: Meteoro, vulcanismo e mudanças climáticas

Período geológico*: Na passagem Eoceno-Oligoceno (35 milhões de anos) Causa**: Mudança do nível do mar

*Dados de Luciana Barbosa de Carvalho do Museu Nacional/UFRJ. **Dados do site da BBC