Estabilidade vs. instabilidade nos geossistemas (*)

Luís Aires-Barros

Laboratório de Mineralogia e Petrologia do LS.T.. Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa. airesbarros@popsrv.ist.utl.pt

A Terra é um planeta vivo que evolui continuamente,modificando-se, sendo sede de importantes e vastosmecanismos de transporte e de incorporação de elementosquímicos , originando novas associações.

A zona peculiar de contacto entre a litosfera, aatmosfera e a hidrosfera é sede de grandes e profundastransformações da superfície da Terra. Aqui a água é ogrande agente corrosivo pois que percolando através dasrochas carrega-se de iões que transporta até aos mares.Aolado e concomitantemente com esta lixiviação química, aágua tem uma acção física relevante de erosão e transportedos materiais terrígenos tornados aptos a essa acção peloataque químico.

Mas se nesta peculiar interface de acções exógenas, ociclo de meteorização, erosão e transporte procuratransformar a Terra numa grande esfera com a superfícieafeiçoada e aplanada, tal não sucede porque à vivênciadas acções exógenas responde a não menos vigorosavivência das acções endógenas.

No seio da litosfera, desenvolvem-se dois grandes tiposde fenómenos. Uns decorrem das transformaçõesmetamórficas actuantes sobre os produtos da sedimentação.Assim os processos diagenéticos e metamórficos, por meiode recristalizações e por ganhos e perdas químicas pormetassomatismo, promovem transformações em fasesólida, resultantes da energia posta emjogo por aumentosda pressão e temperatura. Outros fenómenos endógenos ,igualmente relevantes, são de índole magmática , ígnea. Éo resultado da evolução", mais ou menos longa no tempo eestendida no espaço , de banhos de fusão silicatados quese geram em zonas determinadas do manto superior. Aevolução magmática ligada às actividades tectónicas e aovulcanismo, dão-nos, muitas vezes, a noção mais nítidade como o nosso planeta, além de vivo, tem fúrias,correspondendo aos paroxismos vulcânicos e tectónicos.

A toda esta vida subterrânea, mais lenta e gradual nometamorfismo regional e até na geração e instalação dosplutões endógenos ou mais rápida e abrupta no vulcanismo

que se manifesta em inúmeras pontuações da face da Terra,sobrepõe-se a acção exógena sobre esta mesma face daTerra.

Assim pode afirmar-se que a Terra é uma fábricaquímica. Com efeito tal como uma fábrica química, a Terratrata e retrata os materiais combinando-os e/ourefinando-os de modos e segundo processos complexos.

Sabemos que o mundo está cheio de átomos emprocesso de destruição lento no decurso do qual os átomosde urânio, de tório, de rádio , de polónio, de actínio e dedezenas de outros se desagregam incessantemente. Estafíssão dá-se a velocidade constante que não pode seraumentada, nem retardada, nem por elevadas temperaturas,sem por grandes pressões. Desde sempre, e por toda a parte,os átomos de urânio, de rádio, de tório se desintegram, noUniverso, produzindo quantidades determinadas de hélioe de chumbo, estáveis e inertes. São estes últimos doiselementos que constituem o relógio da Natureza. Então épossível medir o tempo com um padrão mundial imutável.

Eis, pois que átomos diversos enchem o mundo comos seus sistemas electromagnéticos complexos. Irradiandoenergia, eles modificam-se e transmutam-se. Certossistemas assim gerados são variáveis e duram muito tempo,porqu e o seu período de transmutação é muito longo parapoder ser avaliado. Outros sistemas existem por biliõesde anos, outros vivem apenas alguns anos , ou alguns dias,algumas horas ou, mesmo, alguns segundos ou suasfracções .

Os átomos que preenchem a Natureza estão submetidosàs leis de transmutação dos sistemas atómicos , mas foi otempo que regulou a sua distribuição quantitativa, foi otempo que os repartiu pelo Universo e que criou acomplexidade dos mundos, da nossa Terra, do Cosmos.

É nesta asserção que a Terra é uma fábrica química .O que é notável nesta fábrica química é que certos

processos químicos se efectuam a baixa temperatura e napresença da água, outros dão-se a altas temperaturas,outros, ainda, exigem elevadas pressões e dão-se no

(*) - Lição j ubilar, proferida no Salão Nobre do LS.T. em 2002/06/06 .

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interior do nosso planeta. Verifica-se, pois, que estafábrica actua em condições físico-químicas assazdiversificadas e excepcionais.

Questão importante e, inclusivamente de interesseeconómico, é a de saber quais e quantos os tipos demateriais que esta fábrica é capaz de produzir, sabendoque no seu armazém existem os 103 elementos químicosda Tabela Periódica. Todavia verifica-se que, por um ladoo número de combinações entre estes .elementos éreduzido, embora, teoricamente a sua combinação 2 a 2,3 a 3,4 a 4, etc. permitisse ter largos milhares de espéciesminerais. Por outro lado as combinações de elementosquímicos existentes não é feita aleatoriamente, mascomandada por afinidades.

Ou seja a Natureza, mais uma vez, mostra que rejeitaa complexidade e os grandes números e que se gere porafinidades, por simpatias.

Acresce que estes elementos químicos foramfabricados no Universo, os primeiros, como o H ou Heaquando do Big-Bang. Os outros foram sintetizados nasestrelas. Sucede que todos os elementos químicosterrestres foram fabricados antes do nascimento do Sol,sendo-lhes anterior.

Hoje em dia a Temi é um reactor atómico cujareactividade no seu interior aquece o manto dando origemà fusão de largas partes do manto superior com a geraçãode magmas e a consequente movimentação das placaslitosféricas sobrejacentes.

Há um fluxo de calor que se escapa à superficie daTerra e que é da ordem de grandeza da microcaloria porcentímetro quadrado e por segundo, qualquer coisa como10 000 vezes menor do que o fluxo de calor que vem dosol. No entanto este calor é suficiente para que, a 150km de profundidade, tenhamos 1200 a 1300°C. Estegradiente de calor provoca movimentos dos materiaisenvolvidos da ordem do centímetro por ano. Ou seja,necessitamos de cem milhões de anos para que haja umdeslocamento de 100 km.

Esta escala que nos parece muito lenta, não o é àescala geológica,já que a idade da Terra é de 4500 milhõesde anos.

Mas para além dos movimentos lentos e discretosque o comum das gentes não se dá conta e que têm .expressão quando os consideramos à escala geológica,em que a unidade é o milhão de anos, há a considerar assugestivamente chamadas "cóleras da Terra".

Estas cóleras resultam de movimentos da Terra, sejaminternos e profundos, sejam superficiais. Uns e outrospodem ter consequências catastróficas para a Huma­nidade. Então esta lembra-se que o seu planeta é algo devivo, capaz de a perturbar e, mesmo, matá-la. Estão nestecaso os sismos, as erupções vulcânicas, as deslocaçõesde terras, as inundações, os tornados e os furacões .

Sabe-se que há zonas do planeta razoavelmenteestáveis e que há outras partes em que os movimentosinternos provocam catástrofes tais como terramotos eerupções vulcânicas. O modelo que hoje comanda acompreensão dos fenómenos geológicos em grande, atectónica de placas, é um sistema unificador que procuraexplicar movimentos superficiais do nosso planeta por

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causa internas. Assim os movimentos dos continentes sãomanifestações superficiais consequências de movimentosinternos produzidos no manto superior.

Pode afirmar-se que a tectónica de placas nos permitedesenhar como que uma geografia dos perigos.

O que é mais curioso é que os movimentos endógenos,no seio ou sob a crosta terrestre cujas velocidades são daordem do centímetro por ano originam desastres que semanifestam em escalas de tempo do minuto, da hora ou dodia. É extraordinária a transferência de escala do tempo.

Vista de longe a Terra assemelha-se a uma bola,aparentemente sem relevo, ou seja as altitudes destes relevosnão são importantes em relação ao raio da Terra. Osdesníveis mais importantes são da ordem dos 10 km.

Estes relevos terrestres são fundamentalmente criadospor duas causas: por um lado a colisão de placas litosféricas(v.g. os Himalaias), por outro lado as manifestaçõesvulcânicas que promovem a ascensão do magma (v.g. osarquipélagos vulcânicos dos Açores, da Madeira ou deCabo Verde).

Esta geração de relevo é contrabalançada pela suadestruição contínua devido à interacção da atmosfera e dahidrosfera com a litosfera por meio do ciclo da água. Ouseja, o relevo da Terra resulta de um enorme combatepermanente entre a erosão que tende a transformar a Terraem uma bola lisa e os movimentos internos que originamas asperezas representadas pelos picos das montanhas eserras. É um processo geodinâmico que vem do fundo dageohistória, com acções dinâmicas alternantes e nãocoincidentes no tempo nem no espaço. Deste modo temostido várias geografias correspondentes aos vários períodosda geohistória. A geografia actual não é mais do que uminstantâneo da face da Terra na sua evolução de contínuoenvelhecimento-rejuvenescimento temporo-espacial.

A primeira etapa da acção destrutiva da face da Terra é aalteração das rochas por meteorização.

Ao longo da história geológica foi-se verificando aalternância da criação dos relevos e da sua destruição, nãosimultaneamente, mas ora aqui, ora acolá!

Paralelamente aos fenómenos erosivos durante milhõesde anos, tem havido a criação de montanhas. Só que avelocidade destas criações é muito diferente. A criação derelevos é muito mais rápida que a sua destruição.

Após a decomposição dos materiais pela meteorização,as rochas estão aptas a serem transportadas das zonascontinentais mais elevadas para as áreas mais baixas, paraas bacias de sedimentação onde os materiais serãodepositados.

Eis como e porque o relevo da Terra está em evoluçãoperpétua função da interacção, à superficie do nosso planeta,da atmosfera, da litosfera (os continentes) e da hidrosfera(cursos de água e oceanos).

A erosão nos e dos continentes remonta, avançaregressivamente d~ foz dos rios para as suas nascentes. Àmedida que aszonas mais baixas vão ficando regularizadaso efeito erosivo vai subindo, remontando pelo curso da água.

Um outro aspecto é o que se refere à quantidade desedimentos que são carreados para o mar pelos efeitoserosivos. O total de sedimentos levados até aos mares é daordem de grandeza de 4 km3/ano.

Sucede que estes dois fenómenos se dão a velocidadesdiferentes e que a criação de relevos é mais rápida do quea sua destruição. Em média pode dizer-se que um vulcãose forma em trezentos mil anos e uma montanha em três acinco milhões de anos. Em contrapartida estes relevos sãoerodidos em trinta a cinquenta (mesmo cem) milhõesde anos.

Outro factor relevante na erosão está ligado àvegetação. Com efeito a erosão depende da vegetação,em especial a erosão mecânica. Tenhamos em atençãoque o solo é o que resta da erosão química e antes daintervenção da erosão mecânica. Um solo é uma finapelícula com espessura de cerca de um metro querecobre a Terra.

Se tivermos em consideração que a Terra tem um raiode 6 400 km e que a espessura média de solo é de 1 m,ele corresponde a uma epiderme, e é fonte de riquezapara o Homem.

Uma outra riqueza maior do nosso planeta, para alémdo solo, está no subsolo.

Verifica-se que o subsolo explorável não é profundojá que as maiores sondagens realizadas têm escasso númerode quilómetros.

O Homem começou por explorar o sílex , a primeiragrande matéria-prima usada como utensílio de guerra, decaça e doméstico. Durante alguns milénios os quedispunham de sílex, o exploravam e usavam conve­nientemente, dominavam os outros.

De entre os metais, foi o ferro o primeiro a serdescoberto e usado pelo Homem. Muito possivelmentepor acaso o Homem descobriu como reduzir os óxidos deferro vermelho dos solos lateríticos , tornando-semetalurgista. Mais misteriosa é a descoberta do bronze,envolvendo o cobre e o estanho. Entretanto o ouro faz asua aparição na História impondo-se pelo seu brilhoe inalterabilidade.

Verifica-se que só um restrito número de elementosexiste no estado nativo. A maior parte ocorre comocompostos sob a forma de sulfuretos, sulfossais, óxidos,etc. Em súmula as jazidas dos minerais resultam dacirculação das águas quentes no seio da Terra. Estas águasquentes colectam e dissolvem os metais que existemdispersos na crusta terrestre. Essas mesmas águas quentestransportam e precipitam de forma concentrada essesmetais em locais privilegiados que funcionam muitas vezescomo armadilhas que facilitam tais precipitações econcentrações.

Para além dos depósitos minerais metálicos, numasociedade fortemente energívora como a nossa, ganhagrande acuidade a existência de recursos mineraisenergéticos como o carvão, os hidrocarbonetos fósseise o urânio.

O carvão esteve na base do enorme desenvolvimentoeconómico da Europa central no século XIX. O carvão,tal como os fosfatos resultam de acidentes dasedimentação. Com efeito os fenómenos de sedimentaçãoque originaram o carvão deram-se nas zonas privilegiadasdo globo onde havia abundante vegetação brutalmentedestruída e acumulada.

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Outro recurso energético importante para a nossacivil ização é o petróleo que resulta também da degradaçãode matérias biológicas antigas. Assim os jazigospetrolíferos situam-se em zon as intertropicais, já que sãozonas de grande produtividade biológica. Depois énecessário que haja uma fonte de calor o que limita a suarepartição geográfica. Por fim são necessárias condiçõesestruturais para que o petróleo armadilhado não se escape.Parece que a formação das montanhas e, em especial aprodução de calor que originam, empurra à sua frente opetróleo.

O urânio é um metal que , como o ouro ou o cobre, seconcentra em ambientes geológicos específicos.

Para além destes três recursos energéticos há que falarna água.

A água é a riqueza! Vimos como ela é um agentegeológico erosivo poderoso. Mas também é a origem e osustentáculo da vida. Daqui que o Homem continuamente,desde o fundo da História pesquise avidamente a água. Odesrespeito do Homem pela preservação dos aquíferos tempreços elevadíssimos para ele próprio. Bem sabemos comoo desrespeito pela preservação do ambiente e em especialpela água, seja ela nos seus escoamentos subaéreos, quernos escoamentos subterrâneos, tem consequênciasterríveis. A Natureza revolta-se e o Homem sente-sehostilizado.

E posso bem recordar aqui o prémio Nobel Ramon yCajal ao dizer que "la Naturaleza nos es hostil, porque nola conocemos; sus crueldades representan la venganzacontra nuestra indiferencia. Escuchar sus latidos intimoscon el fervor de apasionada curiosidad equivale a descifrarsus secretos, en converter la iracunda madrasta entemissima madre",

E chegados aqu i devemos abordar os climas da Terrae a sua correlação com a actividade antrópica.

Sabe-se que os climas variaram ao longo das erasgeológicas e que vão continuar a variar no futuro. Demomento encontramo-nos em pleno período interglaciar.A paleoclimatologia preocupa-se com a reconstituição dosclimas antigos e ainda com o conhecimento das causasdos ciclos climáticos que a Terra tem conhecido.

Explicam-se as variações do clima pelas variações dailuminação solar que são devidas a modificações dainclinação do eixo de rotação da Terra e à geometria dasua órbita em tomo do Sol. Contudo há alguém queentretanto chegou e tem atrapalhado as coisas. Esse alguémé o Homem que perturbou as condições naturaisatmosféricas pela queima intempestiva de combustíveisfósseis. O aumento do teor em dióxido de carbono daatmosfera, que se tem acentuado durante os últimoscem anos, promoveu o aquecimento médio do globoterrestre.

Sem dúvida que no estudo da Geologia o aparecimentoda Vida é algo de extremamente importante. Sabe-se quea Terra tem a idade de 4,5 mil milhões de anos. Todavia avida organizada, comum hoje no nosso planeta, não temmais do que 500 a 600 milhões de anos. Ou seja, durantecerca de três mil milhões de anos a vida balbuciou sobre aforma de algas, de vegetais pouco diferenciados e de seresmuito primitivos como bactérias, antes de conseguir

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organizar-se e evoluir, então, com celeridade. Há cerca deum milhão de anos, na caminhada evolutiva, aparece oHomem

Esta evolução da vida foi acompanhada de umaoxigenação progressiva da atmosfera. A atmosfera aindahá dois biliões de anos era muita redutora, rica de CO

2e

pobre de oxigénio.A síntese c1orofilica foi-se encarregandode consumir o CO

2e de gerar o oxigénio. Então urge e

impõe-se que encaremos, em conjunto, o sistema - Terrae o sistema - Vida , já que a vida só se pôde desenvolver,evoluir e diversificar à medida que a geração de oxigénioaumentava.

Mais do que o aparecimento do Homem, o que éverdadeiramente surpreendente é o aparecimento da Vida.Uma vez esta aparecida e desencadeada a evolução, jánão é surpreendente o aparecimento de seres superiormenteorganizados.°grande mistério do aparecimento da Vida é umadescontinuidade no trajecto espaço-temporal do nossoplaneta. A experiência de Stanley-Miller já tem meioséculo. Ela consistiu em misturar gases simples em umaampola (v.g. amoníaco, metano, água) e fazer passardescargas eléctricas. Como por milagre fabricaram-se,assim, as grandes moléculas constituintes da vida.Variantes desta experiência clássica mostram que épossível fabricar grandes moléculas a partir de diversos"caldos prébióticos" usando a acção energética dos raiosinfravermelhos, ou dos ultravioletas ou dos raios gama.°grande problema está em conseguir moléculas quese reproduzam a elas próprias de maneira autónoma. Aquireside o mistério da vida que só tem comparação com oaparecimento da consciência que leva à hominização. Osdois grandes saltos que na evolução do nosso velho planetao marcam indelevelmente, são as faculdades de utilizar aenergia para organizar a matéria, reproduzindo-aautomaticamente, ou seja o aparecimento da força vital ea faculdade de reflectir, aprender e elaborar conhecimento.Ou seja, primeiro, o aparecimento' da vida, depois, acapacidade de pensar.

Chegados aqui e tendo-nos dedicado ao passado daTerra , discorrendo sobre a sua constituição e evolução, échegada a altura de reflectir sobre o seu futuro.

Possuímos, hoje, um corpus de conhecimentos quenos permitem encarar alguns cenários do futuro do nossoplaneta nas próximas décadas de milhões de anos.

Assim, dentro de dez milhões de anos o Mediterrâneonão existirá, ficando a Europa e a África ligados. Israelficará completamente separado do Egipto gerando-se entreeles um mar importante. Entretanto a África oriental, aolongo da linha dos grandes lagos africanos separar-se-áda África formando-se aí, um novo mar.AAustrália "subirá"rumo a norte e o Japão colar-se- áao continente asiático. Epoderíamos continuar nesta visão prospectiva. Do mesmomodo se pode perguntar que entretanto irá suceder aoHomem? Com certeza que irá também sofrer evolução masnada podemos saber em que sentido.

Todavia se abandonarmos a escala geológica e nosdetivermos na evolução do nosso planeta à escalada civilização humana algo de importante poderemosavançar.

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°Homem que durante séculos respeitou e teve medoda Natureza está hoje em uma situação inédita. Pelaprimeira vez realiza que tem poder para desregular aNatureza. Do temor da Natureza, passou ao temor pelaNatureza. °avanço civilizacional trouxe problemas cujamagnitude podem ultrapassar as capacidades de controlodo Homem. Referirei alguns: o problema dos resíduos .gerados pela civilização humana, incluindo os resíduosnucleares, o problema do controlo da geoesfera fluídaenvolvente directa da litosfera, ou seja a qualidade daatmosfera terrestre e, por fim, o problema da água e dasua qualidade.

Estes problemas magnos chegam para perceber comoo próprio Homem criou novos constrangimentos capazesde "mexer" com os dois acontecimentos magnos daevolução do nosso planeta: a vida vegetativa e a vidapensativa.

Detenhamo-nos um pouco sobre o que se está passandocom a atmosfera terrestre. Tem-se assistido ao aumentoda concentração de dióxido de carbono na atmosfera comoconsequência da queima de combustíveis fósseis quecresceu espectacularmente com o advento daindustrialismo.°aumento do CO2 na atmosfera conduz ao aumentoda temperatura do globo pelo denominado efeito de estufa .Acresce que se sabe que o dióxido de carbono dissolvidona água é um factor relevante de meteorização químicadas rochas. Mas também acontece que o CO

2pode ficar

armazenado nos oceanos aquando da génese dos mineraiscarbonatados (calcite, aragonite e dolomite) das conchas.As plantas absorvem CO

2e os animais rejeitam-no quando

respiram. Não é perfeitamente conhecido o balanço geraldestes fenómenos.

A Geologia mostra-nos que, à escala dos temposgeológicos, o teor de CO

2da atmosfera tem tido flutuações

consideráveis. Todavia o nosso planeta tem reagido a essasflutuações no sentido da diminuição da sua concentração.Não sabemos, contudo, os tempos de resposta a estasflutuações. Tudo indica que eles serão superiores, ao quepode tolerar o Homem e a sua civilização. Aqui reside ogrande problema.°aumento do teor de CO

2da atmosfera, a destruição

da camada de ozono, a queima dos combustíveis fósseis ea qualidade da água que circula na atmosfera e tomba sobrea Terra são problemas e fenómenos interligados que têmcomo causa principal e última, a actividade humana e emespecial a actividade humana dos dois últimos séculos.

Com efeito o nosso planeta é único e pequeno e estásujeito à poluição atmosférica transfronteira. As grandesáreas florestais estão em regressão. Aumenta a poluiçãooceânica. A ideia de que os oceanos são imensos einalteráveis é enganadora. Os mares não abertos, como oMar Negro ou o Mediterrâneo estão muito poluídos. °mesmo sucede com as águas de circulação subaérea e oque é muito grave, com muitos aquíferos. Em muitaszonas do globo as chüvas são ácidas.

Todas estas modificações que o Homem foiintroduzindo paulatinamente no nosso planeta estão aactuar diríamos a três níveis. Ao nível da vivência dopróprio Homem, dificultando-lhe a subsistência; ao nível

da vida em si,já que se está colidindo com os pressupostose garantes da sua existência e, por fim , ao nível dapersistência dos pr óprios sistemas geológicos, porperturbações relevantes nas interacções água-rochae ar-rocha.

O Homem tomou-se o grande responsável pelo seuplaneta e urge que tome consciência disso. A exploraçãodo sistema solar ensinou-nos que não há planeta desubstituição e que o nosso planeta tem um ritmo deevolução e de alternância de períodos de estabilidade e deinstabilidade que é preciso conhecer e estudar para osprever, acompanhar e eventualmente explorarracionalmente.

E aqui voltamos ao problema de estabilidade vs .instabilidade do e no nosso planeta, bem como às questõesda irreversibilidade dos fenómenos desencadeados e dosefeitos daí decorrentes.

A actividade humana vem-se repercutindo na evoluçãonatural do nosso planeta de modo a pôr em causa oprincípio das causas actuais definido por Charles LyeIl há150 anos . Com efeito o pensamento actualista que temsido invocado para suporte de explicação dos fenómenosda Geodinâmica externa tem de ser devidamente balizadoe repensado em função das influências antropogénicas. Ainfluência da acção humana tem acelerado os processoserosivos pela desflorestação, pela drenagem artificial, peladragagem de areias e cascalhos, etc ..

A dinâmica da libertação, transporte e deposição deum elemento químico em ambientes superficiais terrestresé controlada pelas taxa s de meteorização fisica e químicadas rochas. As taxas de meteorização são, por seu lado ,função da exposição das rochas aos agentes demeteorização.

Um ciclo biogeoquímico global é um modelo concep­tual dos fluxos dos elementos químicos ou dos seuscompostos em ambientes superficiais terrestres. Estesfluxos de materiais à superfície da Terra são conduzidospor processos de natureza diversa tais como: forças fisicase tectónicas que controlam as formas das placascontinentais; os principais processos climáticos que sãoresponsáveis pelo fluxo global das águas; a distribuiçãoda temperatura à superficie da Terra; os processos químicose microbiológicos de que resultam a dissolução de algumasrochas crustais e a formação de componentes de rochasexógenas e o consequente transporte do material terrígenocontinental para as bacias oceânicas .Todo este ciclo naturaltem um registo temporal de referência geológica. Asmudanças no número de vectores de fluxo e na suagrandeza que o Homem, pelas actividades industrial eagrícolas, introduziu traduzem-se em:

i) modificações na transferência de carbono para aatmosfera

ii) acumulação de metais no ambienteiii) acidificação da precipitação atmosférica e dos solosiv) concentração local de elevados níveis de

radioactividadev) fertilização maciça dos solosvi) modificações nas proporções de terras de floresta

e de pastagens.

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Se tentarmos prever as consequências destasmudanças talvez possamos "medi-Ias" tomando dois outrês "parâmetros" , tais como:

• a desertificação• o decaimento do património construído• o problema da água.

Sobre estes "parâmetros" muito se tem escrito,investigado e prospectivado. Vale a pena meditar sobrealguma informação disponível.

Os climas distribuem-se em função da orientação daesfera terrestre em relação aos raios solares. Dependemdos gradientes térmicos que se estabelecem entre as zonaspolares e as zonas tropicais e entre as baixas e as altasaltitudes. Estes gradientes mantêm as circulaçõesatmosféricas e oceânicas.

Em grego a palavra clima significa inclinação. Já naAntiguidade se sabia do papel essencial das diferentesinclinações segundo as quais os raios solares atingem aTerra para a caracterização climática.

Os parâmetros principais dos climas são a pluviosidade,a temperatura e a humidade relativa do ar. Ou seja alatitude, a altitude e a distância ao mar de um local sãodeterminantes na definição do seu clima.

Os climas mostram variações cíclicas como as queestão ligadas à precessão dos equinócios que induzvariações climáticas sensíveis a causas acidentais ouacíclicas como as erupções vulcânicas e ainversão dascirculações no Pacífico Sul (o tão célebre El-Nifio) .

Ao nível da Europa, sabe-se que no tempo dos gregose dos romanos, o clima era bastante fresco e que houve umaquecimento posterior. Entre 1550 até meados do séculoXIX houve novo arrefecimento designado por "pequenaera glaciar", em que o vale do Nilo e o Sahará conheceramgrandes secas. Em seguida o clima europeu tornou aamenizar-se, conhecendo pelos anos 40 do século XX umligeiro aumento da temperatura do ar.

Sabemos como as poeiras e gases vulcânicos residindomais ou menos tempo na atmosfera funcionam de anteparoao reaquecimento da Terra que arrefece enquanto que aestratosfera se reaquece. Assim, verificou-se que, entre1900 e 1940, não tendo havido nenhuma erupção vulcânicade grande envergadura, se observou um aumento médioda temperatura do ar de O,5°e. Em contrapartida, nas zonassujeitas à influência do vulcão El-Chichon, no México,em 1982, registou-se um abaixamento da temperatura doardeO,4°C.

Compreendemos assim que a emissão dos maisvariados poluentes antropogénicos para a atmosfera podeter consequências não despiciendas nas flutuaçõesclimáticas actuais.

Acresce que um problema que se nos põe está ligado àpersistência dos oceanos na Terra comparado com aextrema secura de Marte ou de Vénus. Há o mistério dapersistência cíclica do clima na Terra a despeito da contínuaradiação calorífica do Sol. A Terra formou-se há cerca de4,5 biliões de anos, e a atmosfera carregou-se de oxigéniohá cerca de 2 biliões de anos . É a partir de então que sepode admitir uma evolução cíclica afectando os oceanos, .a atmosfera e as terras emersas. Várias vezes no decurso

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destes 2 biliões de anos, a Terra conheceu condições quenão são as que conhecemos hoje. Várias vezes, no decursodestes 2 biliões de anos, a massa dos sedimentos foireciclada. Quando se fala de ciclo quer dizer-se que váriasvezes na história da Terra, acontecimentos semelhantesproduziram-se ao mesmo tempo e se encontraram asmesmas situações.

E assim, hoje, ganha realce a hipótese de que a riquezaterrena em oxigénio e em água, ligada à relativapersistência de temperatura do ar estável podem estarrelacionadas com a presença da vida e da sua interacçãocom o ambiente fisico terrestre. Nasce, deste modo, a teoriaGaia que nos diz que o clima e a composição químicada Terra são mantidos em homeostase durante longosperíodos até que qualquer contradição interna ouforça externa provoque um salto para um novoestado estável.

A evolução da superficie e da atmosfera da Terra é umfacto certificado pelas análises geológicas. Mas estaevolução é causa ou é a consequência do desenvolvimentoda vida? A primeira hipótese tem sido a aceite, masLovelock, nos princípios da década de 80 do séculopassado propôs a hipótese controversa de que osorganismos vivoscontrolam a evolução dos oceanos, dasterras e da atmosfera de modo a favorecer o seu própriodesenvolvimento a tal ponto que a própria Terra pode serconsiderada um sistema vivo.

Na realidade não se vê qual poderia ter sido a origemdo oxigénio atmosférico senão pelo metabolismofotossintético . É provável que a atmosfera primitiva daTerra comportasse uma grande quantidade de COz devidoao vu lcanismo intenso.

Se a fotossíntese pôde fixar massivamente o carbonona biomassa, uma grande quantidade de carbono foiigualmente fixada pelas precipitações no solo sob a formade carbonatos e o fraco teor actual da atmosfera em COzpode ser explicado, em parte, pela forte baixa da actividadevulcânica.

A hipótese Gaia supõe que a atmosfera, os oceanos,o clima e a crosta terrestre estão regulados para manterum estado favorável à vida pelo comportamento dospróprios seres vivos. Ou seja: a temperatura do ar,o seu estado de oxidação, a acidez das águas , ostipos de solos, os fenómenos de alteração, evolução egénese das rochas sedimentares são constantes eesta homeostasia é mantida por processos deretroacção activa, determinados automaticamente einconscientemente pela biota. A energia solar mantémcondições favoráveis à vida que evoluem ao mesmo tempoque as necessidades variáveis da biota no decurso da suaevolução. Sendo assim, a vida e o seu ambiente estãoestreitamente ligados e a evolução diz respeito a Gaia ,como um todo e não aos organismos e ao ambientetomados separadamente.

Com efeito as atmosferas de Marte e de Vénus sãodominadas pela presença de COz com pequenasquantidades de oxigénio e de azoto . São atmosferaspróximas do equilíbrio químico. Em contrapartida a Terratem uma atmosfera dominada pelo azoto e pelo oxigénio.Uma comparação simples marca a diferença entre os dois

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tipos de atmosferas:°ar da atmosfera terrestre funcionacomo a mistura gasosa que entra na câmara de um motorde explosão, ou seja é uma mistura de gases combustíveis.°ar das atmosferas de Vénus e Marte é como os gases deescape desse mesmo motor de explosão.

A atmosfera de um planeta é a sua face que nos indica,tal como para os homens, o seu estado de saúde. Podemos,inclusivamente, saber se ele está vivo, (contem vida) , ouestá morto (não contem vida) .A vida , no acto da fotossíntese, dissocia o COz em carbonoe oxigénio. Se um pouco de carbono for absorvido pelasrochas da crusta, o saldo é nitidamente positivo para ooxigénio. Por cada átomo de carbono enterrado, restamdois átomos de oxigénio e correspondem-lhe quatroátomos de hidrogénio ou duas moléculas de água.

A passagem dos ambientes anóxicos a ambientesóxicos foi uma etapa crucial da História da Terra. Entre oArcaico e o Proterozóico, o aparecimento do oxigéniocomo gás atmosférico dominante foi o acontecimento quemarcou profunda modificação geofisica do nosso planetacom o desenvolvimento de uma nova química à superficieda Terra e na atmosfera.

Numa visão sintética diremos que.' desde que se formouo nosso planeta, há 4,5 biliões de anos, que se gastaramcerca de 25% deste tempo até que aparecesse a pro tovida.Ela exigiu a formação de oxigénio na atmosfera de entãoque era particularmente rica de COZo Foram gastos cercade 56% da idade da Terra para que a sua atmosfera setomasse oxigenada. Todavi a para que a vida se organizassecomplexamente, ganhasse os continentes e sediversificasse nos reinos animal e vegetal que hojeproliferam, gastou-se 87% do tempo de existência do nossoplaneta. Que longuíssima caminhada para oxigenar aatmosfera e para diversificar e estruturar a vida! Vida estaque depende fundamentalmente da quantidade de oxigénioà sua disposição. Se quisermos usar, ainda, os valorespercentuais, em relação à idade da Terra , para balizar oadvento do Homem, talvez melhor, da faculdade dereflectir, esta terá exigido uma caminhada de quase99,98% da existência da Terra!

° nosso planeta está nas 'mãos deste recém-chegado,que procura ser um novo-rico, desbaratando aqueleoxigénio que tanto tempo levou a gerar, pela própriaactividade vital que o precedeu. .

A Terra é o melhor dos mundos para os que se lheadaptam. A Geoquímica mostra que a crusta terrestre, osoceanos e o ar são largamente modificados pela presençados seres vivos que tiveram papel fundamental nasua génese.

No início da história da Terra, antes da,existência davida, a Terra com a sua atmosfera e os seus oceanos evoluiu

, apenas sob a acção das leis da fisica e da química. Evoluiupara um estado estável e sem vida de um planeta em quase­equilíbrio. A dada altura houve um estádio favorável àvida. A sua existência afectou o ambiente da Terra a pontode evitar a sua corrida para o equilíbrio. Nesta altura osorganismos vivos, as rochas, o ar e os oceanos, formamuma nova entidade: a Gaia. Eis porque não basta afirmarque os organismos melhor adaptados têm maispossibilidade de ter descendência. É necessário acresc entar

que o crescimento de um organismo afecta o seu ambientetisico e químico. A evolução das espécies e a evoluçãodas rochas estão estreitamente associadas, formando umprocesso indivisível.

Chegado aqui, percorrida, ainda que, de leve, a vivênciado nosso planeta, admitida a interdependência entregeologia e biologia na sua própria evolução, talvez sejanecessário procurar a resposta para algumas questões queficam em aberto, mas para as quais há que procurarsoluções:

• até que ponto o geossistema actual é estável?• que o pode perturbar?• os efeitos das eventuais perturbações podem ser

invertidos?• sem os ecossistemas naturais actuais o nosso planetateria este clima e a sua crusta teria a composiçãoactual?

Verifica-se, pois, que a geologia nos permite sentira instabilidade dos sistemas melhor ordenados, afragilidade dos edifícios mais sólidos e o carácterprovisório e contingente de todas as coisas criadas.Ela dá-nos a capacidade de compreender que tudopassa no Universo e que o próprio Universo está sujeitoao tempo.

A Terra ensina-nos um cântico de glória aoAcaso feito Certeza, para uns, a Deus para outros. É ocântico das gemas esplêndidas com o seu jogocom a luz, e dos minerais opacos onde se escondeo metal, é o cântico dos cristais onde nada foi deixado aoacaso e dos estratos sedimentares onde se acumulamrestos de biliões de seres, é o cântico das rochascristalinas geradas no seio da crusta sob pressõesfabulosas ou que foram lavas de vulcões hojedesaparecidos, é o cântico das planícies que ainda ontemforam mares e que amanhã conhecerão, de novo, as vagasdos oceanos, é o cântico das montanhas, autênticascatadupas de pedras sobrepostas.

Quando alguma vez se teve, sob os olhos taisespectáculos, quando se foi iniciado nestas maravilhas,pensamos sempre nelas com a reconfortante sensação deobservar o Belo. Mas também nos dão a noção de tocannoso Desconhecido, o Mutável, o Instável. Estamos sempre adescobrir novas veredas que nos conduzem mais alémonde há novos mistérios a desvendar.

No fundo, o que é importante na vida é nunca estarsatisfeito consigo próprio, nem com os conhecimentos quese têm. E procurar sempre, esforçar-se sempre e subirsempre. Isto é válido para a Ciência, em geral, mas muitoespecialmente para as Ciências da Terra.

Na realidade a Ciência tem procurado, passo a passo,desvendar os mistérios do nosso planeta, da nossa vida,do Universo. E cada um dos investigadores é, em certamedida, o revelador de um domínio misterioso, embora osarcanos profundos deste domínio devam continuar a ser­lhes interditos.

Para os amantes das Ciências da Terra um dos grandesmistérios no qual tudo o que é mutável e instável seprojecta, fluindo, é o tempo. Mais do que o espaço ou o

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movimento, para nós é o tempo a noção fundamental quemede a duração de tudo o que é mutável.

O tempo apenas supõe a mudança. Praticamenteavaliamo-lo pelo movimento dos astros. Todavia eleexistiria mesmo que não houvesse astros, nem espaço,desde que existisse um ser que não fosse imutável.

Pode-se encarar o tempo como a quarta dimensão doUniverso. Mas entre esta quarta dimensão e as outras trêsque definem o espaço, há uma diferença capital : odeslocamento sobre a dimensão tempo só se faz em umúnico sentido e com uma velocidade uniforme, Não sepode parar na escala do tempo, nem diminuir a suavelocidade, nem aumentá-la, nem voltar para trás .

Poincaré ao discorrer sobre "O valor da Ciência"salienta que foi a Astronomia que nos mostrou o caráctergeral das leis naturais, foi ela que nos fez ver a pequenezda Terra no sistema solar e que este sistema é apenas umponto imperceptível nos espaços infinitos . Mas se aAstronomia nos levou às margens dos espaços infinitos, aGeologia conduziu-nos à borda dos abismos ilimitadosda duração. Alargou a noção de tempo, como aAstronorniaalargou as noções de espaço e de movimento. Estesalargamentos ensinaram-nós o culto e o desejo do Infinitoque está imanente no Homem.

Mas as Ciências da Terra vão ainda mais longe,ensinando-nos que nada, no mundo fisico que nos rodeia,é eterno.

E recordo o belo estudo de Termier, professor da Écoledes Mines de Paris, sobre o tempo: (cito) "Oh humanidadeque passas, nada, salvo Deus, é eterno, e o Universo quete envolve também passa, como tu. Está atenta, escuta evê : vais ver as coisas inanimadas esboroarem-se, vais vê­las envelhecer, apagarem-se, desaparecer como os seresvivos. O mundo está cheio de ruínas, o mundo é feito deruínas. Mas como a escala da duração é diferente para oUniverso e para ti".

É ainda Pierre Thermier que diz que a geologia é airmã do tempo. É ela que sabe o segredo inimaginável daaparição da vida. É ela que escreverá, com a sua mãotranquila, a última página da história da Humanidade.

A meditação sobre o tempo esboçada e familiar aoscultores das Ciências da Terra, predispõe estes atornarem-se filósofos criando-lhes a necessidade doeterno, a sede inextinguível da eternidade, o desgosto portudo o que passa, a nostalgia de um paraíso perdido deonde o tempo fosse banido.

No entanto como bem diz a poetisa Sofia de MelloBreyner:

"Os anos são degraus, a Vida a escada.Longa ou curta, só Deus pode medi-la.E a Porta, a grande Porta desejada,Só Deus pode fechá-la,Ou pode abri-la"

Esta meditação é também salutar para todos os homens.O tempo que a maior parte considera como um inimigo,como o único inimigo, deverá ser encarado, por todos nós,como um amigo seguro e doce, como o mensageiro fielda Esperança.

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Parafraseando António Gedeão direi, e em especial aosque me têm acompanhado na minha caminhada nestaEscola:

" Toda a esperança que tive a dividi por quantos aquiseram receber."

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É esta a mensagem que vos deixo , passado parte domeu tempo e no limiar da mudança para outro tempo: dequalquer modo sempre tempos de Esperança.

É que segundo o versículo do Eclesiástico "Quando ohomem tiver acabado, estará no começo; e quando cessar,ficará perplexo".