Angra I

Entenda porque o Sol está ficando mais quente e como será nosso fim.

http://www.youtube.com/watch?v=uqYHFr6HFc4

Efeitos da Radiação em Seres Vivos

Efeitos da Radiação

em Seres Vivos

Apresentação do Tema

O nosso mundo possui muitos perigos naturais, fenômenos que podem causar danos ou levar à morte. Chuvas fortes que geram desmoronamentos, terremotos, tsunamis e vulcões são apenas alguns exemplos de acontecimentos perfeitamente naturais, mas que podem causar dano. A radiação nuclear também pertence a esse grupo, oferecendo benefícios aos seres vivos, mas em excesso pode ferir ou até mesmo matar.

Neste software de animação serão abordados os efeitos de grandes doses de radiação para os humanos. Lembre-se que este tema já possui uma reputação assustadora para as pessoas, portanto é aconselhável que um dos focos da aula seja a explicação do fenômeno para que seus alunos consigam compreender a possibilidade de uma convivência harmônica com o fenômeno.

Radioativo: O que é isso?

Elementos radioativos são famosos por estarem aparecendo frequentemente nos jornais e filmes. Mas, por haver pouca informação sobre a radioatividade, de fato esse termo ganha uma marca sombria e tenebrosa. Explique aos alunos que muitos mitos surgem, exagerando seu poder destrutivo.

Para iluminar essa questão, é preciso entender que a radiação é um fenômeno que ocorre naturalmente, em todos os lugares. Sua turma já deve ter estudado que todos os átomos buscam estabilidade, que é alcançada através de uma igualdade entre prótons e elétrons. Acontece que alguns elementos

possuem prótons demais para que os nêutrons possam mantê-los unidos, e a natureza dá um jeito de arrumar isso. Destaque a tela inicial da animação, discutindo com os alunos que a radioatividade só começou a ser compreendida a partir dos célebres estudos de Marie Curie. Discuta o exemplo apresentado,

traçando um paralelo com o acidente do césio 137, em Goiânia, quando pessoas humildes, por desconhecerem a radioatividade, contaminaram-se e promoveram o mais grave acidente com radiação no Brasil. Partículas alfa expulsam dois prótons e dois nêutrons para fora do núcleo atômico. Partículas beta expulsam um elétron (que veio de um dos nêutrons no núcleo, que se transformou em um elétron, um próton e um antineutrino). Radiação gama é a energia que ficou em excesso no núcleo, após expulsar partículas alfa ou beta, portanto é uma energia, e não possui massa.

O átomo vai emitir radiação até ficar estável, o que ocorre mais cedo ou mais tarde. Alguns elementos levam milhares de anos para estabilizar-se, enquanto outros podem levar apenas milissegundos. O átomo pode estabilizar-se, mas o que acontece com a radiação que emitiu? Para onde vão as partículas alfa e beta e os raios gama? São emitidos para fora e irão afetar os átomos que estejam em seu caminho. Nesse momento, lembre para a turma que tudo é composto por átomos, inclusive as células em nosso corpo. Os danos que estamos acostumados a ouvir nas notícias de jornal vêm disso, das alterações que a radiação gera em nossas moléculas, assim como nas de qualquer ser vivo. Também é importante recapitular alguns termos:

Partícula α (alfa): é uma partícula que possui dois prótons e dois nêutrons, o que a torna o núcleo atômico do hélio. Possui um baixíssimo poder de penetração, sendo barrado mesmo por uma folha de papel, mas possui maior massa e energia dentre as partículas radioativas. 

Partícula β (beta): um dos nêutrons do núcleo atômico se transforma em um próton, um elétron e um antineutrino. O núcleo expulsa o elétron e o antineutrino, mas mantém o próton, o que faz com que se transforme em outro elemento. A partícula radioativa é então o elétron lançado do núcleo, que possui pouca massa e energia, mas é capaz de uma penetração maior do que a existente na partícula alfa. Dê ênfase à explicação de que esse elétron não é um dos que está na camada de valência, mas sim um que saiu da transformação do nêutron.

Raio gama: Quando um átomo emite uma partícula alfa ou beta, é necessário desfazer-se da instabilidade reminiscente no núcleo. Esse excesso de energia atirado para fora é a radiação gama, que não possui massa ou carga elétrica. Não é uma partícula, mas sim uma onda, com muita energia ionizante e poder de penetração superior às outras partículas.

Perigo: área radioativa – Não atravesse

Como foi dito acima, o que causa danos extremos nas células vivas são as alterações na configuração de seus átomos. O tipo de radiação que causa isso é chamada de radiação ionizante, pois cria íons livres na área de impacto. Átomos que antes estavam neutros ficam, devido aos contatos com a radiação, instáveis, e passam a realizar ligações com outros átomos. Os danos provenientes disso ocorrem em uma ordem de estágios, como descrito abaixo. Físico: a energia da radiação é passada para os átomos que compõem as células do seres vivos. Essa energia excita os elétrons do átomo, de forma a torná-lo um íon.

Físico-químico: os átomos que antes estavam ligados a outros átomos, estabilizados, estão livres e instáveis. Essa é a formação dos radicais livres. Químico: instáveis, os íons buscam realizar ligações com outros átomos, buscando voltar à estabilidade. Entre suas opções para realizar novas ligações estão as moléculas que pertencem a órgãos importantes. Bioquímico-fisiológico: neste momento, o resultado das novas ligações é visto na forma de lesões que poderão vir a crescer e agravar-se cada vez mais. As mutações ocorrem devido à produção de erros aleatórios nos genes do organismo irradiado. Em uma explicação simplista, essas mutações em nível atômico e celular geram doenças como o câncer, em que a ocorrência

de mutações nas células gera tumores. Contudo, é muito importante dizer para seus alunos que o corpo humano possui um alto poder de regeneração e é capaz de lidar naturalmente com baixas doses de radiação sem maiores problemas; o próprio organismo repara ou substitui as células danificadas. Os riscos de exposição à radiação se dão quando as partículas radioativas são muito numerosas. Os danos da exposição à radiação podem apresentar-se diretamente no corpo da pessoa, mas um dos maiores problemas da

radiação são seus efeitos nos órgãos reprodutores. Existem muitos casos de pessoas que foram irradiadas com doses perigosas e cujos filhos nasceram com alterações nas células, na forma de mutações e deformações.

Efeitos presentes no corpo da pessoa irradiada diretamente são chamados de “somáticos”, e podem ser divididos em dois tipos: Imediatos: ocorrem após doses altas de radiação recebidas em pouco tempo. As consequências podem ocorrer em um curto período de tempo. Pode ser fatal, mas as chances de sobrevivência aumentam se a área irradiada for localizada e tratada imediatamente.

Tardios: ocorrem após doses baixas de radiação, mas que duram por um período de tempo prolongado. É por isso que profissionais que trabalham diretamente com radiação, como técnicos de raios-X, precisam de proteções. Esse é o tipo de dano que mais gera câncer. No caso dos efeitos hereditários, podemos observar daltonismo, síndrome de Down, má formação, entre outros.

Fatos e Mitos

Toda radiação gera danos, em diferentes intensidades, aos seres vivos. Porém, o medo costuma superestimar os fatos e cria impressões irrealistas sobre este fenômeno. Alguns acidentes envolvendo radiação nuclear foram tão grandes que chamaram a atenção da mídia, dando informação às pessoas. Mas o que é fato ou mito nessas histórias? Chernobyl Em 1986, o reator de fissão nuclear soviético de Chernobyl explodiu, sendo reconhecido como o pior acidente nuclear da história. A ruptura do núcleo da usina gerou uma explosão de vapor seguida de incêndio e explosões adicionais que espalharam poeira radioativa por todas as áreas vizinhas, principalmente para a cidade mais próxima, Pripyat. Fato ou mito?

Explosões em reatores nucleares matam centenas de milhares, senão milhões de pessoas. Mito. Pergunte a sua turma sobre quantas pessoas eles acham que morreram durante o primeiro mês deste desastre. A resposta: 31 pessoas. Isso poderá ir contra a expectativa de seus alunos, que talvez tenham pensado em milhares ou centenas de milhares de vítimas fatais. Explosões nucleares como as que ocorreram em Hiroshima e Nagasaki, em 1945, devastaram as cidades e mataram milhares de pessoas instantaneamente, porque as bombas eram dispositivos projetados para possuir o poder de uma arma de destruição em massa.

Vazamentos radioativos contaminam cidades, tornando-as inabitáveis. Fato. A propagação de partículas radioativas em uma área torna perigosa demais a habitação desta área. Poeira, plantas, terra, água, tudo pode ficar contaminado e gerar riscos à vida dos seres vivos. Pripyat é hoje uma cidade fantasma, porque possui enormes bolsões de radiação em suas redondezas.

Quando há uma ruptura do reator, as partículas dos isótopos radioativos ficam livres para sair. Mas não conseguiriam ir para muito longe, ficando depositadas na área próxima. As grandes explosões que geram as rupturas criam grandes deslocamentos de vento, levantando a poeira e levando-a para longe. A poeira voa pela corrente de vento, podendo contaminar nuvens e gerar chuvas radioativas. Esse fenômeno pode fazer com que os seres vivos tenham um contato danoso com a radiação, gerando uma variedade de riscos à vida.

Medindo Radiação

Da mesma forma que o calor e o peso podem ser medidos, a radiação também pode. Isso é muito importante para podermos trabalhar com radiação, assim como para prevenir acidentes e até mesmo tratar vítimas de acidentes envolvendo radiação. Destaque a imagem da tela a seguir, que mostra equipamentos usados na medição da radiação. Explique para os alunos que são usados o monitor de radiação Geiger (vulgarmente conhecido como contador Geiger) e monitores portáteis (dosímetros). Explique para os alunos que alguns aspectos são importantes na medição da radiação. Atividade é o número de desintegrações nucleares em uma amostra radioativa que ocorre em um determinado período de tempo. O bequerel (Bq) é a unidade de medida e corresponde a uma desintegração/segundo. Exposição se refere à capacidade de uma emissão radioativa causar ionização no material atravessado. Uma das unidades de medida é o roentgen (R). Ao se mencionar uma determinada quantidade de roentgen em um feixe de raios-X, por exemplo, isto não significa que toda essa energia atingirá o corpo alvo; trata-se apenas da energia transportada pela radiação. Dose absorvida é medida em “rad” (radiation absorbed dose) e significa a energia (dose) realmente absorvida por um corpo específico. 1 rad equivale a 0,01 joules por kg. Atualmente usa-se o gray (Gy) para expressar dose absorvida no sistema internacional (SI), que corresponde a 100 rad (1 joule de energia para 1 kg de massa). Dose equivalente corresponde à energia transportada por radiação, absorvida por tecido biológico. Essa medida leva em consideração o efeito nos seres vivos causado por cada tipo de radiação. A dose equivalente é determinada multiplicando-se a

dose absorvida por um fator que expresse o efeito biológico prejudicial. A unidade característica da dose equivalente é o rem, resultado do produto entre a dose em rads e o fator de efeitos biológicos. Em unidades do SI (Sistema Internacional) usa-se o sievert (Sv), que é igual a 100 rem, resultante do produto entre a dose absorvida em grays e o fator de qualidade.

Coordenação Didático-Pedagógica
Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa
Redação
Gabriel Neves
Revisão
Alessandra Muylaert Archer
Projeto Gráfico
Eduardo Dantas
Diagramação
Joana Felippe
Revisão Técnica
Nádia Suzana Henriques Schneider
Produção
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro
Realização
Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação
Ministério da Ciência e Tecnologia
Ministério da Educação

A Radiação Solar e o Clima na Terra

A Radiação Solar e o Clima na Terra

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

                         Texto originalmente publicado no livro "O Sistema Climático" (2011), organizado pelo professor Lucivânio Jatobá (UFPE)

A Radiação Solar e o Clima na Terra

Vários fatores influenciam o clima na Terra, dentre eles os principais são osventos, o mar e principalmente o Sol. Neste capítulo analisaremos apenas o papel exercido pelo Sol e as suas possíveis consequências para o nosso clima. Mas, afinal, de que maneiras o Sol influencia o clima.

Os livros elementares de Geografia costumam afirmar corretamente que o Sol nos fornece luz e calor. E mostram também como esta influência, exercida pelos raios solares que atingem o nosso planeta, varia de acordo com a posição relativa entre os dois. É exatamente a variação dessa posição relativa entre a Terra e o Sol que causa o aparecimento das estações do ano.

Um equívoco, porém, muito comum entre leigos é o de pensar que a causa das estações na Terra seria a proximidade anual variável entre ela e o Sol. Partindo do conhecimento livresco de que esta trajetória é elíptica, é costume pensarem que quanto mais próxima a Terra estivesse do Sol, mais calor receberia do mesmo. E inversamente, quanto mais afastada do mesmo, menor seria a temperatura na Terra. Assim estariam explicados, portanto, o Inverno e Verão. E às posições intermediárias naquela trajetória, corresponderiam a Primavera e o Outono.

Ledo engano! A coisa não é assim e é fácil perceber que não.

Em primeiro lugar, se esse fosse o verdadeiro motivo para a ocorrência das estações, quando a Terra estivesse mais próxima do Sol seria verão simultaneamente em todo o nosso planeta e sabemos que isso não é verdade. Quando faz verão no hemisfério Norte é inverno no Sul e vice-versa. O mesmo pode-se dizer da alternância de estações entre a Primavera e o Outono nos dois hemisférios. Além disso, a elipse que a Terra descreve ao redor do Sol é quase uma circunferência; é em outras palavras, uma elipse de baixíssima excentricidade. A temperatura da Terra, como um todo, praticamente não varia devido a essa pequena variação de distância Terra-Sol.

Outros planetas, para os quais a variação da distância em relação ao Sol é bem maior do que no caso da Terra, sofrem uma efetiva mudança de temperatura global ao orbitarem em elipses mais acentuadas em torno do mesmo. Mas, esse não é o caso da Terra.

Mas, voltemos ao caso da Terra. O que causa o aparecimento das estações é o fato de que ela gira em torno do Sol, anualmente, de tal modo que o seu eixo de rotação em torno de si mesma está sempre inclinado da mesma forma em relação ao plano da sua órbita em torno do Sol (a eclíptica). A Figura 1 a seguir mostra a situação que acabamos de descrever da Terra em sua órbita e torna possivelmente mais clara essa explicação. Nela é fácil observar que devido à inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica, os seus dois hemisférios estão sempre em posições distintas em relação aos raios solares recebidos.

Pode-se notar também que em determinadas posições ao longo da órbita anual da Terra em torno do Sol, a diferença entre a quantidade de raios recebidos do Sol é máxima entre os dois hemisférios do planeta. São os dois pontos da órbita denominados de solstícios (verão e inverno).

Figura 1 - As estações do ano e as posições da Terra em sua órbita ao redor do Sol

De modo análogo, pode-se também perceber que há dois outros pontos da órbita para os quais a quantidade de raios solares recebida pelos dois hemisférios é praticamente equivalente. São os dois equinócios (primavera e outono).

A dinâmica da ocorrência das estações não é, entretanto, o foco de nossa discussão. Ela é discutida de forma mais pormenorizada em outros capítulos deste livro.

Voltemos, portanto, ao ponto inicial da nossa narrativa onde dissemos que os livros elementares de Geografia costumam afirmar corretamente que o Sol nos fornece luz e calor. De fato, isto está correto, mas não está completo.

Por que não?

Porque o Sol nos fornece não apenas luz e calor. E essas outras coisas que ele também nos fornece, geralmente não tão consideradas, também influenciam o clima terrestre.

Mas, que outras coisas são essas e como elas influenciam o clima na Terra?

Para compreendermos melhor que outras coisas são essas, além da luz e do calor, é preciso entender um pouco melhor o próprio Sol.

O Sol é uma estrela de tamanho apenas mediano em uma escala cósmica, mas é gigantesca quando comparada com as pequenas dimensões do nosso planeta. E a sua proximidade de nós  torna-o ainda mais importante.

Ele é em verdade uma imensa bola de gás superaquecido. Tão violentamente aquecido que esse gás que o constitui não consegue manter-se eletricamente neutro, como a maioria dos gases com os quais lidamos aqui na Terra. Devido à tremenda agitação molecular associada à sua elevada temperatura, esse gás existente no Sol (basicamente hidrogênio e hélio) está eletricamente carregado. Dito de outro modo, os átomos dos gases estão ionizados, constituindo o que se denomina em Física de um plasma.

E aqui cabe um pouco mais de Física elementar, útil em nossa caminhada: partículas eletricamente carregadas, como são as do plasma que constituem o Sol, criam campos elétricos, ou seja, são capazes de exercer forças elétricas à distancia. Ocorre que quando uma carga elétrica está em movimento, ela torna-se capaz de exercer não apenas uma força elétrica, mas também uma força magnética. Ou seja, adquire condições de criar um campo magnético. Assim sendo, o plasma solar que nada mais é do que um imenso chuveiro de partículas carregadas em tremenda agitação cria intensos campos eletromagnéticos.

A propagação das variações de um campo eletromagnético através do espaçocarrega uma energia na forma de uma onda. Dai o seu nome: onda eletromagnética. E essa onda eletromagnética se propaga no vácuo com a maior velocidade do Universo: 300.00 quilômetros por segundo. Enquanto se pronuncia a letra A, uma onda eletromagnética no vácuo viaja uma distância equivalente a sete voltas e meia em torno da Terra.

Mas, além da velocidade, há dois outros aspectos muito importantes das ondas. São o seu comprimento de onda e a sua freqüência  ( Figura 2). O comprimento de onda é a distância entre dois picos adjacentes da mesma (ou entre dois vales). Já a sua frequência é a rapidez com que ela oscila. Essas duas características das ondas são inversamente proporcionais entre si: quanto maior for o comprimento da onda, menor será a sua frequência e vice-versa.

Figura 2 - Espectro de ondas eletromagnéticas desde as ondas de baixa frequência e grande comprimento de onda  (ondas de radio) até as ondas de altíssima frequência e pequeno comprimento de onda (raios gama)

Outro ponto importante é que quanto maior for a frequência da onda eletromagnética, mais penetrante ela será; ou seja, mais energia ela poderá transportar. Dai porque é conveniente classificarmos as ondas eletromagnéticas, dando-lhes diferentes nomes, dependendo das suas faixas de frequência (ou inversamente de seus comprimentos de onda).

As ondas eletromagnéticas existem em um amplo espectro de frequências representado na figura acima, desde as ondas de radio (de grande comprimento de onda e baixa frequência e, portanto baixa energia) até o outro extremo, onde são denominadas de raios gama (de baixíssimo comprimento de onda, altíssima frequência e elevadíssima energia). Entre esses dois extremos há todo um espectro eletromagnético de ondas com diferentes propriedades.

A luz visível nada mais é do que uma onda eletromagnética, como qualquer outra, localizada em uma faixa muito estreita do espectro eletromagnético, mais precisamente entre os comprimentos de 4.000 e 7.000 Angstrons (400 nanômetros e 700 nanômetros). A luz visível é algo que nos parece especial porque ela é a única faixa de frequências das ondas eletromagnéticas para as quais nós estamos organicamente capacitados a distinguir uma frequência da outra. Dentro dessa estreita faixa de frequências, o nosso olho ao receber uma onda de diferente frequência, emite para o nosso cérebro um diferente sinal elétrico que é traduzido por este como uma diferente cor.

Toda onda eletromagnética, de qualquer frequência, transporta energia. Essa energia transportada na forma ondulatória é o que chamamos de calor. Ao incidir sobre algum material na Terra , essa energia tende a agitar as moléculas que constituem este material. Dependendo da frequência da onda essa agitação poderá se dar de modo mais ou menos eficiente. É o que chamamos de entrar emressonância. Assim, a eficiência da absorção da energia por um material terrestre depende tanto das propriedades desse material (de como suas moléculas naturalmente tendem a vibrar) como da frequência da onda eletromagnética incidente. Dadas as características gerais dos materiais existentes na Terra, a absorção pelos mesmos do calor trazido pelas ondas eletromagnéticas se dá preponderantemente através das ondas infravermelhas, mas não exclusivamente.

É por isso que frequentemente ouvem-se pessoas dizerem equivocadamente que as ondas infravermelhas são “ondas de calor”. Isso, entretanto, não é verdade! Toda e qualquer onda eletromagnética transporta energia, na forma de calor, esteja ela na faixa do infravermelho ou não. Apenas, a absorção pela maior parte dos materiais existentes na Terra é que se dá preponderantemente na faixa do infravermelho. Quem duvidar disso, não precisa consultar nenhum outro livro, basta colocar um alimento em um forno de micro-ondas (que não emite infravermelho) e ver o que acontece. Se for um alimento que contenha bastante líquido em sua composição, a sua temperatura subirá rapidamente mostrando assim que as micro-ondas também transportam calor.

Mas, o que tudo isso tem a ver com o Sol e com sua influência no clima da Terra?

É que o Sol emite ondas eletromagnéticas em uma ampla faixa de frequências e não apenas na faixa da luz visível. E todas essas ondas exercem os seus efeitos sobre a Terra e em especial sobre o clima.

Além disso, há outra coisa muito importante. O Sol emite também um grande chuveiro de partículas eletricamente carregadas no espaço sideral (formando um verdadeiro “vento solar”) e que constitui aquilo que denominamos de heliosfera. Uma parte dessas partículas atinge a Terra, interagindo com a nossa atmosfera e influenciando o clima. A maior parte, mas não a totalidade, dessas partículas é constituída de núcleos de hidrogênio (partículas positivas denominadas deprótons). Essas partículas oriundas do espaço sideral são de um modo geral denominadas de raios cósmicos.

Nem todos os raios cósmicos que chegam à Terra são originados no Sol. Muitos deles provêm de outras estrelas distantes no Universo. E chegam nas mais variadas frequências, até mesmo na faixa dos penetrantes raios X e dos raios gama. Para nossa sorte essa quantidade não é letal, pois o vento solar (que constitui a chamada heliosfera) interage com as mesmas afastando-as do interior do sistema e atuando como uma espécie de escudo contra as mesmas. Entretanto, se alguma estrela explodisse nas nossas proximidades, como uma supernova, nós poderíamos vir a receber doses muito maiores de tais radiações cósmicas com consequências drásticas para o nosso planeta.

Deixando, no momento, de lado os raios cósmicos provenientes de outras estrelas e concentrando-nos apenas naqueles oriundos do Sol; o que poderíamos dizer sobre a influência por eles exercida no clima da Terra?

Aqui a questão assume uma complexidade maior, pois não existe ainda um consenso total entre os pesquisadores até o momento (setembro de 2011). Vejamos, portanto, quais são os atuais pontos de acordo e quais são as divergências interpretativas existentes sobre a interação da Terra com a radiação solar para que possamos aquilatar as suas possíveis repercussões climáticas.

É ponto passivo entre os astrônomos, desde o início do século XX, que o Sol apresenta um ciclo de onze anos em sua atividade. Ou seja, ele inicia um novo ciclo a cada décimo segundo ano. Não conhecemos exatamente as origens destes ciclos. Eles estão certamente relacionados com a complexa dinâmica interna do Sol, dos movimentos de matéria no mesmo, e de seu intenso e variado campo magnético. Tudo isso regula de algum modo complexo o aparecimento e o desaparecimento das erupções solares.

Mas, em que consiste esta referida atividade do Sol?

Observando-se o Sol com telescópios especiais, podemos notar que, ao longo de um ciclo,  ele passa por períodos nos quais há um grande número de gigantescas protuberâncias de plasma, erupções que invadem o espaço. E aliada a toda essa agitação em sua superfície gasosa, há também a irradiação de uma intensa quantidade de energia na forma de radiação eletromagnética.

Existe ainda um acentuado número de manchas escuras na superfície solar. Elas são zonas “mais frias” (aproximadamente 4.000 K) em contraste com o restante da sua superfície que tem uma temperatura média de 6.000 K.  Essas manchas são regiões de grande atividade magnética e que se assemelham a polos magnéticos. Ressalte-se que diferentemente do campo magnético da Terra, que se assemelha ao campo de uma barra magnética, possuindo apenas dois polos bem definidos; o complexo campo magnético do Sol apresenta uma esquisita pluralidade de polos norte e sul. Deste modo, as emanações de partículas carregadas costumam formar arcos enormes entre as manchas escuras, ficando aprisionadas em tais campos magnéticos solares delimitados pelas suas manchas. Este aprisionamento das partículas pelo campo magnético do Sol dificulta a ejeção dos raios cósmicos. Portanto, quanto mais ativo estiver o campo magnético solar, menor será a ejeção de seu vento solar, ou seja, mais fraca será a sua heliosfera, menor será a quantidade de raios cósmicos que ele emite e menos eficiente será o seu escudo protetor contra os outros raios cósmicos vindos de fora do sistema solar. Este fato pode ter uma tremenda repercussão no clima da Terra.

Observado detalhadamente com instrumentos especiais, o Sol, nesses períodos, brilha intensamente no céu e a Terra recebe, simplificadamente, uma quantidade maior de luz e calor. Isso tem um impacto direto sobre o nosso clima. O senso comum nos diz que a Terra deveria necessariamente sofrer um maior aquecimento e isso, de fato acontece ainda que suavemente. Nosso planeta experimenta oscilações climáticas que acompanham muito aproximadamente os ciclos solares.

Há outros momentos, entretanto, durante o ciclo solar, nos quais a nossa estrela apresenta uma atividade bem menor e nestes casos a emanação da radiação eletromagnética também tende a diminuir. Nestes períodos, o tamanho e o número das manchas solares apresentam-se igualmente reduzidos. O senso comum diria, mais uma vez, que a Terra deveria sofrer algum tipo de resfriamento global e isso, de fato, tem ocorrido, ainda que levemente em tais ocasiões. Esses ciclos tem se repetido ao longo dos tempos, mas têm ocorrido, por vezes, determinadas irregularidades muito importantes na atividade solar com efeitos dramáticos sobre o clima da Terra.

Uma dessas irregularidades históricas na atividade solar ocorreu entre os séculos XVII e XVIII, no período de 1645 a 1715, época em que viveu o grande físico Isaac Newton (1642-1727). Naquela ocasião o Sol passou por um longo período de baixíssima atividade, as manchas escuras em sua superfície praticamente sumiram e o frio foi intenso e o inverno muito rigoroso. O rio Tâmisa, em Londres, por exemplo, chegou a ficar um longo tempo congelado e esta inusitada situação foi consagrada em uma pintura daquela época exibida em seguida. Na Climatologia, esse período é denominado de “Mínimo de Maunder”, sendo popularmente conhecido como “Pequena Idade do Gêlo”.

Figura 3 - Rio Tâmisa congelado em 1663. Quadro da época

Figura 4 - Atividade solar: à esquerda Sol em plena atividade (Julho de 2002); à direita, sem manchas escuras (Janeiro de 2010).

A novidade atual é que observações recentes indicam a possibilidade de que um novo “Mínimo de Maunder” (ou uma nova pequena era do gelo) se avizinha. As duas fotos anteriores do Sol podem ser tidas como fortes indícios desta possibilidade.

Certamente, esta previsão científica contraria tudo o que se tem ouvido nos últimos anos de alarmismo sobre um inexorável aquecimento global provocado pelo próprio homem.

Mas, voltemos aos fatos. A foto da esquerda é do Sol em plena atividade, em julho de 2002, enquanto a foto da direita é também do Sol, porém em janeiro de 2010. A diferença entre elas é alarmante. Em 2002, o Sol se apresentava em plena atividade magnética e estava repleto de manchas escuras, enquanto que no momento atual (setembro de 2011) ele está calmo e praticamente sem qualquer mancha escura.

2002 foi um ano particularmente quente em todo o globo terrestre. Mas, o que ocorreu, desde então?

O pico de atividade do último ciclo solar foi medido em 2001 e o Sol deveria ter retomado a sua potência habitual desde 2008 (início do ciclo atual) para atingir o seu pico de atividade em 2011.

Mas, não foi isso o que aconteceu!

O Sol já está muito atrasado em sua atividade e esse pico não é mais esperado acontecer antes de 2013. Frank Hill, vice-diretor e destacado pesquisador do Observatório Nacional Solar do Laboratório da Força Aérea dos Estados Unidos afirmou muito recentemente que todas as evidências observacionais disponíveis sugerem que este próximo máximo será o último antes que muitas décadas de calmaria na atividade solar venham a se seguir. O Sol vai entrar, segundo Hill, em uma verdadeira fase de hibernação (Hill et al, 2011).

E se o sol estiver saindo de seu sono para mergulhar em um coma profundo? Após haver conhecido um mínimo de atividade histórica, entre 2008 e 2010, ele saiu levemente de seu torpor nos últimos meses (a partir de junho de 2011). A primeira erupção solar de grande importância desde 2006 foi registrada em 07 de junho de 2011.

Três diferentes trabalhos de importantes pesquisadoes norte-americanos apresentados neste ano de 2011, na recente conferência anual da Divisão de Física Solar da Sociedade Astronômica Americana (Altrock, 2011; Hill et al, 2011; Livingston, Penn & Svalgrad, 2011), levam, contudo, a pensar que esta renovação da atividade solar não foi algo mais do que passageiro. Algo como um último suspiro de um moribundo. Após um breve despertar, os estudos parecem apontar para o fato de que o Sol poderia iniciar um longo período de inatividade por várias décadas. Se esta previsão se confirmar, este fenômeno poderia ter uma influência benéfica sobre o tão propalado e controvertido aquecimento climático global do nosso planeta. E cabe salientar que esta previsão é respaldada pelos resultados de várias pesquisas recentes e independentes relacionadas com a observação da evolução das manchas solares, dos movimentos de convecção superficiais e das atividades magnéticas. A hipótese, portanto, de uma longa hibernação solar não é algo assim tão improvável quanto possa parecer à primeira vista.

Com menos manchas solares, o Sol não conseguiria aprisionar com eficiência as partículas carregadas presentes em seu plasma que seriam mais facilmente ejetadas no espaço como raios cósmicos. Assim sendo, uma maior incidência de raios cósmicos sobre a Terra poderia contribuir para uma maior decomposição de compostos voláteis presentes na atmosfera formando, deste modo, aerossóis que atuariam como pontos de nucleamentos de nuvens. E uma maior formação de nuvens certamente reduziria a incidência direta da radiação solar sobre a Terra contribuindo deste modo para uma diminuição na temperatura global.

Entre 2009 e 2010, o Sol exibiu uma calmaria sinistra. Especialistas procuram ainda entender por que ele ficou em um "mínimo profundo" tanto tempo e se essa letargia tem consequências diretas sobre a Terra. Tais períodos de repouso não são incomuns. Segundo o astrônomo Jean-Loup Bertaux, diretor de pesquisas doCNRS (Conselho Nacional de Pesquisa Científica da França), eles voltam depois de um ciclo familiar, em média a cada 11 anos. Habitualmente, o Sol dá a impressão de ter se estabilizado; mas então reaparecem erupções em sua superfície e ele projeta novamente grandes quantidades de matéria no espaço. Mas, desta vez, nada disso tem acontecido. Durante 266 dias, a nossa estrela se deu ao luxo de permanecer praticamente sem nenhuma mancha escura, portanto sem apresentar sinais de uma recuperação da sua atividade. Algo que nunca havia visto desde o início do século XX.

No outono de 2010, alguns pequenos sobressaltos na atividade solar sugeriram à Agência Espacial dos Estados Unidos (NASA) que o nosso astro havia finalmente decidido sair de seu torpor. Mas, foi um alarme falso! Ele voltou a dormir imediatamente. Especialistas eminentes ficaram então alarmados: e se a nossa estrela, sem a qual a nossa sobrevivência é impossível, não retomasse mais a sua intensidade habitual?

David Hathaway, pesquisador do Marshall Space Flight Center da NASA, é outro dos muitos cientistas que têm se mostrado crescentemente preocupado com a diminuição na radiação solar desde o último mínimo de atividade em 1996, e de graves perturbações na heliosfera. Como assinala o influente pesquisador francês Jean-Loup Bertaux: "Temos quase certeza de que o próximo máximo solar será significativamente menor do que o anterior" (Hathaway & Rightmire, 2010).

Enquanto isso, o Doutor Richard Altrock (2011), do Sacramento Peak Observatory – que tem estudado a atmosfera do Sol, a sua “coroa”, nos últimos 40 anos – assinala que o curso da atividade magnética que costuma estabelecer o início do máximo solar já deixou efetivamente de acontecer no tempo previsto.

Matthew Penn (2011), também do National Solar Observatory, mostrou que a intensidade do campo magnético no interior das manchas escuras do Sol tem se mostrado muito menor do que o esperado e está em contínuo declínio. Se esta tendência continuar, assinala ele, o Sol poderá perder todas as suas manchas por completo por volta de 2022.

Mike Lockwood, professor do Space Environment Physics da University of Reading, afirmou categoricamente que: “a nossa pesquisa mostra que existe uma chance de oitenta por cento de que a Terra vai retornar a um “Mínimo de Maunder” nos próximos 40 anos”. Para ele as temperaturas podem vir a cair em média dois graus centígrados na Inglaterra devido à redução da atividade solar (Kinver, 2011).

Os climatologistas não alinhados ideologicamente com o IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas) têm constatado uma desaceleração do aquecimento global e os meteorologistas têm registrado recordes de mau tempo no inverno. Este é o caso ocorrido na Europa em 2010. E também registrado na China no mesmo ano passado, assim como no Oriente Médio e na América do Sul. Paradoxalmente, a última conferência promovida pelo IPCC sobre o tão decantado aquecimento global se deu em meio a um inverno europeu inesperadamente rigoroso, embora os presentes àquele evento não tenham dado, surpreendentemente,  quase nenhuma atenção para este fato.

A idéia de que a Terra poderia estar entrando em uma mini Idade do Gêlo está ganhando terreno. Especialmente porque este fenômeno não é algo inédito. "O Sol teve um mínimo de atividade muito semelhante e prolongado entre 1912 e 1913”, diz William Aulanier (2010), um conceituado astrônomo do Laboratório de Pesquisas Espaciais e de Instrumentação Astrofísica da França.

Apesar de todas essas evidências observacionais sobre a evolução global do clima e da atividade solar, a comunidade científica continua ainda dividida sobre a questão. Para os estudiosos do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), as mudanças na atividade solar simplesmente não afetam o equilíbrio do nosso planeta. Eles também têm costumado minimizar outros fatores naturais de influência climática, como a estabilidade térmica conferida pelos Oceanos e a absorção do dióxido de carbono pelos mesmos, acentuando quase que exclusivamente, a negativa contribuição humana. O centro de suas argumentações tem sido sempre a poluição de origem antrópica. Fatores naturais são quase que descartados. Mas, quem não se lembra da recente erupção de um pequeno vulcão na Islândia em 2010 que cobriu de cinzas toda a Europa e paralizou por vários dias todo o tráfego aéreo?

Mas, de fato, há outros fatores abertos à controvérsia e que precisam ser analisados com seriedade em uma disputa interpretativa sobre a influência do Sol no clima da Terra.

Uma coisa é certa: a mudança na luminosidade total do Sol devido à variação de sua atiuvidade é extremamente baixa. Ela não é suficiente, por si só, para explicar a grande diferença de temperatura que podemos ter a partir de agora ou a que encontramos durante um Mínimo de Maunder. Questões de órbita, de perturbações de Júpiter ou principalmente os raios cósmicos podem desempenhar também um papel importante. Sabemos também que as camadas superiores da atmosfera são muito sensíveis a mudanças no ultravioleta e nos raios-X. Há muitos tópicos de pesquisa, neste campo, sobre os quais a comunidade científica ainda não chegou a um consenso.

Quanto, a saber, se o Sol começa um novo ciclo de atividade, raros são os que arriscariam um prognóstico após o falso alarme ocorrido em setembro de 2010. Algumas pequenas erupções (equivalentes, de todo modo, a várias vezes o tamanho da Terra) foram registradas em junho de 2011, mas a atividade é muito moderada para os seus padrões habituais e a nossa estrela não parece ainda ter decidido voltar ao trabalho. O Sol parece, ao contrário, estar saindo de um período de sono apenas para entrar em uma letargia profunda.

Mas, por que, afinal, essa queda brusca na atividade solar influencia o clima na Terra? Os estudiosos do IPCC, afinal, negligenciam esta referida influência. O que há de verdade em tudo isso? Seria possível tomar partido baseado em mais do que opiniões? Haveria experimentos que pudessem ajudar a dirimir as dúvidas sobre tais questões?

A atividade solar parece, com efeito, ter uma influência sobre a temperatura na Terra. A extensão do fenômeno é, entretanto muito difícil de medir e, portanto, tem se prestado até hoje a diversas controvérsias. Há muitos fatores a serem considerados nesta disputa.

O ponto de partida da defesa de que a atividade solar influencia decisivamente o clima na Terra esteve sempre baseada em tempos recentes na premissa, aceita por muitos pesquisadores de renome, mas veementemente combatida pelos estudiosos do IPCC, de que os raios cósmicos provocam uma decomposição de certos compostos voláteis presentes na atmosfera.

O que nos diz o presente modelo científico dominante nesta área e combatido pelo IPCC?

Ele nos diz que essa decomposição efetuada pelos raios cósmicos dos compostos voláteis presentes na atmosfera criaria uma espécie de micropartículas em suspensão ou aerossol. Esse aerossol forneceria uma enorme quantidade depontos de nucleamento para a formação de cristais de gelo e consequentemente de nuvens. Ressalte-se que até muito recentemente isso era algo apenas hipotético e, portanto alvo de acirrada disputa.

Segundo a teoria, essas nuvens, assim formadas por meio da ação dos raios cósmicos, contribuiriam decisivamente para atenuar a incidência direta da radiação solar sobre a Terra. O efeito seria uma queda global na temperatura do planeta.

Portanto, ainda segundo esta teoria, quanto maior a incidência de raios cósmicos, maior deveria ser a formação de nuvens e o resfriamento global.

Mas, qual seria a conexão deste mecanismo de formação de nuvens induzidas por raios cósmicos com a atividade solar?

Ocorre que a incidência de raios cósmicos aumenta quando estas partículas ejetadas pelo Sol não encontram empecilhos que as aprisionem na coroa solar. Tal aprisionamento das partículas carregadas a serem possivelmente ejetadas pelo Sol é exercido pelo campo magnético do nosso astro. Portanto, quando a atividade magnética solar é alta (e isso é caracterizado pela presença de muitas manchas escuras em sua superfície) o campo magnético solar é intenso e por consequência também é intenso o aprisionamento das partículas carregadas neste campo.

A consequência deste aprisionamento das partículas carregadas no campo magnético solar é que diminui em tais ocasiões a produção de raios cósmicos vindos do Sol. E com isso diminui também a formação de nuvens por falta dos já aludidos pontos de nucleamento.

Em tais casos, portanto, a temperatura global da Terra tende a se elevar pela redução da quantidade de nuvens. É a falta de raios cósmicos que assim o determina.

Inversamente, quando o campo magnético solar enfraquece (e as manchas escuras quase desaparecem), isso faz com que mais partículas carregadas escapem de sua superfície e que atinjam a Terra como raios cósmicos. Portanto, uma menor quantidade de manchas solares acarreta maior quantidade de raios cósmicos provenientes do Sol e com isso a formação de mais nuvens e uma queda da temperatura global do nosso planeta.

Somando tudo isso: em primeiro lugar, com uma menor atividade solar (menos manchas), há um menor brilho do Sol (ainda que muito pequeno) e assim uma menor quantidade de ondas eletromagnéticas por unidade de área (fluxo) atinge a Terra o que ocasiona um consequente resfriamento, ainda que pequeno.

E em segundo lugar, o aumento da quantidade de raios cósmicos incidentes sobre a Terra é mais um fator que contribui decisivamente para a redução da temperatura global.

Mas, como dissemos anteriormente, toda essa argumentação tem um ponto nevrálgico. Toda ela está baseada em um importante pressuposto, qual seja o de que os raios cósmicos, de fato, decompõem os tais compostos voláteis existentes na atmosfera formando assim um aerossol e por decorrência nuvens.

E é justamente aqui que a porca sempre torceu o rabo; ao menos até recentemente.

O ponto de discórdia, até agora, havia sido o pressuposto adotado pela Climatologia dominante e fortemente combatido pelos ideólogos do IPCC, qual seja, a afirmativa de que os raios cósmicos causam a decomposição de compostos voláteis e a consequente formação de aerossol e de nuvens.

Até muito recentemente, por mais plausível que parecesse tal afirmativa a uma grande parcela de físicos e climatologistas, ela não passava realmente de um bem fundamentado pressuposto teórico, mas ainda assim um pressuposto.

Mas, afinal, quem decide?

A ciência não possui livros sagrados. A Natureza é o juiz da verdade e o experimento o seu porta-voz. E é justamente dos laboratórios que começam a surgir resultados que podem atuar como o fiel da balança neste debate. 

As novidades atuais vêm dos resultados de experimentos realizados no CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares) com o auxílio do grande acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) e divulgados recentemente na conceituada revista Nature, em 24 de agosto de 2011 (Brumfiel, 2011). Os experimentos mostraram efetivamente a aludida decomposição de compostos voláteis (semelhantes aos encontrados na atmosfera) quando colocados em uma câmera de vidro hermeticamente fechada e bombardeada por um feixe de partículas altamente energéticas, provenientes do LHC, que se assemelhavam aos raios cósmicos. A decorrente formação de um pequeno nevoeiro no interior da câmara de vidro selada constituiu-se em uma poderosa peça de evidência para as teses dominantes da Climatologia atual e colocou, ao mesmo tempo, um tremendo obstáculo para a sustentação científica das teses heterodoxas antagônicas defendidas pelos ideólogos do IPCC.

Os referidos ideólogos do IPCC agiram com extrema rapidez e mudaram imediatamente o seu alvo de critica. Agora eles duvidam que isso possa acontecer em uma escala atmosférica bem maior. Convenhamos, porém, que o seu bastião de defesa teórica sofreu um sério revés com tais resultados experimentais e que eles estão agora claramente na defensiva. Afinal, como diz a máxima popular: por onde passa um boi, passa uma boiada. E sustentar que este fenômeno agora observado em laboratório não ocorra de fato na atmosfera é levantar apenas uma mera questão de escala.

Segundo o filósofo da ciência Imre Lakatos (1989), os Programas de Pesquisa têm dois tipos de heurísticas, ou formas de conduzir a pesquisa: uma heurística positiva que propõe novos experimentos que possam corroborar as suas teses e que também faz predições a serem testadas e uma heurística negativa que se limita a defender o Programa de possíveis ataques engendrando novas e artificiosas explicações. Para Lakatos, um Programa de Pesquisa que começa a ser acuado pelos resultados experimentais e passa a desenvolver apenas a sua heurística negativa é um programa “degenerado” e necessariamente fadado ao seu próprio esgotamento epistemológico. Assim sendo, a bola, no momento, está no campo de defesa dos ideólogos do IPCC. A eles cabe tentar encontrar respostas alternativas aos resultados conclusivos dos experimentos mencionados.

Bibliografia

ALTROCK, R. Whither Goes Cycle 24? A View from the Fe XIV Corona. Presentation 18.04. Presented at the Annual Meeting of the Solar Physics Division of the American Astronomical Society, New Mexico State University, Las Cruces, NM, June 13-16, 2011.

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BRUMFIEL, Geoff. Cloud Formation May be Linked to Cosmic Rays. Nature News. 24 August 2011.

BUDYKO, M. The Effect of Solar Radiation Variations on the Climate of the Earth.Tellus. Vol. XXI, N.5, 1969.

DERBYSHIRE, David. The New Ice Age: Climate Change could Slow as Sun Simmers Down. Science Mail. 17 June 2011.

DOUGLASS, David; CLADER, David & KNOX, Robert. Climate Sensitivity of Earth to Solar Irradiance. Paper presented at 2004 Solar Radiation and Climate (SORCE) Meeting on Decade Variability in the Sun and the Climate, Meredith, New Hampshire, October 27-29, 2004.

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HILL, Frank & NEWKIRK, Gordon. On the Expected Performance of a Solar Oscillation Network. Solar Physics. Vol.95, N.2, pp.201-202, 1985.

KINVER, Mark. UK Faces More Harsh Winters in Solar Activity Dip. BBC News: Science & Environment. July 6, 2011.

LAKATOS, Imre. La Metodología de los Programas de Investigación Científica.Madrid: Alianza, 1989.

LIVINGSTON, W.; PENN, M. & SVALGRAD, L. A Decade of Diminishing Sunspot Vigor. Presentation 17.21. Presented at the Annual Meeting of the Solar Physics Division of the American Astronomical Society, New Mexico State University, Las Cruces, NM, June 13-16, 2011.

MAUGH, Thomas. Solar System's Shield May be Leaking. Los Angeles Times. 1 October 2010.

NOTHIAS, Jean-Luc. Juillet 2011 a été le Plus Frais depuis Trente Ans. Le Figaro Magazine. 2 Septembre 2011.

NOTHIAS, Jean-Luc. L'activité du Soleil Bientôt Prévisible 48 h à l'avance. Le Figaro Magazine. 24 de Août 2011.

Teoria Quântica e Luminescência: Como os Vagalumes Produzem Luz?

Teoria Quântica e Luminescência: Como os Vagalumes Produzem Luz?

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

SÉRIE DE TEXTOS: A FÍSICA NO DIA A DIA

AUTOR: Alexandre Medeiros

TÓPICO: TEORIA QUÂNTICA; LUMINESCÊNCIA: A luminosidade dos Vagalumes

TÍTULO DO ARTIGO: Como os Vagalumes Produzem Luz?

As lanternas dos vagalumes são formadas por três tipos de camadas. A camada mais interna atua como um refletor da luz. Na verdade, este tipo de camada interna refletiva é composto de várias camadas superpostas de pequenas células refletivas. A camada intermediária da lanterna contém as células produtoras de luz, denominadas de fotócitos. Esses fotócitos contêm nervos, tubos de ar e dois tipos principais de compostos químicos: um substrato denominado luciferina e uma enzima luciferase. A camada mais externa da lanterna é clara e transparente, transmitindo a luz para o meio exterior.

Os vagalumes são besouros que emitem uma luz fria, ou seja, praticamente sem emissão de calor ou com uma baixíssima emissão de calor em relação à energia presente na radiação luminosa emitida. Há muitos outros exemplos de processos físicos que envolvem a emissão de luz fria e todos eles são categorizados como pertencentes ao fenômeno da luminescência. A luminescência não é regida pelas mesmas leis físicas válidas para a radiação térmica da incandescência.

Deste modo, por exemplo, a conhecida lei de Wien para os deslocamentos das raias espectrais da radiação térmica, que vale tanto para a radiação solar quanto para aquela proveniente de uma lâmpada incandescente de filamento, não vale para a luminescência.

Há vários tipos de luminescência, dependendo da origem das formas de excitação eletrônica que a produz e das características da radiação luminosa fria emitida. Ela pode ser produzida, por exemplo: por choques mecânicos ou mudanças nas tensões existentes em cristais (triboluminescência), por uma excitação atômica transitória induzida por uma radiação eletromagnética (fluorescência) ou não transitória (fosforescência), pelo movimento de partículas subatômicas (eletroluminescência), por reações químicas (quimiluminescência) ou por reações bioquímicas ocorridas em determinados processos fisiológicos, como no caso do vagalume (bioluminescência) e de outros animais.

A luz dos vagalumes é produzida em órgãos especiais (denominados de “lanternas”) localizados na parte de baixo do abdômen desses insetos. Seu abdômen é composto de vários segmentos, estando as lanternas localizadas no segundo e no terceiro destes segmentos, contados a partir da ponta de seu abdômen (cauda). As cores das lanternas dos vagalumes variam do verde amarelado ao laranja, passando pelo vermelho, cor emitida por um único grupo de coleópteros que é encontrado exclusivamente no Brasil.

Como, entretanto, a luz é quimicamente e fisicamente produzida no interior dos fotócitos?

A luz é produzida nos tubos de ar dos fotócitos quando a luciferina é ativada pelaadenosina trifosfato (ATP), substância que fornece energia às células, em uma reação catalisada (acelerada) pela enzima luciferase, ao se combinar com ooxigênio produzindo a oxiluciferina. A desativação da oxiluciferina libera energiana forma de luz fria. Diferentes pares luciferina-luciferase podem produzir fótonsde diferentes comprimentos de onda com a emissão de luzes de cores distintas.

Os vagalumes podem controlar a luz produzida nos fotócitos de suas lanternas através da regulagem do fluxo de oxigênio em sua traqueia que está ligada à região do abdômen. Devido a esse controle, eles conseguem emitir regularmente determinados padrões luminosos. Nesse sentido, o oxigênio é o combustível que os ajuda a criar a luz por eles emitida. Para piscar, o cérebro do vagalume emite um neurotransmissor (octopamina) que aciona o funcionamento do processo químico acima descrito nos fotócitos do abdômen.

Uma quantidade relativamente grande de energia de excitação é necessária para produzir luz visível, algo da ordem de 40-70 kcal. A extraordinária eficiência da emissão bioluminescente requer que ela seja considerada em termos energéticos tratados em bases quânticas. No vagalume, a energia liberada é direcionada de forma muito eficiente para a produção de um estado eletronicamente excitadodas moléculas bioluminescentes resultantes da oxidação da luciferina. Os rápidosrelaxamentos subsequentes desses estados excitados para o estado fundamentalé que são responsáveis pela emissão de fótons de luz visível. Para cada molécula de ATP que é consumida na oxidação da luciferase, um fóton de luz é gerado. Assim, quanto maior for a concentração de ATP, maior será a intensidade da luz emitida. Este processo físico luminescente de excitações e de relaxamentos eletrônicos, regido pela Mecânica Quântica, e iniciado quimicamente pela oxidação da luciferina, é denominado de CIEEL (da sigla em inglês Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence), mas a complexidade de seu detalhamento foge do alcance da presente discussão.

Medeiros, Alexandre. Como os Vagalumes Produzem Luz? Física e Astronomia_Alexandre Medeiros, BLOG.

Medo da radiação?

Na leitura do livro: Radiação Efeitos, Riscos e Benefícios encontrei essas tabelas que nos ajudam a refletir sobre as radiação.

CONTRIBUIÇÃO ANUAIS PARA O NÚMERO DE MORTES NOS EUA

CAUSA	Nº ANUAL DE MORTE
Fumo	150000
Bebida alcoólica	100000
Veículos motorizados	50000
Motocicletas	3000
Afogamento	3000
Cirurgia	2800
Raio x	2300
Bicicleta	1000
Contraceptivos	150
Avião comercial	130

UPTON, A.C.-The Biological Effects of Low Level Ionizing Radiation. Sci. Am.,240:29-37, Feb/1977

PERDA DE EXPECTATIVA DE VIDA MOTIVADA POR DIVERSAS CAUSAS

CAUSA	DIAS
Ser solteiro	3500
Fumante de cigarro do sexo masculino	2250
Doença cardíaca	2100
Ser solteira	1600
Obeso 30% acima do normal	1300
Trabalhador em mina de carvão	1100
Câncer	980
Fumante de cigarros do sexo feminino	800
Hemorragia cerebral	520
Acidentes com veículos motorizados	207
Alcoolismo	130
Diabetes	95
Acidentes no trabalho	74
Trabalhados com radiação	40
Acidentes com arma de fogo	11
Radiação natural	8
Raio X para fins médicos	6
Café	6
Anticoncepcional oral	5

COHEN, B.L. & SING LEE, I. – Heallth Physics, 36:702-706, 1979