aula Interação Sol-Terra: fluxos de Energia Ciências da Natureza e Realidade Autores 2ª Edição Franklin Nelson da Cruz Gilvan Luiz Borba

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1 2ª Edição DISCIPLINA Ciências da Natureza e Realidade Interação Sol-Terra: fluxos de Energia Autores Franklin Nelson da Cruz Gilvan Luiz Borba Luiz Roberto Diz de Abreu aula 07 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S11 09/08/10 16:14

2 Governo Federal Presidente da República Luiz Inácio Lula da Silva Ministro da Educação Fernando Haddad Secretário de Educação a Distância Ronaldo Motta Reitor José Ivonildo do Rêgo Vice-Reitor Nilsen Carvalho Fernandes de Oliveira Filho Secretária de Educação a Distância Vera Lucia do Amaral Secretaria de Educação a Distância (SEDIS) Coordenadora da Produção dos Materiais Célia Maria de Araújo Projeto Gráfi co Ivana Lima Revisores de Estrutura e Linguagem Eugenio Tavares Borges Marcos Aurélio Felipe Pedro Daniel Meirelles Ferreira Tatyana Mabel Nobre Barbosa Revisoras de Língua Portuguesa Janaina Tomaz Capistrano Sandra Cristinne Xavier da Câmara Ilustradora Carolina Costa Editoração de Imagens Adauto Harley Carolina Costa Diagramadores Bruno Cruz de Oliveira Maurício da Silva Oliveira Júnior Mariana Araújo Brito Thaisa Maria Simplício Lemos Imagens Utilizadas Banco de Imagens Sedis (Secretaria de Educação a Distância) - UFRN MasterClips IMSI MasterClips Collection, 1895 Francisco Blvd, East, San Rafael, CA 94901,USA. MasterFile le.cpom MorgueFile le.com Pixel Perfect Digital FreeImages FreeFoto.com Free Pictures Photos BigFoto FreeStockPhotos.com OneOddDude.net Divisão de Serviços Técnicos Catalogação da publicação na Fonte. UFRN/Biblioteca Central Zila Mamede Cruz, Franklin Nelson da. Ciências da natureza e realidade: interdisciplinar/ Franklin Nelson, Gilvan Luiz Borba, Luiz Roberto Diz de Abreu. Natal, RN: EDUFRN Editora da UFRN, p. ISBN Meio Ambiente. 2. Terra. 3. Universo. 4. Natureza. 5. Seca. I. Borba, Gilvan Luiz. II. Abreu, Luiz Roberto Diz de. III. Título. CDD RN/UF/BCZM 2005/45 CDU 504 Copyright 2007 Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzida sem a autorização expressa da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. CI_NAT_A07_RAARL_ indd S12 09/08/10 16:14

3 Apresentação Nesta sétima aula, retornamos ao tema do ambiente externo ao nosso planeta e de sua influência em nossas vidas. Voltaremos nosso olhar para o meio interplanetário e para o Sol, como também para alguns efeitos importantes que surgem da interação do Sol com a Terra. Discutiremos algumas conseqüências importantes da presença, em torno de nosso planeta, de um campo magnético, o chamado campo geomagnético. Com isso, estaremos tratando de um tema muito importante para a sociedade atual, que é o clima espacial. Como você deve lembrar, na aula 3, aprendemos que a atmosfera da Terra funciona como um escudo que nos protege, contribuindo para o clima e para a preservação das condições de vida do planeta. Sem a atmosfera não haveria vida. A atmosfera também nos protege das radiações e das baixas temperaturas existentes no ambiente interplanetário. Mas, existe uma proteção de natureza magnética que protege a própria atmosfera e se estende a uma distância da ordem de dezenas de raios terrestres, limitando nosso planeta com o meio extra-terrestre. Essa região limítrofe que reduz a ação do vento solar é a magnetosfera terrestre. Mesmo assim, partículas do vento solar conseguem atravessar a magnetosfera e interagir com a alta atmosfera, provocando importantes fenômenos físicos e químicos, como as auroras e as tempestades geomagnéticas, os quais podem afetar indiretamente nosso cotidiano. Além disso, tal interação (entre o vento solar e a magnetosfera) produz transferência de energia para a atmosfera, de modo que algumas partículas chegam a ganhar velocidades suficientes para fugir da atração gravitacional terrestre e escapar para o espaço exterior. Assim, essa relação constitui-se em mais um mecanismo de perda de material atmosférico para o espaço exterior. Nós precisamos entender os fundamentos dos mecanismos de interação de nossa atmosfera com o meio ambiente interplanetário para compreender como se dá a evolução dessa envolvente gasosa planetária e sua estabilidade e seus efeitos em sistemas tecnológicos modernos, como os de navegação. Esperamos que você goste desta aula e que ela o motive para aprofundar-se nesse assunto. Pensando nisso, ao final, apresentamos uma lista de filmes e referências da Internet, os quais servirão como fontes de consulta. Boa aula! 2ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 1 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S21 09/08/10 16:14

4 Objetivos Após o estudo desta unidade, esperamos que você seja capaz de: analisar as principais características do Sol; conceituar campo magnético e o campo magnético terrestre; descrever o que ocorre na Terra com a energia que vem do Sol. O Sol A partir de agora, teremos várias palavras e conceitos novos para estudar, por exemplo, vento solar, magnetosfera, auroras e tempestades magnéticas. Apesar de serem novos, estão relacionados a problemas típicos do homem do século XX e XXI, o qual se utiliza de satélites artificiais e de toda uma parnafenalha eletrônica que nossos avós nem imaginavam algum dia existir. Vamos começar pelo Sol. Desde o princípio da história documentada, o homem tem se dado conta do papel gerador de vida em nosso planeta exercido pelo misterioso Sol. No entanto, além disso, ele é também um grande agente regulador das mudanças climáticas e do comportamento da alta e média atmosfera planetária. E é desse ponto de vista que estudaremos brevemente a interação Terra-Sol. Uma enorme quantidade de energia radiante é continuamente liberada pelo Sol, sendo em torno de kj/seg. Parte dessa energia, entre 0,5kW/m 2 e 1,0 kw/m 2, tem aquecido e iluminado a Terra por mais de 4,6 bilhões de anos. O Sol também emite grandes quantidades de matéria, ou, mais exatamente, prótons, elétrons e outras partículas. Ao fluxo de prótons e elétrons (partículas eletricamente carregadas, como você já sabe), chamamos de vento solar. 2 Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S22 09/08/10 16:14

5 Ele é ejetado ininterruptamente como um jato aspersor. Isso ocorre porque o Sol, assim como a Terra, também gira. Porém, por ser um corpo gasoso, ao girar faz com que sua atmosfera se expanda mais ainda, varrendo, dessa forma, todo o sistema solar. Uma outra conseqüência de o Sol ser gasoso é que ele gira mais rápido na linha do equador do que nos pólos, gerando um período médio de rotação (25 dias terrestres no equador e 33 dias próximo aos pólos), ou seja, um dia solar médio, o que equivale a 29 dias terrestres. Além disso, o Sol apresenta outro comportamento estranho, seus pólos magnéticos mudam com o tempo, de tal modo que a cada 22 anos completa-se o ciclo de inversão da polaridade do seu campo magnético. Tudo indica que a Terra também apresenta esse mesmo fenômeno, só que, no nosso caso, o período dessa inversão é da ordem de cem mil anos. Atenção, perceba que o que muda é a polaridade magnética e não os pólos geográficos. Antes de continuarmos nossa conversa, tentaremos caracterizar melhor a quantidade de energia que o Sol fornece. Atividade Identifi que na conta de energia elétrica quantos KWh você consome em sua residência. Supondo um valor da ordem de 0,7KWh/m 2 para a energia fornecida pelo Sol, compare com ela o seu consumo. Qual a área que um painel solar deveria ter para abastecer sua casa, se convertesse apenas 15% da energia incidente sobre ele em energia elétrica? 1. sua resposta 2ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 3 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S23 09/08/10 16:14

6 sua resposta 2. E o que acontece com a energia que vem do Sol? A maior parte da energia solar incidente na Terra é absorvida pelo solo e pelo mar. Uma fração dessa energia é absorvida diretamente pelos elementos químicos que formam a atmosfera, principalmente, pelo O 2 e pelo vapor d água (H 2 O). Finalmente, uma pequena parte é re-emitida para o meio interplanetário e forma o que chamamos de albedo planetário. Antes, é necessário definir a palavra albedo, a qual consiste na relação entre a energia total incidente no planeta e a energia por ele refletida. No caso da Terra, é da ordem de 35%. Por outro lado, a quantidade de energia que atinge o topo da atmosfera terrestre oriunda do Sol é de 1352,8 J/m 2.s. Essa energia é suficiente para acender, em cada m 2, lâmpadas de 100 Watts. E desse total, 42% alcança a superfície, sendo responsável pelo seu aquecimento, enquanto 13% ficam retidos na atmosfera. Note que isso ocorre no lado do dia (o lado da Terra iluminado pelo Sol) e o destino dos 42% que ficam na superfície nesse período é o seguinte: 14% voltam para a atmosfera; 18% vão ser utilizados pelo efeito estufa; 8% contribuem com o albedo; 2% ficam na própria superfície e são utilizados, por exemplo, pelas plantas. 4 Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S24 09/08/10 16:14

7 35% 8% 100% 13% Atmosfera 42% Calor 2% Terra Figura 1 Balanço de radiação da Terra Para que isso ocorra, todos os números e grandezas relativos ao Sol são imensos. Seu raio é da ordem de 6,96 x 10 5 km, enquanto o da Terra, como você já sabe, é de 6,4 x 10 3 km. Sua massa é 2,0 x kg, enquanto a da Terra é 6,0 x kg. Dentre os planetas, o mais massivo é Júpiter, com massa de 1,9 x kg, da ordem de 100 vezes menos massivo que o Sol. Isso significa que o Sol é o objeto mais massivo do Sistema Solar. Terra Fonte: Extraída do site Figura 2 O Sol e a Terra vistos durante um evento de massa coronal. A inserção da Terra na figura é para mostrar a relação de escala entre esses dois corpos celestes, não fazendo originalmente parte da imagem captada pelo satélite SOHO, em 14 de setembro de ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 5 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S25 09/08/10 16:14

8 A massa do Sol corresponde a mais de 99% da massa total do sistema solar. Ou seja, a soma das massas de todos os planetas e luas que formam esse sistema corresponde a 2% da massa do Sol. Como esses, outros números relativos ao Sol são imensos; sua distância ao centro de nossa galáxia é da ordem de 3 x km, enquanto sua velocidade angular em torno do centro galácteo é 200 km/s. E nesse movimento ele carrega todos os planetas que, como a Terra (observada Figura 2 como um minúsculo ponto), giram em torno dele. Atividade 2 Usando os dados do texto, determine a razão entre a massa do Sol e a massa da Terra. Faça o mesmo em relação aos raios e com isso estime quantos planetas Terra caberiam no Sol. sua resposta Por ser ainda relativamente novo, a idade do Sol é aproximadamente 5 bilhões de anos, enquanto a do Universo é por volta de 15 bilhões. Ele é também um astro rico em atividade (as estrelas, quando envelhecem, acabam por exaurir toda a sua energia, cessando suas atividades e, com isso, morrem ou explodem), gerando continuamente energia através de conversão de Hidrogênio em Hélio em seu interior. Enquanto isso, na sua superfície, encontramos um grande movimento de partículas e campos que geram uma gama de fenômenos físicos importantes, sendo que muitos deles nos afetam diretamente no dia-a-dia, como as explosões solares. Talvez você já tenha se informado através da televisão ou jornais que ocasionalmente podemos observar na superfície do Sol (com telescópios especiais, pois não se deve olhar para o Sol sem algum tipo especial de proteção) um fulgor tão brilhante que se distingue no 6 Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S26 09/08/10 16:14

9 deslumbrante disco solar. Esse fulgor, que pode durar até 30 minutos, emite mil vezes mais energia do que todo o resto da estrela e se concentra em pequenos pontos na sua superfície (em áreas menores que um décimo de milésimo da área solar), sendo conhecido na literatura como solar flares (fulguração solar). Figura 3 Foto do Sol obtida pela estação espacial Skylab da NASA em 19 de dezembro de No lado superior direito, nota-se um dos maiores solar flares já gravados. A proeminência atingia, no momento dessa foto, uma distância da superfície do Sol superior a km. Fonte: Extraída do site Esse fenômeno, associado a uma forte emissão de radiação e de partículas pode, eventualmente, afetar drasticamente os satélites em órbita em torno da Terra. Isso acontece de duas maneiras: através da interação da radiação com a parte elétrica do satélite, provocando curto-circuitos que danifi cam componentes eletrônicos, e a outra é a alteração da densidade da ionosfera, modifi cando a trajetória dos satélites. Em ambos os casos se provocam transtornos para os sistemas de comunicações. Por outro lado, ao variar a quantidade de partículas existentes na ionosfera, esta irá gerar e propagar correntes elétricas tão intensas que os campos elétricos a elas associados podem até danificar os geradores e transmissores de energia instalados na superfície terrestre em regiões próximas aos pólos. Também é possível observar na superfície do Sol a existência de manchas, ou seja, regiões escuras, conhecidas como manchas solares. 2ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 7 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S27 09/08/10 16:14

10 Manchas solares Uma mancha solar é uma ampla e superficial região cuja superfície está na capa (corona) visível do Sol. A sombra, que corresponde à região central da superfície, aparece negra nas fotografias porque tem uma luminosidade inferior a aproximadamente um quarto da luminosidade da área adjacente. A temperatura no interior de uma mancha solar é de apenas 3.900K, enquanto fora da mancha a temperatura é da ordem de 5.600K. As manchas solares, como os solar flares, são interessantes, não apenas por representarem um dos mais intrigantes fenômenos observados no Sol, mas por sua possível interferência na dinâmica da atmosfera terrestre. No caso específico dessas manchas, existem teorias associando sua periodicidade de 11 anos com a periodicidade das secas no nordeste brasileiro. Um comentário interessante sobre essa correlação, encontramos na obra Os Sertões, de Euclides da Cunha. [...] Impressionado pela razão dessa progressão raro alterada [aqui ele está se referindo à seca e a sua quase periodicidade de 11 anos], e fixando-a um tanto forçadamente em onze anos, um naturalista, o Barão de Capanema, teve o pensamento de rastrear nos fatos extra-terrestres, tão característicos pelos períodos invioláveis em que se sucedem, sua origem remota. E encontrou na regularidade com que repontam e se extinguem, intermitentemente, as manchas da fotosfera solar, um símile completo [...] (CUNHA, 2003, p.60-61). Nº de manchas solares Média anual de manchas solares DATA Fonte: Extraída do site Figura 4 Série temporal mostrando a variação da atividade solar em termos do número de manchas solares. 8 Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S28 09/08/10 16:14

11 Atividade 3 Analise o gráfico anterior e indique quais os anos de máxima e mínima atividade solar. Em quais anos as secas foram mais intensas e em quais a estação chuvosa foi mais signifi cativa? O gráfi co mostra uma exata correlação entre estação chuvosa e número de manchas solares? Explique. Atividade 4 sua resposta A informação em destaque refere-se aos anos de ocorrência de grande secas, segundo relato do livro Os Sertões, ocorridas nos séculos XVII e XVIII. Identifique qual a periodicidade delas. Compare com o gráfico de manchas solares e identifi que quais os casos em que as secas ocorreram em período de alta atividade solar. Secas: 1711; 1724; 1737; 1745; 1778; 1809; 1825; 1837; 1845; sua resposta 2ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 9 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S29 09/08/10 16:14

12 Dessa forma, vemos que a idéia da influência da atividade solar sobre fenômenos terrestres é bem antiga. Mas, essa correlação não é totalmente aceita atualmente pela comunidade científica, em especial, a dos meteorologistas, que observam a existência de outros fenômenos, como o El Niño, para explicar o clima e as mudanças climáticas ocorridas no nordeste brasileiro. Bem melhor entendidas e aceitas são as perturbações de natureza elétrica provocadas pelos flares, discutido anteriormente. Um outro efeito muito interessante da interação do Sol com a Terra são as auroras: fenômenos luminosos que ocorrem na alta atmosfera (entre 80 e 200 km de altura) nas regiões polares, tanto no hemisfério norte quanto no hemisfério sul. Figura 5 Uma aurora boreal, fotografada por Dick Hutchinson Shot próximo ao Círculo Polar, Alaska. A parte inferior da aurora estava a aproximadamente 80 km de altura. Fonte: Extraída do site Para compreender melhor essa ação, falaremos um pouco sobre o vento solar e o campo magnético terrestre. O vento solar A região coronal do Sol, isto é, sua camada mais externa, a qual se estende para o meio interplanetário, apresenta-se tão quente que nem mesmo a enorme força gravitacional dessa estrela é capaz de reter as partículas que a compõem. Como já sabemos, o Sol emite continuamente luz e calor, mas o nível dessa emissão aumenta muito durante os flares e quando a região solar ativa é visível. Por outro lado, ao contrário da atmosfera terrestre, a corona solar não está em equilíbrio hidrostático. Dessa forma, parte da coroa (o mesmo que corona) está continuamente evaporando, de modo que, fisicamente, o que se observa é a corona se expandindo e lançando matéria e energia para o meio interplanetário, formando o que denominamos de vento solar, definido como sendo uma parte da corona que se expande para o espaço exterior, varrendo todo o sistema solar e estendendo-se para além deste. 10 Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S210 09/08/10 16:14

13 Em outras palavras, o vento solar é formado por um fl uxo de partículas carregadas (plasma), movendo-se com velocidades supersônicas entre 300 e 800 km/s, oriundas da corona, que envolve todo o sistema solar e que atinge constantemente a Terra, provocando distorções (ocasionalmente fortes) no campo magnético terrestre. O vento solar, ao se propagar, transporta partículas eletrizadas e campos magnéticos com velocidades tão altas que produzem ondas de choque as quais interagem com o campo magnético terrestre. O campo magnético terrestre Conhecido desde a Antigüidade, o campo magnético terrestre tem importância fundamental nas diversas formas de vida que aqui se desenvolveram. Animais sentem e até se orientam através dele. Antigos navegadores perceberam sua presença e usaram as bússolas desenvolvidas pelos chineses para se orientar no mar. Em nosso cotidiano, até a década passada, também usávamos as bússolas para nos localizar em regiões remotas. Mas, como é esse campo? O campo da Terra é semelhante ao de uma barra, só que de uma barra inclinada, como mostrado a seguir. Fonte: Extraída do site Figura 6 O campo magnético terrestre, visto como semelhante ao campo gerado por uma barra imantada. Sua origem está nas partículas carregadas que preenchem a região próxima ao núcleo terrestre e que, ao se movimentarem, geram campos elétricos locais e o campo magnético planetário. Este último tem suas extremidades situadas nos pólos e é praticamente horizontal na região equatorial. Isso tem um efeito interessante. As partículas eletricamente carregadas que chegam à Terra são aprisionadas por esse campo, que induz uma direção preferencial ao movimento delas. Ou seja, as partículas se movem ao longo das linhas de campo, assim, seu movimento é norte-sul. Observando a Figura 6, percebe-se que as linhas do campo magnético chegam à superfície terrestre nos pólos e a região geográfica onde isso ocorre é chamada de 2ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 11 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S211 09/08/10 16:14

14 oval auroral. A tendência das partículas presas ao campo seria migrar em direção à superfície, como logo acima existe a atmosfera, elas acabam se chocando com as partículas neutras que compõem a alta atmosfera (as maiores partes dessas colisões se dão entre 80 e 200 km de altura). Produto dessa colisão, átomos da atmosfera ficam excitados e acabam emitindo fótons. Essa emissão luminosa é chamada de aurora, boreal (quando ocorre no pólo norte), ou austral (quando ocorre no pólo sul). Atividade 5 Tente explicar o motivo pelo qual não ocorrem auroras no nordeste brasileiro. sua resposta Talvez você não tenha conseguido responder. Mas, olhando a figura que ilustra o campo magnético da Terra como o de um imã, verifi ca-se que, como as partículas eletricamente carregadas se movem ao longo das linhas do campo magnético, elas não teriam como entrar em contato com a atmosfera terrestre sobre a linha equatorial, pois, nessa região, as linhas de campo passam muito distantes da camada atmosférica. Na verdade, esse contato só ocorre, como percebemos na fi gura que mostra a região polar, nos dois hemisférios. Por isso, não temos auroras no Brasil! 12 Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S212 09/08/10 16:14

15 Efeitos da atividade solar Conforme mostramos, a Terra comporta-se, no espaço, em termos comparativos, como um ímã (campo de dipolo), orientado quase verticalmente. Por outro lado, em um universo vazio, isto é, sem campos interplanetários e sem raios cósmicos, as linhas do campo magnético terrestre seriam exatamente como a de um ímã e se propagariam na forma de dipolo, sem restrições para o infinito. Mas, como você sabe, não estamos isolados no universo e, em função da presença do vento solar, o campo magnético terrestre fi ca confi nado a uma cavidade conhecida como magnetopausa, a qual assume uma configuração semelhante a uma vasta cabeleira feminina balançando ao vento. Isso faz com que, a uma distância de poucos raios terrestres, o campo magnético da Terra se diferencie muito do campo de dipolo, já mencionado. A interação do vento solar (que transporta campos magnéticos) com o campo magnético terrestre gera uma configuração, ilustrada na Figura 7. Figura 7 Vista estilizada do Sol, com evento de ejeção de massa, da Terra com seu campo magnético e da envoltória gerada pelo vento solar. Fonte: Extraída do site Observando essa fi gura, você pode perceber que do lado do dia as linhas do campo magnético terrestre são comprimidas pela ação do vento solar, enquanto do lado da noite (o lado não iluminado) elas se estendem. Medidas realizadas por satélites indicam que no lado não iluminado o campo tem extensão superior a km, isto é, vai além da lua. É através dos pólos que as partículas provenientes do vento solar penetram na atmosfera do nosso planeta e um dos fenômenos mais belos associados a essas partículas é o das auroras. Como você deve ter respondido na atividade 3, esse fenômeno nunca irá acontecer em nossa região, devido à configuração do campo magnético terrestre que aqui no equador funciona como um escudo, ao desviar as partículas eletricamente carregadas oriundas do vento solar e impedindo-as de penetrar até a atmosfera equatorial, mas permitindo que tal penetração ocorra na região polar. Ou seja, são prótons e, eventualmente elétrons, que se 2ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 13 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S213 09/08/10 16:14

16 deslocam com velocidades superiores a um milhão de quilômetros por hora. Assim, essas partículas penetram pelas linhas do campo magnético da Terra e, ao interagir com a atmosfera, criam os mais variados efeitos luminosos. Seu mecanismo é relativamente simples. As partículas colidem com átomos de oxigênio e de nitrogênio, excitando-os e, com isso, fazendo com que ocorra a emissão de fótons, com diversos comprimentos de onda, inclusive correspondente ao visualizado no espectro eletromagnético. As auroras ocorrem tanto no hemisfério norte (boreais) quanto no hemisfério sul (austrais). As auroras polares, muitas vezes, se comportam como uma cortina brilhante que se estende por centenas de quilômetros. Ela move-se ora lentamente ora rapidamente, com velocidades que atingem 100 km/h. Em sua base, que se situa acerca dos 80 km de altura, a aurora costuma apresentar tom de verde, depois um vermelho, com se fosse a barra de uma cortina, que pulsa e ondula. Em 1621, Galileu Galilei, enquanto investigava o movimento dos astros, tentou explicar o fenômeno dessas luzes. Por algum motivo, do qual ele não suspeitava, a luminosidade noturna, relatada por centenas de observadores, quase sempre ocorria no Norte da Europa, assim, ele chamou esse fenômeno de aurora boreal. Essa expressão, inventada para designar a aurora polar, é usada por todos nós até hoje! Como, de todas as camadas da atmosfera, é na ionosfera onde a densidade de partículas portadoras de cargas (elétrons e íons) é suficientemente alta, de modo a afetar a propagação de ondas de rádio, perturbações na atividade solar provocam problemas em nossas comunicações via radiofreqüência. Esse é o caso dos radioamadores que usam a ionosfera para se comunicarem a distância. Um outro efeito particularmente importante, e que mereceu destaque no início de nossa aula, é a atividade solar poder alterar o clima no Nordeste. Um exemplo disso, você viu quando analisou a correlação entre manchas solares e a taxa de precipitação pluviométrica nessa região. Esse é um assunto ainda em estudo e ao qual voltaremos na próxima aula. Associado a isso, temos também o chamado aquecimento global, que se relaciona com a atividade humana sobre o planeta e com o clima espacial. 14 Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S214 09/08/10 16:14

17 Resumo Nesta aula, aprendemos que as fontes básicas de infl uência sobre a atmosfera terrestre resultante da atividade solar são a radiação solar e a emissão de partículas energéticas do Sol através do vento solar. Mas, a Terra tem dois importantes mecanismos de proteção, o primeiro, representado pela magnetosfera, e, o outro, pela atmosfera. Mesmo assim, partículas mais energéticas do vento solar conseguem atingir nosso planeta, provocando alguns efeitos importantes, como: 1) a ocorrência das auroras polares; 2) o aquecimento da ionosfera polar que influencia a circulação de ventos em altas latitudes; 3) a alteração da altura da ionosfera de altas latitudes, prejudicando, assim, sistemas de orientação na navegação oceânica; 4) a produção de distúrbios em regiões localizadas da atmosfera; 5) a produção de campos elétricos e indução de correntes elétricas capazes de afetar o funcionamento de dispositivos eletro-eletrônicos nas regiões polares; 6) os danos ocasionais a satélites, espaçonaves e estações espaciais; 7) a interferência nos telégrafos e em outros meios de comunicação via ionosfera ou via satélite; 8) as mudanças no clima global e, localmente, até as variações na intensidade das precipitações durante as estações chuvosas no Nordeste. Auto-avaliação Existem, circulando em nosso meio, diversas concepções alternativas que tratam dos conceitos abordados nesta aula, como as crenças de que o Sol é sólido ou de que nós vivemos no interior da terra, por exemplo. Se você já é professor, elabore uma atividade para realizar em sala de aula, com seus alunos, visando a descobrir o que eles pensam sobre o tema e, em seguida, discuta a abordagem científi ca correta. Por exemplo, comece perguntando o que é o Sol. Proponha que cada aluno escreva, em uma folha, sua resposta. Construa um painel com as respostas dadas. Permita agora, que todos as leiam. Reúna a turma em pequenos grupos e solicite a cada um a elaboração de uma nova resposta, que será a do grupo. Repita o procedimento de exposição das respostas e de sua leitura por parte dos alunos. Proponha a formação de dois grandes grupos para a produção de uma resposta mais elaborada e direcione essa atividade de tal modo que a turma chegue a um conceito mais amplo do que é o Sol e, se possível, de algumas de suas características. Se você não é professor, converse sobre o Sol com pessoas próximas e escreva um texto comparando as concepções de cada entrevistado com as abordadas no texto. Com isso, identifique os conceitos errados mais comuns, se existirem. 2ª Edição Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 15 CI_NAT_A07_RAARL_ indd S215 09/08/10 16:14

18 Filmes Existem filmes que são exibidos no canal Discovery sobre explosões e ventos solares. Referências BEZERRA, Arnaldo Mouro. Energia solar: aplicações práticas. São Paulo: Ed. Nobel, CUNHA, Euclides da. Os sertões. Rio de Janeiro: Ediouro, (Coleção prestígio) DEUS, Jorge Dias de; PIMENTA, Mário; NORONHA, Ana; PEÑA, Teresa; BROGUEIRA, Pedro. Introdução à física. São Paulo: McGraw-Hill, WEINER, Jonathan. Planeta Terra. São Paulo: Martins Fontes, Aula 07 Ciências da Natureza e Realidade 2ª Edição CI_NAT_A07_RAARL_ indd S216 09/08/10 16:14

19 CIÊNCIAS DA NATUREZA E REALIDADE INTERDISCIPLINAR EMENTA A Ciência e seus métodos, levantamento da realidade local, o Universo, o Sistema Solar e a Terra, a atmosfera e o clima, a biosfera, a hidrografia, a flora e a fauna, a interferência humana no meio ambiente, uma primeira identificação de problemas ambientais. AUTORES > Franklin Nelson da Cruz > Gilvan Luiz Borba > Luiz Roberto Diz de Abreu AULAS 01 Situando a Ciência no Espaço e no Tempo 02 A Terra litosfera e hidrosfera 03 A Terra atmosfera 04 Bioma Caatinga recursos minerais 05 Bioma Caatinga recursos hídricos 06 Bioma Caatinga recursos florestais e fauna 07 Interação Sol Terra: fluxos de Energia 08 Clima e tempo 09 O Homem origens 10 A Hipótese Gaia 11 Poluição 12 Ciência e ética 13 Ciência, Tecnologia e Sociedade 14 Universo: uma breve apresentação 15 O Nordeste, o Homem e a Seca: natureza de uma realidade CI_NAT_A07_RAARL_ indd S31 09/08/10 16:14

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