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A Era Espacial está a deixar impressões digitais numa das partes mais remotas do planeta – a estratosfera – o que tem implicações potenciais para o clima, a camada de ozono e a habitabilidade contínua da Terra.
Usando ferramentas engatadas no nariz dos seus aviões de investigação e amostrando mais de 18 quilómetros acima da superfície do planeta, os investigadores descobriram quantidades significativas de metais em aerossóis na atmosfera, provavelmente provenientes de lançamentos e retornos cada vez mais frequentes de naves espaciais e satélites. Essa massa de metal está mudando a química atmosférica de maneiras que podem impactar a atmosfera da Terra e a camada de ozônio.
“Estamos a encontrar este material produzido pelo homem numa área que consideramos intocada da atmosfera”, disse Dan Cziczo, membro de uma equipa de cientistas que publicou um estudo sobre estes resultados na revista. Anais da Academia Nacional de Ciências. “E se alguma coisa está a mudar na estratosfera – esta região estável da atmosfera – isso merece uma análise mais detalhada.” Cziczo, professor e chefe do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias da Faculdade de Ciências de Purdue, é um especialista em ciências atmosféricas que passou décadas estudando esta região rarefeita.
Liderada por Dan Murphy, professor adjunto do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias e pesquisador da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, a equipe detectou mais de 20 elementos em proporções que refletem aquelas usadas em ligas de naves espaciais. Eles descobriram que a massa de lítio, alumínio, cobre e chumbo proveniente da reentrada da nave espacial excedia em muito os metais encontrados na poeira cósmica natural. Quase 10% das grandes partículas de ácido sulfúrico – as partículas que ajudam a proteger e amortecer a camada de ozônio – continham alumínio e outros metais de naves espaciais.
Os cientistas estimam que mais 50.000 satélites poderão atingir a órbita até 2030. A equipa calcula que isso significa que, nas próximas décadas, até metade das partículas de ácido sulfúrico estratosférico conteriam metais provenientes da reentrada. O efeito que isso poderia ter na atmosfera, na camada de ozônio e na vida na Terra ainda não foi compreendido.
Os cientistas há muito que suspeitam que as naves espaciais e os satélites estavam a alterar a atmosfera superior, mas estudar a estratosfera, onde não vivemos e onde mesmo os voos mais altos entram apenas brevemente, é um desafio.
Como parte do Programa de Ciência Aerotransportada da NASA, Murphy e seu grupo pilotam um avião WB-57 para coletar amostras da atmosfera 19 km acima do solo no Alasca, onde nuvens circumpolares tendem a se formar. Medições semelhantes foram feitas por Cziczo e seu grupo a partir de uma aeronave ER-2 sobre o território continental dos Estados Unidos. Ambos os grupos usam instrumentos acoplados ao cone do nariz para garantir que apenas o ar mais fresco e imperturbado seja amostrado.
O céu protetor
Tal como a vista da superfície serena do oceano, a estratosfera parece serena – pelo menos aos olhos humanos. A vida e a civilização ocorrem principalmente na superfície do planeta e na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera. A estratosfera é uma camada surpreendentemente estável e aparentemente serena da atmosfera.
A estratosfera é também o reino da camada de ozono: aquela maravilha gasosa que funciona como uma tenda global para proteger o planeta e toda a vida nele dos raios abrasadores e abrasadores da radiação ultravioleta. Sem a camada de ozônio, a vida provavelmente nunca teria surgido na Terra. E sem isso, é improvável que a vida continue.
As últimas décadas foram agitadas para a estratosfera. A camada de ozono ficou ameaçada pelos clorofluorocarbonetos na década de 1980, e apenas os esforços globais coordenados e sustentados dos governos e das empresas começaram a dar frutos na sua reparação e reposição.
“Estrelas cadentes atravessam a atmosfera”, disse Cziczo. “Muitas vezes o meteoro queima na atmosfera e nem vira meteorito e chega ao planeta. Então o material de que foi feito fica na atmosfera na forma de íons. Eles formam um gás muito quente, que começa a esfriar e se condensam como moléculas e caem na estratosfera. As moléculas se encontram e se unem e formam o que chamamos de fumaça de meteorito. Os cientistas recentemente começaram a notar que a impressão digital química dessas partículas meteoríticas estava começando a mudar, o que nos fez perguntar: ‘Bem , o que mudou?’ porque a composição dos meteoritos não mudou. Mas o número de espaçonaves mudou.”
O que sobe
Os lançamentos e retornos de naves espaciais já foram eventos internacionais. Os lançamentos do Sputnik e das missões Mercury foram notícia de primeira página. Agora, uma onda acelerada de inovação e uma regulamentação mais flexível significa que dezenas de países e empresas são capazes de lançar satélites e naves espaciais em órbita. Todos esses satélites têm de ser lançados em foguetes – e a maior parte desse material, eventualmente, volta para baixo.
Tal como os rastros de grandes navios navegando pelo oceano, os foguetes deixam atrás de si um rasto de metais que pode alterar a atmosfera de formas que os cientistas ainda não compreendem.
“Só para colocar as coisas em órbita, você precisa de todo esse combustível e de um corpo enorme para suportar a carga útil”, disse Cziczo. “Há tantos foguetes subindo e voltando e tantos satélites caindo na atmosfera que estão começando a aparecer na estratosfera como partículas de aerossol.”
É claro que as estrelas cadentes foram o primeiro sistema de distribuição espacial. Meteoritos caem na atmosfera todos os dias. O calor e a fricção da atmosfera retiram material deles, assim como fazem com artefatos feitos pelo homem. No entanto, embora centenas de meteoros entrem na atmosfera da Terra todos os dias, eles são cada vez mais rivalizados pela massa de metais que compõem as toneladas de foguetes Falcon, Ariane e Soyuz que impulsionam naves espaciais para o espaço e regressam novamente à superfície da Terra.
“As mudanças na atmosfera podem ser difíceis de estudar e complexas de compreender”, disse Cziczo. “Mas o que esta investigação nos mostra é que o impacto da ocupação humana e dos voos espaciais humanos no planeta pode ser significativo – talvez mais significativo do que imaginámos. Compreender o nosso planeta é uma das prioridades de investigação mais urgentes que existem.”
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