“Por dentro da ciência” do Instituto Americano de Física (20/04/09)
20 de abril de 2009
Por Jim Dawson
Inside Science News Service
O perigo de ser engolido por uma estrela
Planetas gigantes que orbitam muito perto de suas estrelas em outros sistemas planetários podem ter suas atmosferas roubadas pela estrela e perder até 25% de sua massa durante suas existências. Esses “exoplanetas” gigantes — localizados em outros sistemas solares — estão sujeitos ao fluxo de gases conhecido como vento estelar, vindo das camadas superiores da estrela próxima, e de tempestades chamadas ejeções de massa coronal. Pesquisadores do Instituto de Pesquisa Espacial da Academia Austríaca de Ciências usaram modelos em computador para estudar as possíveis perdas de massa atmosférica nos exoplanetas que orbitam suas estrelas bem mais perto do que a Terra orbita o Sol. Os 49 planetas modelados incluiam gigantes gasosos quentes, mais ou menos do mesmo tamanho, ou pouco maiores do que Saturno e Júpiter, gigantes gelados quentes similares a Urano e Netuno, e uma “Super-Terra” que é ligeiramente menor do que o dobro da massa da Terra. O exoplaneta tipo Super-Terra poderia ter começado a existir com o tamanho aproximado de Netuno, antes de ter sua atmosfera arrancada.
Alguns dos exoplanetas tiveram apenas uma perda negligível em suas amosferas, o que foi creditado pelos pesquisadores a um equilíbrio entre a pressão da camada eletricamente carregada da atmosfera do planeta e da pressão exercida pela estrela próxima. Mas, se o planeta chegar perto demais,
explosões na superfície da estrela vão suplantar a pressão do planeta e arrancar grande parte da atmosfera. As novas descobertas foram apresentadas no encontro da Semana Européia de Astronomia e Ciências Espaciais na Universidade de Hertfordshire, ao norte de Londres, Inglaterra.
A poeira de um cometa mostra o início do sistema solar
Em abril de 2003, aeronaves da NASA realizaram voos em grandes altitudes na atmosfera, na hora em que a Terra estava passando pela cauda de poeira deixada para trás pelo cometa 26P/Brigg-Skjellerup. As aeronaves recolheram a poeira que caia sobre a atmosfera superior e uma coalizão internacional de pesquisadores estudou as amostras para verificar se a poeira poderia revelar algo acerca de suas origens. Uma equipe de cientistas do grupo da Universidade de Manchester na Inglaterra anunciou, nesta semana, suas descobertas, na Semana Européia de Astronomia e Ciência Espacial. O pesquisador Henner Buseman declarou: “Encontramos uma pletora de ‘impressões digitais’ de substâncias químicas primitivas, inclusive alguns grânulos pré-solares, uma verdadeira forma de poeira de estrelas formada em torno de outras estrelas mais antigas, algumas durante explosões de supernovas, associadas com matéria orgânica primeva que deve antedatar a formação de nossos planetas”.
A matéria primitiva encontrada na poeira consiste, em parte, de amostras inalteradas das matérias-primas de nosso Sistema Solar, segundo os pesquisadores. Dois dos grânulos parecem pertencer à nebulosa de onde se originou o Sistema Solar, há mais de 4,5 bilhões de anos. Outra partícula contém quatro grânulos de silicatos pré-solares com uma estranha composição que coincide com a predição feita para os tipos de silicatos que devem ter-se formado no gás que se segue à explosão de uma supernova. A poeira da cauda de um cometa é considerada uma boa maneira de estudar as condições reinantes nos estágios iniciais da formação do Sistema Solar, porque os cometas congelados são vistos como “refrigeradores gigantes” que mantém o material original em suas condições primevas.
Ciclones, um novo culpado pelo aquecimento global
Os cientistas há muito tempo pensavam que o aumento das temperaturas causado pelo aquecimento global poderia ser responsável pelo aumento do número e da intensidade de ciclones tropicais. Agora, pesquisadores da Universidade Harvard descobriram que os ciclones injetam gelo bem para o alto na estratosfera e, possivelmente, realimentam o aquecimento global. David Romps do Departamento da Terra e de Ciências Planetárias de Harvard declarou: “Uma vez que o vapor d’água é um importante gás de efeito estufa, um aumento do vapor d’água na estratosfera aqueceria a superfície da Terra”. A Tropopausa, a região mais fria da atmosfera terrestre, entre 12 e 22 km acima da superfície, normalmente impede que o vapor d’água suba até a estratosfera. Porém, estudando dados obtidos por satélites de observação em infravermelho colhidos entre 1983 e 2006,
Romps e seu colega, Jiming Kuang, descobriram que estreitas plumas de nuvens de tempestade com quilômetros de altura podem subir de maneira tão explosiva que bombeiam água para a estratosfera. Quando o vapor d’água é empurrado para além da tropopausa, ele se congela e, então, é injetado na forma de gelo na estratosfera mais quente, onde se evapora. O aumento no vapor d’água na estratosfera acescenta ao aquecimento global, segundo os pesquisadores. Eles dizem, em seu estudo publicado em Geophysical
Research Letters: “Muitos acreditam que o aquecimento global levará a mudanças na frequência e na intensidade dos ciclones tropicais. Por conseguinte, os resultados aqui apresentados demonstram a possibilidade de haver uma retro-alimentação entre os ciclones tropicais e o clima global”.
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
A dança das algas
Cientistas da Universidade de Cambridge descobriram que algas de água doce podem formar agrupamentos estáveis nos quais elas dançam umas em torno das outras, unidas miraculosamente somente pelos fluxos de fluido que elas próprias criam. A pesquisa foi publicada hoje (20 de abril) em Physical Review Letters.
Os pesquisadores estudaram o organismo multicelular Volvox, que consiste de aproximadamente um milhar de células dispostas na superfície de uma matriz esférica, com cerca de meio milímetro de diâmetro. Cada uma das células da superfície tem dois apêndices na forma de caudas, conhecidos como flagelos, cuja vibração propele a colônia através do fluido e, ao mesmo tempo, faz com que ela gire em torno de um eixo.
Os pesquisadores descobriram que as colônias que nadam perto de uma superfície podem formar dois tipos de “estados entrelaçados”: a “valsa”, no qual as duas colônias orbitam em torno da outra, como um planeta em órbita de uma estrela, e o “minueto”, no qual as colônias oscilam para a frente e para trás como se estivessem ligadas por um elástico.
Essa descoberta abre novas perspectivas sobre como os organismos primitivos foram adquirindo maior complexidade com o tempo. Nas palavras do Professor Raymond E. Goldstein, Professor Schlumberger de Sistemas Físicos Complexos no Departamento de Matemática Aplicada e Física Teórica e autor principal do estudo: “Esses resultados chocantes e inesperados nos lembram não somente da graça e beleza da vida, mas também que fenômenos notáveis podem emergir de ingredientes simples”.
Além disso, os flagelos dos Volvox são quse idênticos aos cílios no corpo humano, cuja ação coordenada é fundamental para vários processos no desenvolvimento dos embriões, na reprodução e no sistema respiratório.
Nuvens: Mais leves que o ar, mas carregadas de chumbo
Traduzido de: “Clouds: Lighter than air but laden with lead”, do Pacific Northwestern National Laboratory
O chumbo atmosférico faz com que as nuvens se formem com mais facilidade, o que pode mudar os padrões de chuvas e neves
Nuvens do tipo Cirrus (também conhecidas como nuvens de gelo) se formam em grandes altitudes da atmosfera. Sua formação pode ser afetada pelo chumbo gerado pelas atividades humanas.
Cortesia do National Weather Service
(Imagem original em alta definição.)
RICHLAND, Washington. – Tirando amostras de nuvens – e produzindo suas próprias – os pesquisadores conseguiram demonstrar que existe uma correlação direta entre a presença de chumbo nos céus e a formação de cristais de gelo que dão origem às nuvens. Os resultados sugerem que o chumbo gerado pelas atividades humanas causa a formação de nuvens em temperaturas mais altas e com uma quantidade menor de água. Isso pode alterar os padrões de chuvas e nevascas em um mundo mais quente.
As nuvens carregadas de chumbo têm, não obstante, um lado menos sombrio. Sob algumas condições, essas nuvens podem permitir que mais calor da Terra seja drenado pelo espaço, o que deve arrefecer ligeiramente o planeta. O chumbo presente na atmosfera vem principalmente de atividades humanas, tais como a queima de carvão.
A equipe internacional de pesquisadores relatou seus resultados na edição de maio da revista Nature Geoscience. A colaboração incluiu pesquisadores de instituições nos Estados Unidos, Suíça e Alemanha.
O químico atmosférico Dan Cziczo do Laboratório Nacional do Pacífico Noroeste (do Departamento de Energia) e um dos autores do estudo, declarou: “Nós sabemos que a esmagadora maioria das partículas de chumbo na atmosfera é proveniente de fontes ligadas às atividades humanas. E agora demonstramos que esse chumbo está modificando as propriedades das nuvens e, dessa forma, a distribuição da energia solar que afeta nossa atmosfera”.
Percorrendo o mundo em busca do chumbo
Os cientista inicialmente tentaram extrair chuvas dos céus com iodetos de chumbo e de prata na década de 1940. Desde então, os pesquisadores sabem que o chumbo pode bombear cristais de gelo para formar nuvens. Porém as atividades do dia-a-dia da humanidade também podem adicionar chumbo à atmosfera. As maiores fontes incluem a queima de carvão, pequenas aeronaves que voam nas altitudes onde se formam as nuvens, e o chumbo que é liberado do solo por construções ou pela atividade dos ventos. Cziczo e seus colegas queriam saber como o chumbo oriundo dessas fontes poderia afetar as nuvens.
Para descobrir como, os pesquisadores coletaram o ar do alto do topo de um pico de montanha na fronteira entre o Colorado e o Wyoming. Em seu laboratório de alta altitude, eles criaram nuvens artificiais em uma câmara de nuvens do tamanho de uma pequena geladeira. Eles descobriram que metade dos cristais de gelo que eles extraíam das nuvens sintéticas, continha chumbo.
A equipe então coletou uma pequena amostra de uma nuvem de verdade no topo de uma montanha na Suíça. Metade dos cristais de gelo dessa outra nuvem também continham chumbo. Entretanto, encontrar chumbo em uma posição incriminatória não quer dizer que ele seja a causa da formação de cristais de gelo.
Para poder estabelecer se o chumbo era ou não a causa da formação dos cristais de gelo e das nuvens, a equipe se voltou para um laboratório na Alemanha que abriga uma câmara de nuvens com três andares de altura, bem como para uma câmara menor na Suíça. Eles criaram partículas de poeira que eram, umas, livres de chumbo, outras continham 1% de chumbo em peso, mais ou menos o conteúdo de chumbo encontrado pelos cientistas na atmosfera. Eles puseram essas partículas de poeira nas câmaras e mediram a temperatura e a umidade em cada ocasião em que o gelo se nucleava em torno da poeira.
Eles descobriram que o chumbo modificava as condições nas quais as nuvens apareciam. O ar não tinha que ficr tão frio ou tão cheio de vapor d’água se o chumbo estivesse presente.
“As partículas de poeira constituem a maioria dos núcleos em torno dos quais se formam as nuvens”, explica Cziczo. “Metade das que examinamos, tinham chumbo super-carregando elas”.
Nuvens carregadas (de chumbo), climas mais frios
Para investigar o possível significado disso para o clima da Terra, os pesquisadores criaram simulações do clima global, com três cenários: um com partículas de poeira livres de chumbo; outra com um conteúdo de 10% de chumbo; e uma terceira com todas as partículas de poeira contendo chumbo.
A simulação em computador mostrou que as nuvens que eles estudavam — nuvens tipicamente altas e rarefeitas — se formavam em altitudes inferiores e em locais diferentes, no Hemisfério Norte, quando havia a presença de chumbo nas partículas de poeira. Isso provavelmente afetaria as precipitações, segundo Cziczo.
“Em nossa atmosfera, o chumbo afeta a distribuição e a densidade dos tipos de nuvens que estudamos”, explicou Cziczo, “o que pode, por sua vez, afetar onde e quando vai cair chuva ou neve”.
Nuvens em altitudes menores permitem que mais calor da Terra – a chamada radiação de ondas longas – escape para o espaço. Assim, as nuvens causadas pelo chumbo poderiam compensar parcialmente o aquecimento global causado pelos gases de efeito estufa.
Mas isso não quer dizer que o chumbo na atmosfera poderá sinplesmente refrigerar o planeta, explica Cziczo, uma vez que eles só estudaram um tipo de nuvem. Céus nebulosos são muito mais complicados do que sua aparência sugere.
Cziczo prossegue: “Este trabalho sublinha o quão complexas são essas interações entre o chumbo e o vapor d’água. Elas não são tão simples quanto gases de efeito estufa”.
Futuros trabalhos examinarão os tipos de chumbo e o quanto é necessário para afetar a formação de nuvens e as precipitações, assim como a distibuição pela atmosfera da poeira metálica.
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Referência: D. J. Cziczo, O. Stetzer, A. Worringen, M. Ebert, S.
Weinbruch, M. Kamphus, S. J. Gallavardin, J. Curtius, S. Borrmann, K.
D. Froyd, S. Mertes, O. Möhler and U. Lohmann, Inadvertent Climate
Modification Due to Anthropogenic Lead, Nature Geoscience, Maio 2009, DOI 10.1038/NGEO499.
Como desviar asteróides e salvar a Terra
North Carolina State University
Talvez você queira agradecer David French em antecipação. Porque, no caso de um cometa ou asteróide ameaçar colidir com a Terra, ele pode ser o cara que salvou o planeta.
French, um doutorando em engenharia aeroespacial na Universidade Estadual da Carolina do Norte, estabeleceu uma maneira de desviar eficientemente asteróides e outros objetos ameaçadores e impedir que eles colidam com a Terra: afixar um longo cabo de reboque e uma carga de lastro no objeto incidente. Afixando o lastro, explica French, “se modifica o centro de massa do objeto, mudando efetivamente sua órbita e permitindo que ele passe pela Terra, em lugar de colidir com ela”.
Parece maluquice? O programa da NASA Near Earth Object já identificou mais de 1000 “asteróides potencialmente perigosos” e acham mais a cada dia. French explica: “Embora não esteja previsto que algum desses objetos vá atingir a Terra em um futuro próximo, pequenas mudanças nas órbitas desses corpos, que podem ser causadas pelo efeito gravitacional de outros objetos, por pressão dos ventos solares ou outro efeito qualquer, pode causar uma interseção”.
Dessa forma, French e o professor associado de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade da NC Andre Mazzoleni, estudaram se um sistema asteróide-cabo-lastro poderia alterar eficazmente o movimento de um asteróide para se assegurar que ele iria errar a Terra. A resposta? Sim.
French diz que “é difícil imaginar a escala tanto do problema, quanto das soluções em potencial. A Terra já foi atingida por objetos vindos do espaço muitas vezes antes, de forma que sabemos quão ruins os efeitos podem ser. Por exemplo, há cerca de 65 milhões de anos, acredita-se que um asteróide muito grande colidiu com a Terra ao Sul do Golfo do México, varrendo os dinossauros, e, em 1907, um pequeno fragmento de um cometa que caiu sobre a Sibéria, arrasou a floresta em uma área do tamanho da cidade de Nova York. A escala de nossa solução também é difícil de imaginar”.
“Usar um cabo de reboque entre 1.000 km (um pouco mais que a distância entre o Rio de Janeiro e Brasília) e 100.000 km (duas vezes e meia a circunferência da Terra) para desviar um asteróide pode parecer algo estranho. Mas compare com os outros esquemas propostos. Todos eles parecem maluquices. Para citar alguns: pintar um dos lados de um asteróide para modificar a influência da luz solar sobre sua órbita; empurrar outro asteróide de encontro ao asteróide ameaçador; e, é claro, armas nucleares. Armas nucleares são uma solução a estudar, mas têm consideráveis obstáculos políticos e técnicos. Será que o resto do mundo vai confiar que os EUA bombardeiem um asteróide? Os EUA confiariam em qualquer outro país? E se o asteróide se quebrasse em vários pedaços e nos desse mais problemas ainda para resolver?”
Pesos pesados cósmicos no “salve-se quem puder”
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A colisão de aglomerados de galáxias mais apinhada jé vista foi identificada, combinando-se as informações de três telescópios diferentes. Isto dá aos cientistas uma oportunidade de ver o que acontece quando alguns dos maiores objetos no universo vão uns contra os outros em um “salve-se quem puder” cósmico.
Usando dados do Observatório Chandra de Raios-X da NASA, do Telescópio Espacial Hubble e do Observatório Keck no Mauna
Kea, Hawaii, os astrônomos conseguiram decifrar a geometria tri-dimensional e os movimentos do sistema MACSJ0717.5+3745 (abreviado: MACSJ0717), localizado a cerca de 5,4 bilhões de anos-luz da Terra.
Os pesquisadores descobriram que quatro aglomerados de galáxias diferentes estão envolvidos em uma colisão tripla — a primeira vez que tal fenômeno é documentado. Aglomerados de galáxias são os maiores objetos ligados pela gravidade no Universo.
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No sistema MACSJ0717, uma faixa de galáxias, gás e matéria escura que se estende por 13 milhões de anos-luz –
que constitui o que se chama de “filamento” – está se derramendo para dentro de um região que já está cheia de galáxias. Como se fosse o fluxo de carros de uma rodovia tentando desaguar em um estacionamento lotado, este fluxo de galáxias causou uma colisão atrás da outra.
Cheng-Jiun Ma da Universidade do Hawaii, principal autor do estudo, disse: “Além desse enorme egavetamento, o sistema MACSJ0717 é também notável por causa de sua temperatura. Como cada uma dessas colisões libera energia na forma de calor, o MACS0717 tem uma das temperaturas mais altas jamais vistas em um sistema como esse”.
Embora o filamento que leva ao MACJ0717 tenha sido descoberto anteriormente, esses resultados mostram, pela primeira vez, que ele é a fonte dessa “carambola” galática. Há dois indícios disso. Primeiro, comparando a posição do gás e dos aglomerados de galáxias, os pesquisadores rastrearam a direção dos movimentos dos aglomerados, a qual coincide com a orientação do filamento na maior parte dos casos. Segundo, a maior região quente no MACSJ0717 fica onde o filamento intercepta o aglomerados, o que sugere a ocorrência de impactos.
O membro da equipe Harald Ebeling, também da Universidade do Hawaii, disse que: “O MACSJ0717 mostra como aglomerados de galáxias gigantes interagem com seu ambiente em escalas de muitos milhões de anos-luz. Este é um sitema particularmente formidável para estudar como os aglomerados de galáxias crescem quando material cai dentro deles ao longo de filamentos”.
Simulações em computador mostram que os maiores super-aglomerados galáticos deveriam crescer em regiões onde filamentos de larga escala, compostos por gás intergalático, galáxias e matéria escura se interceptam e o material cai para dentro ao longo de filamentos.
“É excitante ver como os dados que obtemos a partir do MACSJ0717 parecem coincidir lindamente com o cenário mostrado pelas simulações”, acrescenta Ma.
Dados de múltiplos comprimentos de onda foram cruciais para este trabalho. Os dados ópticos do Hubble e do Keck fornecem informações acreca do movimento e da densidade das galáxias ao longo da linha de visada, mas não acerca de seu curso na perpendicular a essa direção. Combinando os dados ópticos com os de raios-X, os cientistas foram capazes de decifrar a geometria tri-dimensional e os movimentos do sistema.
Ma e sua equipe esperam, futuramente, usar dados ainda mais aprofundados dos raios-X para medir a temperatura do gás ao longo da extensão de 13 milhões de anos-luz do filamento. Ainda resta muito o que aprender acerca das propriedades do gás quente nos filamentos e se sua queda ao longo dessas estruturas pode aquecer significativamente o gás nos aglomerados em largas escalas.
O artigo que descreve esses resultados foi publicado na edição de 10 de março da publicação Astrophysical Journal Letters.
Atualizando: se você quiser um belo “papel de parede” com a imagem dessa colisão, procure no site da NASA: http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_1331.html
Quando um governo embraca em pseudo-ciência
Li no Pharyngula uma notícia de que o jornalista Ben Goldacre que escreve a coluna semanal “Bad Science” no The Guardian, tinha se livrado da restrição judicial a ele imposta e tornado público o “capítulo omitido” de seu livro (“Bad Science”… que outro título teria?…)
Para minha surpresa, o tal capítulo está lá, inteirinho, no post de 9 de abril do blog “Bad Science”, com o sugestivo título: “Matthias Rath — roubem este capítulo”.
Goldacre pede explicitamente a seus leitores que ajudem a divulgar o conteúdo do capítulo proibido… Tentação demais, né?… Eu traduzi…
Veja, a seguir, como um governo pode ser induzido por espertalhões a embarcar em pseudo-ciência e o estrago que isso pode causar a uma população.
“Por dentro da ciência” do Instituto Americano de Física (13/04/09)
13 de abril de 2009
Por Jim Dawson
Inside Science News Service
Desenvolvidos teste mais rápidos para detectar o agente de bioterrorismo ricina
Em um dos novos testes, os cientistas do Colégio de Medicina Albert Einstein da Universidade Yeshiva, no Bronx, Nova York, desenvolveram um detector químico que reage com substâncias liberadas pela ricina, ativando a enzima luciferase, a mesma substância que brilha nos vagalumes. Os cientistas literalmente conseguem enxergar a presença da ricina, detectando a luminescência semelhante à dos vagalumes emitida pelo material contaminado. O teste, segundo os pesquisadores, pode detectar um bilionésimo de grama de ricina em questão de minutos.
O segundo teste, desenvolvido por pesquisadores no Centro de Controle de Doenças em Atlanta, Geórgia, se desdobra em três partes que empregam anticorpos especiais para capturar a ricina. Um espectrômetro de massa pode, então, encontrar até pequenas quantidades de ricina em alimentos e em fluidos corpóreos. Segundo os pesquisadores, o teste é “altamente específico e preciso em comparação com os testes existentes”.
As origens da vida podem estar ligadas a antigos vírus e eventos de extinção em massa
No fundo dos oceanos, nas terrivelmente quentes paredes de chaminés hidrotermais, vivem alguns notáveis organismos, conhecidos com hipertermófilos; não só vivem, como prosperam em um ambiente mais quente do que 80ºC e que frequentemente é altamente ácido. Esses organismos são regularmente atacados por vírus que também suportam o ambiente extremo. Pesquisadores da Universidade de Jyvaskyla na Finlândia estabeleceram que esses vírus podem ser uma das formas mais primitivas e inalteradas da face da Terra. O fato de que esses vírus das profundezas oceânicas não tenham evoluído muito ao longo dos bilhões de anos de sua existência, tem implicações sobre o processo evolutivo de vírus e outras formas de vida na superfície do planeta, segundo os pesquisadores. Eles desenvolveram um modelo que indica que repetidos eventos de destruição em massa na superfície, causados tanto por meteoros, quanto por erupções vulcânicas, acabaram não só com as espécies existentes, como também com os vírus que viviam nessas espécies. Com a variedade da vida deixada quase em branco pela extinção em massa, tanto novas formas de vida, quanto novos tipos de vírus tiveram que evoluir, de forma que as novas vidas puderam evoluir por algum tempo sem a pressão de ataques significativos de vírus.
Um press-release da universidade explica: “Normalmente, os organismos têm que evoluir constantemente sob a pressão dos vírus, atualizando suas estratégias anti-vírus. Porém, sob as condições livres de vírus, os organismos podem herdar mutações mais úteis a longo prazo, em lugar de só desenvolver novas estratégias defensivas”. Os períodos livres de vírus após as extinções em massa “podem acelerar o desenvolvimento de novas funções biológicas que, de outra forma, não teriam tido oportunidade para surgir”.
Pesquisadores encontram uma chave bioquímica para por o esperma “na boa”
Embora “capacitação” possa não ser o nome de uma canção romântica de Barry White, ela é um passo necessário pelo qual o esperma tem que passar, antes que se torne capaz de praticar a fertilização dentro do sistema reprodutor de uma fêmea. Pesquisadores em três universidades norte-americanas, trabalhando com ratos, chegaram mais perto de resolver o duradouro mistério biológico sobre as modificações bioquímicas que “ligam” o esperma. Os pesquisadores, liderados por Mark Platt, do Instituto Politécnico Rensselaer, em Troy, Nova York, identificaram 44 peptídeos em 59 aminoácidos que estão envolvidos na capacitação. A pesquisa envolveu a descoberta e a descrição das complexas modificações nas proteínas envolvidas na modificação do esperma de forma a que este possa fertilizar um ovo. A pesquisa, publicada no Journal of Proteome Research, é um avanço potencial para o desenvolvimento de um contraceptivo masculino e para o desenvolvimento de tratamentos para a infertilidade.
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
A camada de ozônio também sofre com as mudanças climáticas
Mudanças Climáticas e Circulação Atmosférica Causarão Uma Recuperação Desigual na Camada de Ozônio
09/04/09
Esta simulação mostra o avanço e recuo sazonais do ozônio sobre o hemisfério Norte de 1974 a 2065. Observe como a extensão geográfica e as concentrações de ozônio — os vermelhos escuros denotam as maiores concentrações — diminuem na virada do século e, então, sobrem novamente. Crédito: Trent Schindler, Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
> Veja a animação
Esta simulação mostra o avanço e recuo sazonais das concentrações de ozônio sobre a Antárctica. Observe o crescimento na intensidade e na área do buraco do ozônio no Sul (as faltas de ozônio aparecem em azul) que levará várias décadas para ser sanado no século XXI.
> Veja a animação
Este gráfico da concentração de ozônio por latitude mostra os ganhos líquidos (vermelhos e laranjas) e as perdas líquidas desde os período de 1975-84 até
2060-69. Crédito: Feng Li et al, NASA, publicado em Atmospheric Chemistry and Physics
> Imagem ampliada
Gráfico das mudanças nas concentrações de ozônio por latitude desde 1975-84 até 2060-69, que mostra um excesso sobre as altas latitudes e uma perda nas proximidades dos trópicos e do equador.Crédito: Feng Li et al, NASA, publicado em Atmospheric Chemistry and Physics
> Imagem ampliada
Esta animação mostra como a camada de ozônio absorve quase toda a radiação UV (nociva aos organismos) vinda do Sol, antes que esta atinja a superfície da Terra. Crédito: Estúdio de Visualizações Científicas da NASA
> Veja a animação
A Camada de Ozônio da Terra deve se recuperar, mais cedo ou mais tarde, da destruição não intencional causada pelo uso de cloro-fluor-carbonos (CFCs) e outras substâncias químicas que destroem o ozônio, durante o século XX. No entanto, novas pesquisas feitas por cientistas da NASA sugerem que a camada de ozônio no futuro dificilmente parecerá com a que havia, porque os gases de efeito estufa estão mudando a dinâmica da atmosfera.
Estudos anteriores mostraram que, enquanto o acúmulo de gases de efeito estufa torna o ambiente mais quente na troposfesra – a camada da atmosfera que vai da superfície da Terra até 10 km de altitude – ele na verdade resfria a estratosfera superior – a faixa que vai dos 30 aos 50 km de altitude. Esse resfriamento retarda as reações químicas que destroem o ozônio na estratosfera superior e permite que a produção natural de ozônio nessa região supere a destruição pelos CFCs.
Porém, os cientistas da NASA observam que o acúmulo de gases de efeito estufa também modifica a circulação das massas de ar estratosféricas dos trópicos para os polos. Nas latitudes médias da Terra, isso sigifica que o ozônio deve apresentar uma recuperação excessiva, atingindo concentrações ainda mais altas do que antes da produção em massa dos CFCs. Nos trópicos, as mudanças na circulação estratosférica podem impedir que a camada de ozônio se recupere plenamente.
O cientista Feng Li do Centro Goddard de Ciências e Tecnologia da Terra, na Universidade de Maryland em Baltimore diz: “A maior parte dos estudos sobre o ozônio e as mudanças globais se focalizou no resfriamento da estratosfera superior, mas descobrimos que a circulação é igualmente importante. Não se trata deste processo ou daquele: trata-se de ambos”.
As descobertas se basieam em um detalhado modelo computacional que inclui os efeitos das mudanças químicas atmosféricas, mudanças nos ventos e mudanças na radiação solar. A experiência de Li faz parte de um esforço internacional em curso, organizado pelo Painel de Avaliação Científica do Ambiente, um programa das Nações Unidas, para avaliar o estado da camada de ozônio. Li e seus colegas publicaram suas análises na edição de março de Atmospheric
Chemistry and Physics.
Trabalhando em conjunto com Richard Stolarski e Paul Newman do Centro Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Md., Li adaptou o modelo Goddard Earth Observing
System Chemistry-Climate Model (GEOS-CCM) para examinar como as mudanças climáticas afetariam a recuperação da camada de ozônio. A equipe inseriu medições passadas e projeções futuras de substâncias que destroem o ozônio e de gases de efeito estufa no modelo. A partir desses dados o modelo projetou como o ozônio, a química em geral e a dinamica da estratosfera mudaria até o ano de 2100..
Richard Stolarski, co-autor do estudo, diz: “No mundo real, temos observado uma reversão estatiscamente significativa na destruição do ozônio, que pode ser atribuida ao banimento das substâncias que atacam o ozônio. Mas o estabelecimento desta conexão é complicado pela resposta do ozônio aos gases de efeito estufa”.
Os pesquisadores descobriram que os gases de efeito estufa alteram um padrão natural de circulação que influencia a distribuição do ozônio. A Circulação Brewer-Dobson funciona como uma bomba para a estratosfera, bombeando o ozônio das camadas inferiores da atmosfera para a estratosfera superior sobre os trópicos. Daí as massas de ar fluem para o Norte ou Sul através da estratosfera, dos trópicos para os polos.
Na experiência de Li, esta bomba de circulação acelerou a um ritmo tal que o ozônio bombeado para cima e para longe dos trópicos criava um excesso nas latitudes médias, Embora a concentração de cloro e outras substâncias que atacam o ozônio não retorne aos níveis anteriores a 1980 até 2060, a camada de ozônio sobre as latitudes médias estará recuperada aos níveis anteriores a 1980 até 2025.
O Ártico — que tem conexões com as massas de ar das latitudes médias melhores do que a Antártica — será beneficiado pelo excesso no hemisfério Norte e pelo declínio geral das substâncias que atacam o ozônio, se recperando até 2025. A média global de ozônio e as concentrações sobre a Antártica vão etrar no passo até 2040, na medida em que a produção natural de ozônio na atmosfera reiniciar.
Esta recuperação nas latitudes médias e polares terá consequências mistas, como observou Li. Pode trazer alguns benefícios, tais como níveis menores de radiação ultravioleta atingindo a Terra e uma correspondente menor incidência de câncer de pele. Por outro lado, pode ter efeitos não programados, tais como um aumento nos níveis de ozônio da troposfera, a camada atmosférica mais próxima da superfície da Terra. O modelo também mostra um défcit continuado de ozônio na estratosfera sobre os trópicos. Com efeito, quando o processamento do modelo terminou no ano de 2100, a camada de ozônio sobre os trópicos ainda não mostrava sinais de recuperação.
E fevereiro, pesquisadores da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, se juntaram a Stolarski e outros cientistas da NASA em um artigo similar, sugerindo que o aumento nos gases de efeito estufa podem retardar ou mesmo adiar a recuperação dos níveis de ozônio na estratosfera inferior sobre algumas partes do globo. Usando o mesmo modelo que Li, Stolarski e Newman, os pesquisadores descobriram que a estratosfera inferior sobre as latitudes tropicais e intermediárias do Sul podem não conseguir retornar aos níveis de ozônio anteriores a 1980 por mais de um século, se é que vão conseguí-lo.
Michael Carlowicz
NASA Earth Science News Team
Fazer comparações: a arte de raciocinar
Esta merece ser incluída na série “Isso todo o mundo já sabia”… Mas, como todas as questões tipo “todo o mundo já sabia”, nada melhor do que botar a coisa em termos de dados controlados em uma pesquisa científica.
Sob o título: “Vale a pena comparar: a comparação ajuda as crianças a entender conceitos matemáticos”, o EurekAlert traz a notícia de que os pesquisadores Bethany Rittle-Johnson, professora assistente de psicologia e desenvolvimento humano no Peabody College da Universidade Vanderbilt, e Jon Star, professor assistente da Escola de Pós-Graduação em Educação da Universidade Harvard, constataram que alunos que aprendem mais de um método para resolver equações, têm maior facilidade para resolver problemas que envolvem cálculos com essas equações. [Atualizando: há um segundo press-release sobre o assunto, com o título: “Você faz os cálculos — explicar os conceitos básicos por trás dos cálculos melhora o aprendizado das crianças”]
Parece óbvio, mas não é o que se vê nas salas de aula, de modo geral. Normalmente, os professores demonstram uma maneira de efetuar os cálculos e deixam por isso mesmo. O resultado é que esse ensino ex-catedra é absorvido sem que os alunos tenham que raciocinar — mal comparando: os alunos aprendem a abrir um furo com uma furadeira, mas não quando e onde um furo é necessário (o que leva ao ditado: “Para quem só tem um martelo, todo problema se parece com um prego”).
O mal é que muitos “professores” despreparados podem confundir “ensinar mais de uma maneira para solucionar um problema” com “encher a cabeça dos alunos com questões filosóficas”… Infelizmente, o bom-senso não é moeda corrente…
Ciscando pelo EurekAlert
Alguns press-releases que chamaram minha atenção entre os vários publicados no EurekAlert, hoje:
Martin Spalding, catedrático do Departamento de Genética, Desenvolvimento e Biologia Celular identificou, pela primeira vez, a proteína encarregada de acumular o CO2 em micro-algas: a HLA3.
As crescentes concentrações de CO2 na atmosfera são encaradas como uma fonte de preocupação por causa do efeito estufa. No entanto, as plantas precisam e muito do CO2 para realizar a fotossíntese e transformá-lo em açúcares que formam seus tecidos.
Porém, nem todas as plantas são dotadas dessa enzima acumuladora de CO2 A idéia de Spalding é, por meio de engenharia genética, dotar plantas de cultivo, por exemplo o arroz, dessa enzima para acelerar seu crescimento.
O press-release nem menciona isso, mas eu logo me lembrei que isso talvez possa ser usado como um meio auxiliar para aumentar o sequestro do CO2 atmosférico.
MIT: A maneira como se sente o mundo influencia como o vemos (aqui e aqui)
Ilusões motoras revelam novas abordagens sobre a percepção
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No caso da clássica ilusão da queda d’água, se nos fixarmos no movimento para baixo das águas que caem por algum tempo, objetos estacionários, tais como pedras, parecerão estar subindo. Os neuro-cientistas do MIT descobriram que este fenômeno, chamado de efeito residual do movimento (motion
aftereffect), ocorre não só com a percepção visual, mas também com a percepção tátil, e que esses sentidos se influenciam entre si. Dito de outra forma, a maneira como se sente o mundo pode até modificar a maneira como o vemos — e vice versa.
Em um artigo publicado na edição online de 9 de abril de Current Biology, pesquisadores relatam que pessoas expostas a um movimento visual em uma dada direção, percebiam um movimento tátil na direção oposta. Ao contrário, o movimento tátil em uma direção provocava a ilusão de movimento visual na direção oposta.
O principal autor do artigo, Christopher Moore do Instituto McGovern para Pesquisas do Cérebro no MIT, explica: “Nossa descoberta sugere que o processamento sensorial de movimento visual e tátil se valem de circuitos neurais que se superpõem. A aparência ou a sensação tátil causada por alguma coisa pode ser influenciada por um estímulo na outra modalidade sensorial”.
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A experiência colocuo voluntários observando um movimento visual em uma tela de computador, enquanto colocavam o dedo indicador em um estimulador tátil logo atrás da tela. Esse estimulador consistia de um dispositivo com 1 cm² com 60 pinos para dirigir vibrações precisamente controladas para as pontas dos dedos. Esse estimulador é único no mundo e foi desenvolvido por Qi Wang do Instituto de Tecnologia da Georgia e por Vincent Hayward da Universidade Pierre et Marie Curie na França.
Para testar o efeito do movimento visual na sensação tátil das pessoas, o monitor exibia um padrão de faixas horizontais que se moviam para cima ou para baixo durante dez segundos. Depois que o padrão visual desaparecia, uma única linha horizontal de pinos fazia vibrar a ponta dos dedos da pessoa. Embora os pinos enviassem um pulso estático de vibração, todos os oito voluntários perceberam a faixa horizontal de pinos como estando em movimento para cima ou para baixo, sempre na direção oposta do movimento do padrão visual precedente.
E, para testar o efeito do movimento tátil sobre a percepção visual, fileiras adjacentes de pinos eram vibradas em rápida sucessão, criando a sensação de um objeto tátil que se movia para cima ou para baixo pelas pontas dos dedos das pessoas. Após um estímulo de 10 segundos, o monitor exibia um padrão estático de faixas horizontais. Contrariamente à suposição prevalescente de que a visão sempre triunfa sobre o tato, as pessoas percebiam as faixas como se movendo na direção oposta do estímulo tátil anterior.
[Clique aqui para ver uma demonstração do estímulo de movimento usado nesse estudo]
Até agora se pensava que os efeitos residuais refletiam a fadiga dos circuitos cerebrais, mas se chegou à conslusão de que os neurônios processam continuamente as informações sobre movimentos e são capazes de recalibrar o cérebro para modificações no ambiente sensorial. Os recentes estudos descobriram que a região do cortex visual conhecida como MT ou V5, há tempos associada à percepção de movimentos, pode ser igualmente responsável pelo processamento da percepção tátil do movimento. A equipe de Moore pretende explorar essa região do cérebro para estabelecer o quanto ela pode contribuir para esses efeitos residuais sinestésicos.
