Descoberta explica mudanças climáticas com potencial climático da estrutura molecular e mecânica quântica das moléculas CO2.
Em 1896, o físico sueco Svante Arrhenius percebeu que o dióxido de carbono (CO2) retém o calor na atmosfera da Terra – fenômeno hoje chamado de efeito estufa. Uma coincidência numérica ajuda as moléculas de CO2 a se moverem de uma certa maneira, capturando muito mais radiação infravermelha da Terra do que fariam de outra forma.
O mudança climática é um dos principais responsáveis pelo aquecimento planetário, causando mudanças climáticas significativas em todo o mundo. As concentrações crescentes de gases de efeito estufa, como o CO2, estão intensificando o fenômeno de estufa, levando a impactos ambientais cada vez mais graves e urgentes.
Efeito estufa: Descobertas recentes e avanços científicos
Desde então, modelos climáticos modernos cada vez mais sofisticados confirmaram a conclusão central de Arrhenius: toda vez que a concentração de CO2 na atmosfera dobra, a temperatura da Terra aumenta entre 2ºC e 5ºC. Ainda assim, o motivo físico pelo qual o CO2 se comporta dessa forma continuou sendo um mistério – até recentemente.
Primeiro, em 2022, físicos resolveram uma disputa sobre a origem da ‘escala logarítmica’ do efeito estufa, que se refere à maneira como a temperatura da Terra aumenta na mesma quantidade em resposta a qualquer duplicação de CO2, independentemente dos números brutos.
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Então, neste ano, uma equipe liderada por Robin Wordsworth, da Universidade Harvard, descobriu por que a molécula de CO2 é tão boa em reter calor. Os pesquisadores identificaram uma estranha peculiaridade na estrutura quântica da molécula que explica por que ela é um gás de efeito estufa tão potente – e por que soltar mais carbono no céu impulsiona as mudanças climáticas. As descobertas foram publicadas no The Planetary Science Journal.
É um artigo muito bom’, disse Raymond Pierrehumbert, físico atmosférico da Universidade de Oxford, que não participou do trabalho. É uma boa resposta para todas as pessoas que dizem que o aquecimento global é só uma coisa que surge de modelos de computador incompreensíveis. Pelo contrário: o aquecimento global está ligado a uma coincidência numérica que envolve duas maneiras diferentes com que o CO2 se movimenta. ‘Se não fosse por essa coincidência’, disse Pierrehumbert, ‘muitas coisas seriam diferentes’.
Uma conclusão antiga
Como Arrhenius conseguiu entender os fundamentos do efeito estufa antes mesmo da descoberta da mecânica quântica? Tudo começou com Joseph Fourier, matemático e físico francês que percebeu, exatamente duzentos anos atrás, que a atmosfera da Terra isola o planeta do frio congelante do espaço, uma descoberta que inaugurou o campo da ciência climática. Depois, em 1856, a americana Eunice Foote observou que o dióxido de carbono é particularmente bom em absorver radiação. Em seguida, o físico irlandês John Tyndall mediu a quantidade de luz infravermelha que o CO2 absorve, demonstrando o efeito que Arrhenius então quantificou usando conhecimentos básicos sobre a Terra.
Robin Wordsworth, um cientista climático da Universidade de Harvard, recorreu à mecânica quântica para entender o espectro de absorção do dióxido de carbono. A Terra irradia calor na forma de luz infravermelha. A essência do efeito estufa é que parte dessa luz, em vez de escapar para o espaço, atinge as moléculas de CO2 na atmosfera. Uma molécula absorve a luz e depois a reemite. Em seguida, outra faz o mesmo. Às vezes, a luz volta para a superfície. Outras vezes, ela vai para o espaço, deixando a Terra um pouco mais fria, mas somente depois de percorrer um caminho irregular até as camadas superiores e mais frias da atmosfera. Usando uma versão mais simples da mesma abordagem matemática que os cientistas do clima usam hoje, Arrhenius concluiu que a adição de
Efeito estufa: Avanços científicos e impactos na mudança climática
mais CO2 à atmosfera teria um efeito significativo no aquecimento global. O fenômeno de estufa, que é impulsionado pelo aumento das concentrações de CO2, desempenha um papel crucial no aquecimento planetário. A estrutura molecular do CO2, analisada através da mecânica quântica, revelou novas informações sobre como as moléculas de CO2 retêm calor e contribuem para o potencial climático.
Recentemente, uma descoberta importante liderada por Robin Wordsworth, da Universidade Harvard, lançou luz sobre a eficácia do CO2 como gás de efeito estufa. A equipe de pesquisadores identificou uma peculiaridade na estrutura molecular do CO2 que explica sua capacidade de reter calor de forma tão eficaz. Essa descoberta tem implicações significativas para o entendimento das mudanças climáticas e do aquecimento global.
O movimento molecular das moléculas de CO2 na atmosfera desempenha um papel crucial no efeito estufa. A ligamentoglobal entre a absorção de radiação infravermelha e a reemissão de calor pelas moléculas de CO2 é fundamental para o equilíbrio térmico do planeta. A compreensão desses processos, baseada em princípios da mecânica quântica, é essencial para prever os impactos do aquecimento global e desenvolver estratégias de mitigação.
A descoberta de Wordsworth e sua equipe destaca a importância da pesquisa científica contínua no campo do efeito estufa e da mudança climática. A compreensão da estrutura molecular e do movimento das moléculas de CO2 abre novas perspectivas para lidar com os desafios ambientais globais e promover a sustentabilidade do planeta. A ciência por trás do efeito estufa é complexa e fascinante, e novas descobertas continuam a enriquecer nosso conhecimento sobre o funcionamento do sistema climático terrestre.
Fonte: @ Estadão
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