terça-feira, 2 de setembro de 2014

Efeito Estufa

Efeito estufa é um fenômeno natural de aquecimento térmico da Terra, essencial para manter a temperatura do planeta em condições ideais para a sobrevivência dos seres vivos. Sem o efeito estufa natural, a Terra seria muito fria, dificultando o desenvolvimento das espécies.
Definição - Efeito Estufa Natural

Efeito Estufa é um mecanismo natural do planeta Terra para possibilitar a manutenção da temperatura numa média de 15ºC, ideal para o equilíbrio de grande parte das formas de vida em nosso planeta. 
Sem o efeito estufa natural, o planeta Terra poderia ficar muito frio, inviabilizando o desenvolvimento de grande parte das espécies animais e vegetais. Isso ocorreria, pois, a radiação solar refletida pela Terra se perderia totalmente.

Gases do Efeito Estufa
Os principais gases que provocam esse fenômeno são:
Ä       Dióxido de carbono (CO2);
Ä       Óxido nitroso (N2O);
Ä       Metano (CH4);
Ä       Cloro-flúor-carboneto (CFC); 
Como é gerado: O aumento do efeito estufa é gerado pela derrubada de florestas e pela queimada das mesmas, pois são elas que regulam a temperatura, os ventos e o nível de chuvas em diversas regiões. Como as florestas estão diminuindo no mundo, a temperatura terrestre tem aumentado na mesma proporção. Um outro fator que está aumentando o efeito estufa é o lançamento de gases poluentes na atmosfera, principalmente os que resultam da queima de combustíveis fósseis.


A queima do óleo diesel e da gasolina nos grandes centros urbanos tem colaborado para o efeito estufa. O dióxido de carbono (gás carbônico) e o monóxido de carbono ficam concentrados em determinadas regiões da atmosfera formando uma camada que bloqueia a dissipação do calor. Outros gases que contribuem para este processo são:  gás metano, óxido nitroso e óxidos de nitrogênio. Esta camada de poluentes, tão visível nas grandes cidades, funciona como um isolante térmico do planeta Terra. O calor fica retido nas camadas mais baixas da atmosfera trazendo graves problemas ao planeta.

A ação do homem e o aumento do efeito estufa artificial

O efeito estufa potencializado pela queima de combustíveis fósseis tem colaborado com o aumento da temperatura no globo terrestre nas últimas décadas. Pesquisas recentes indicaram que o século XX foi o mais quente dos últimos 500 anos. Pesquisadores do clima afirmam que, num futuro próximo, o aumento da temperatura provocado pelo efeito estufa poderá ocasionar o derretimento das calotas polares e o aumento do nível dos mares. Como consequência, muitas cidades litorâneas poderão desaparecer do mapa.

  Consequências 

São múltiplas as consequências da intensificação do efeito estufam para a vida na Terra e para o homem e sua sociedade, e em sua vasta maioria, negativas, com repercussões biológicas, sociais, culturais e econômicas de larga escala. As espécies que florescem hoje no mundo dependem de condições climáticas razoavelmente estáveis para sobreviver. 

Pesquisadores do meio ambiente já estão prevendo os problemas futuros que poderão atingir nosso planeta caso esta situação persista. Muitos ecossistemas poderão ser atingidos e espécies vegetais e animais poderão ser extintos. Derretimento de geleiras e alagamento de ilhas e regiões litorâneas. Tufões, furacões, maremotos e enchentes poderão ocorrer com mais intensidade. Estas alterações climáticas poderão influenciar negativamente na produção agrícola de vários países, reduzindo a quantidade de alimentos em nosso planeta. A elevação da temperatura nos mares poderia ocasionar o desvio de curso de correntes marítimas, ocasionando a extinção de vários animais marinhos e diminuir a quantidade de peixes nos mares.
A rapidez com que a elevação recente da temperatura média mundial vem ocorrendo impede que as espécies se adaptem a tempo, necessariamente gerando impacto negativo sobre o equilíbrio ecológico, desestruturando as cadeias alimentares, interferindo no balanço químico e energético das comunidades vivas, provocando sua redistribuição geográfica, favorecendo a proliferação de espécies invasivas e de muitas outras formas, fazendo com que numerosas espécies sofram pronunciado declínio populacional ou mesmo cheguem à extinção. Essas interferências podem ser graves ao ponto de causar o colapso irreversível de ecossistemas inteiros, como já foi observado em vários casos. Projeções da União Internacional para a Conservação da Natureza e dos Recursos Naturais indicam que um aquecimento mundial acima de 3,5 °C causará um empobrecimento generalizado na biodiversidade terrestre, com uma extinção provável de até 70% de todas as espécies conhecidas. O IPCC indicou que esta é uma possibilidade real, prevista em alguns dos modelos utilizados, embora as projeções mais consensuais apontem para uma elevação de pouco mais de 2 °C até o ano de 2100. Mesmo assim, esta elevação deverá causar efeitos de grande monta em todo o planeta.
Os gases atmosféricos estão em constante estado de troca dinâmica com os gases dissolvidos nas águas do mundo. O gás carbônico em particular tem a propriedade de provocar a acidificação da água, e a elevação de sua concentração no ar por consequência direta tem causado o aumento da acidez dos oceanos e outros corpos líquidos. O IPCC calcula que os oceanos absorveram cerca de 30% do gás carbônico emitido pelo homem para a atmosfera, e se acidificaram 26% a mais em relação ao seu estado pré-industrial. Cerca de metade desta acidificação ocorreu nos últimos 40 anos. Da mesma forma que as espécies terrestres precisam de condições estáveis para sua vida, o mesmo se dá no caso das aquáticas, e a acidificação tem gerado uma quantidade de efeitos indesejáveis. Animais que possuem esqueletos e carapaças calcários, como os corais, moluscos e esponjas, são os mais profundamente afetados, sofrendo com a dissolução ou enfraquecimento das suas estruturas corporais. Ao mesmo tempo, o aumento da concentração do gás na água automaticamente diminui a quantidade de oxigênio, um gás vital, causando morte por hipóxia (desoxigenação), alterações em seu metabolismo e no seu comportamento, surgimento de doenças e redução no crescimento, entre outros efeitos, que conduzem por fim igualmente ao declínio ou extinção das populações.
Por outro lado, a elevação da temperatura atmosférica faz com que a umidade do ar aumente, pois, o ar quente tem maior capacidade de reter umidade do que o ar frio, e como o vapor d'água é o mais importante dos gases estufa, maiores concentrações de vapor no ar terão como resultado uma amplificação do efeito estufa. É importante compreender que os sistemas naturais estão todos intimamente inter-relacionados, e mudanças em um elemento inevitavelmente acarretam mudanças em uma série de outros em um efeito de cascata. Muitas delas são imprevisíveis e outras desencadeiam efeitos gigantescos para mudanças aparentemente insignificantes a uma apreciação superficial. O próprio aquecimento global é uma prova disso, pois a elevação de menos de um grau centígrado na média atmosférica desde o fim do século XIX, que para muitos pode parecer desprezível, está provocando o derretimento da maioria dos glaciares do mundo, perturbações climáticas importantes em todo o globo e a extinção de várias espécies, entre muitos outros efeitos.
Sociedade
Como o ser humano depende largamente da natureza para sua própria sobrevivência, o impacto negativo do efeito estufa amplificado necessariamente afetarão a vida humana, como já vêm afetando. Com o declínio populacional ou extinção de inúmeras espécies valiosas para o homem como alimento, espera-se que se as emissões de gases estufa não cessarem num futuro muito breve, o aquecimento global provocará uma desestruturação nos ecossistemas mundiais em escala tão vasta, afetando da mesma forma os sistemas de produção alimentar agrícola e pecuária, que a sociedade passará a experimentar níveis de fome muito maiores do que hoje já enfrenta, quando mais de 800 milhões de pessoas no mundo padecem de subnutrição crônica.

Diante da escassez generalizada de recurso tão básico, espera-se que se intensifiquem os conflitos violentos entre as nações, que competirão por comida, a segurança social será abalada, a incidência de doenças aumentará, e a economia mundial sofrerá significativo declínio. Além disso, o aumento das temperaturas terá forte influência sobre o clima em geral, tornando-o mais imprevisível e desafiador, aumentando a ocorrência e a intensidade de desastres climáticos, como ondas de calor extremo, secas prolongadas, chuvas torrenciais e tufões devastadores. Esses efeitos combinados se reforçam mutuamente, amplificando ainda mais os impactos, que incidirão sobre as populações mais pobres com maior severidade, já que elas têm menor capacidade de se adaptarem, e também mais sobre as zonas urbanas do que sobre as rurais, em virtude da forte tendência atual de concentração da população nas cidades, que em geral estão despreparadas para enfrentar as mudanças e assim expõem um maior número de pessoas aos riscos aumentados.

Um estudo desenvolvido em 2012 por mais de 50 cientistas estimou que, à época, o aquecimento custava para o mundo diretamente mais de 1,2 trilhão de dólares ao ano, com tendência a aumentar esta conta, a Federação Internacional da Cruz Vermelha fez mais de 30 milhões de atendimentos em 2014 a vítimas de desastres naturais derivados do aquecimento global, e em 2010 os efeitos do problema causaram a morte de 5 milhões de pessoas.

Já é sabido também que a elevação da temperatura vai continuar além do ano de 2100 mesmo se as emissões cessarem agora, devido a um efeito retardado, e sabe-se que muitos dos efeitos secundários da elevação serão irreversíveis nos horizontes da presente civilização, pois os mecanismos naturais compensatórios levarão milhares de anos para devolver o mundo ao seu estado pré-industrial — mas isso se as emissões cessarem. Se não cessarem, os efeitos negativos se prolongarão por um tempo indeterminado. Se as piores previsões se concretizarem — o que cada dia parece mais provável em virtude da inação da sociedade — a biodiversidade mundial sofrerá perdas tão vastas que serão precisos muitos milhões de anos para a Terra recuperar um nível de riqueza biológica comparável ao que ela tem hoje, e que é uma das principais fontes diretas da riqueza e bem-estar das nações. O destino das futuras gerações está, portanto, diante de uma grave ameaça.

"As tendências atuais estão nos levando cada vez mais perto de potenciais pontos de ruptura, que reduziriam de maneira catastrófica a capacidade dos ecossistemas de prestarem seus serviços essenciais. Os pobres, que tendem a depender mais imediatamente deles, sofreriam primeiro e mais severamente. Estão em jogo os principais objetivos delineados nas Metas de Desenvolvimento do Milênio: segurança alimentar, erradicação da pobreza e uma população mais saudável". 
Soluções e medidas tomadas contra o aumento do efeito estufa 

Preocupados com estes problemas, Organizações internacionais, ONGs (Organizações Não Governamentais) e governos de diversos países já estão tomando medidas para reduzir a poluição ambiental e a emissão de gases na atmosfera. O Protocolo de Kyoto, assinado em 1997, prevê a redução de gases poluentes para os próximos anos. Porém, países como os Estados Unidos tem dificultado o avanço destes acordos. Os EUA alegam que a redução da emissão de gases poluentes poderia dificultar o avanço das indústrias no país. 

Em dezembro de 2007, outro evento importante aconteceu na cidade de Bali. Representantes de centenas de países começaram a definir medidas para a redução da emissão de gases poluentes. São medidas que deverão ser tomadas pelos países após 2012. Em 12 de novembro de 2014, Estados Unidos e China (maiores poluidores do mundo), assinaram um acordo com metas mútuas, voltadas para a redução da emissão dos gases geradores do efeito estufa.

Curiosidades

- Atualmente, são despejados no ar cerca de 5 bilhões de toneladas de dióxido de carbono (um dos principais gases causadores do efeito estufa) por ano. Só para termos uma base de comparação, há 100 anos atrás eram lançados cerca de 60 milhões de toneladas deste gás anualmente.

- Estudos climáticos recentes demonstraram que a temperatura do planeta Terra aumentou cerca de 0,5°C nos últimos 170 anos. Este aquecimento está diretamente relacionado com o efeito estufa.

Camada de Ozônio
ozonosferacamada de ozônio (português brasileiro) ou camada de ozono (português europeu) é uma região da estratosfera terrestre que concentra altas quantidades de ozônio (gás formado a partir da combinação de três átomos de oxigênio). Localizada entre 15 e 35 quilômetros de altitude e com cerca de 10 km de espessura, contém aproximadamente 90% do ozônio atmosférico.
Os gases na camada de ozono são tão rarefeitos que, se comprimidos à pressão atmosférica no nível do mar, a sua espessura não seria maior que alguns milímetros. Este gás é produzido nas baixas latitudes, migrando diretamente para as altas latitudes.
As radiações eletromagnéticas emitidas pelo Sol trazem energia para a Terra, entre as quais a radiação infravermelha, a luz visível e um misto de radiações e partículas, muitas destas nocivas.
Grande parte da energia solar é absorvida e reemitida pela atmosfera. Se chegasse em sua totalidade à superfície do planeta, esta energia o esterilizaria. A camada de ozono é uma das principais barreiras que protegem os seres vivos dos raios ultravioleta. O ozono deixa passar apenas uma pequena parte dos raios U.V., está benéfica. Quando o oxigênio molecular da alta-atmosfera sofre interações devido à energia ultravioleta do Sol, acaba dividindo-se em oxigênio atômico; o átomo de oxigênio e a molécula do mesmo elemento unem-se devido à reionização, e acabam formando a molécula de ozono cuja composição é O3 (três átomos de oxigênio).
A região, quando saturada de ozono, funciona como um filtro onde as moléculas absorvem a radiação ultravioleta do Sol e, devido a reações fotoquímicas, atenuando o seu efeito. É nesta região que estão as nuvens-de-madrepérola, que são formadas pela capa de ozono.
Formação
A camada de ozono forma-se e destrói-se por fenómenos naturais, mantendo um equilíbrio dinâmico, não tendo sempre a mesma espessura. A espessura da camada pode assim alterar-se naturalmente ao longo das estações do ano e até de ano para ano. Sobre a formação, o ozono estratosférico forma-se geralmente quando algum tipo de radiação ou descarga eléctrica separa os dois átomos da molécula de oxigénio (O2), que então se podem recombinar individualmente com outras moléculas de oxigénio para formar ozono (O3). Curiosamente, a radiação ultravioleta também contribui para a formação de ozono.

Ozono
ar que nos rodeia contém aproximadamente 20% de oxigénio. A molécula de oxigénio pode ser representada como O2, ou seja, dois átomos de oxigénio quimicamente ligados. De forma simplista, é o oxigénio molecular que respiramos. A molécula de ozono é uma combinação molecular mais rara dos átomos de oxigénio, sendo representada como O3. Para esta molécula ser criada é necessária uma certa quantidade de energia, como aquela de um relâmpago, por exemplo, que transforma a molécula de O2 em dois átomos de oxigénio livres. Os átomos de oxigénio livres na atmosfera são quimicamente activos, pelo que tendem a combinar-se com moléculas próximas para estabilizarem-se. Imaginemos que tenhamos adjacentes aos átomos livres de oxigénio moléculas de oxigénio e outras quaisquer. Chamemos as segundas de M (de molécula).
Logo teremos:
O + O2 + M → O3 + M
Um átomo livre de oxigénio com uma molécula de oxigénio e uma molécula M são transformados em ozono e uma molécula M.
Aquela molécula M não é consumida pela reacção, porém é necessária para que possa se realizar. Na verdade, M é um catalisador, que no caso da atmosfera da Terra pode ser o nitrogénio molecular (N2).
Portanto, esta é uma das formas mais comuns de produzir-se ozono. Outras adviriam de fornos industriais, motores automotivos entre outros que produzem o gás. Na baixa atmosfera o ozono é activo e contribui para a poluição atmosférica industrial, sendo considerado um veneno.

O buraco na camada de ozono
Os principais países emissores de CFCs são os Estados Unidos, a China, a Rússia, o Japão e a Índia. Mas é na Antártida que a falha na camada de ozono é maior.
A área do buraco de ozono é definida como o tamanho da região cujo ozono está abaixo das 200 unidades Dobson (DUs - unidade de medida que descreve a espessura da camada de ozono numa coluna diretamente acima de onde são feitas as medições): 400 DUs equivale a 4 mm de espessura. Antes da Primavera na Antárctica, a leitura habitual é de 275 DUs.
O buraco na camada de ozono é um fenómeno que ocorre somente durante uma determinada época do ano, entre agosto e início de novembro (primavera no hemisfério sul). O que conhecemos por "buraco na camada de ozono" não se trata propriamente de um buraco na camada do gás ozono, na verdade trata-se de uma rarefação, ou afinamento de espessura, que é explicada pelos arranjos moleculares do comportamento dos gases num meio natural, o que não significa literalmente um buraco. Quando a temperatura se eleva na Antártida, em meados de novembro, a região ainda apresenta um nível abaixo do que seria considerado normal de ozono. No decorrer do mês, em função do gradual aumento de temperatura, o ar circundante à região onde se encontra o buraco inicia um movimento em direção ao centro da região de baixo nível do gás. Desta forma, o deslocamento da massa de ar rica em ozono (externa ao buraco) propicia o retorno aos níveis normais de ozono a alta atmosfera fechando assim o buraco.
O ozônio é um gás instável, formado por três átomos de oxigênio (forma alotrópica do oxigênio). É um agente oxidante extremamente poderoso, adquirindo características tóxicas em altas concentrações e nas camadas mais baixas da atmosfera. Na temperatura ambiente ele possui uma cor azul-pálida e em estado líquido possui características explosivas. O ozônio é produzido na própria estratosfera através de uma reação fotoquímica onde a radiação ultravioleta decompõe o oxigênio em sua forma atômica. O oxigênio atômico logo em seguida, pela ação de um catalisador (), se une a uma molécula de oxigênio originando o ozônio que então sobe para camadas mais altas e sofre novamente a ação dos raios UV que decompõem a molécula de ozônio em uma reação de destruição e criação constante e equilibrada.
A camada de ozônio formou-se há aproximadamente 400 milhões de anos e de lá até hoje mantém praticamente a mesma espessura, com exceção da região do chamado “buraco na camada de ozônio”. Foi a camada de ozônio que permitiu o surgimento da vida sobre a terra ao refletir a maior parte dos raios ultravioletas. Sem o ozônio o mundo seria um lugar extremamente quente, praticamente inabitável. Por isso a destruição da camada de ozônio é algo tão preocupante.
 Elementos como o cloro, bromo, hidrogênio e carbono, ao atingir a camada de ozônio reagem com o oxigênio livre resultante da decomposição do ozônio impedindo que ele reaja novamente com a molécula de oxigênio. Esses elementos atingem a camada de ozônio na forma de moléculas como o CFC, BrFC ou outras moléculas bastante estáveis que passam pelas camadas da atmosfera sem reagir e se acumulam na camada de ozônio onde, por ação dos raios UVB, são enfim decompostos em seus átomos constituintes. A questão é que quanto mais substâncias deste tipo foram lançadas na atmosfera mais rapidamente a camada de ozônio vai perdendo sua capacidade de se regenerar e o buraco na camada de ozônio tende a aumentar tornando incerto o futuro do planeta. Essas substâncias reagem com as moléculas de ozônio estratosférico e contribuem para o seu esgotamento. Em 1987, visando evitar esse desastre, 47 países assinaram um documento chamado Protocolo de Montreal, que passou a vigorar em 1989. Esse Protocolo tem por objetivo reduzir a emissão de substâncias nocivas à camada de ozônio.
O resultado tem surtido alguns efeitos positivos, visto que vários países pararam de fabricar o gás clorofluorcarbono (CFC), havendo uma queda de aproximadamente 80% no consumo mundial de CFC. No entanto, essa medida não é suficiente para proteger a camada de ozônio.

Curiosidade: o Dia Internacional para a Preservação da Camada de Ozônio é comemorado em 16 de setembro.