Mudanças Ambientais da Terra - Kenetiro Suguio - 2008 - IG-SMA, Notas de estudo de Engenharia Ambiental

Baixe Mudanças Ambientais da Terra - Kenetiro Suguio - 2008 - IG-SMA e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Ambiental, somente na Docsity! TIKYU KANKYO HENDO MUDANÇAS AMBIENTAIS DA TERRA KENITIRO SUGUIO INSTITUTO GEOLÓGICO SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO São Paulo, 2008 地球環境変動 杉尾　憲一郎 M UD A N ÇA S A M B IE N TA IS D A T ER R A M UD A N ÇA S A M B IE N TA IS D A T ER R A 地 球 環 境 変 動 IG I N S T I T U T O GEOLÓGICO SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE capa.indd 1 5/20/08 7:47:57 AM Governo do Estado de São Paulo José Serra – Governador Secretaria de Estado do Meio Ambiente Francisco Graziano Neto – Secretário Instituto Geológico Ricardo Vedovello - Diretor Geral capa.indd 2 5/20/08 7:47:58 AM Este livro é dedicado ao Centenário da Imigração Japonesa do Brasil (1908-2008) Ano Internacional do Planeta Terra (2007-2009) miolo portugues.indd 3 5/12/08 8:48:24 AM  2008, Instituto Geológico, Secretaria de Estado do Meio Ambiente, São Paulo, Brasil CORPO EDITORIAL Editores: Alethéa Ernandes Martins Sallun e Masao Suzuki Capa: Kaoru Ito Projeto Gráfico: Sandra Moni de Souza, Douglas Leonardo e Bruna Lacativa Comunicação: Nobuko Kojo Suguio, Kenitiro. Mudanças Ambientais da Terra / Kenitiro Suguio. – São Paulo: Instituto Geológico, 2008. 336 p. ISBN: 978-85-87235-03-9 1. Mudanças ambientais. 2. Terra. I. Título. CDU: 551.79 Instituto Geológico miolo portugues.indd 4 5/12/08 8:48:24 AM Sumário Apresentação ................................................................................................................. 07 Prefácio ............................................................................................................................ 09 Capítulo 1 - Água: palavra-chave do ambiente e da vida ............................. 11 Capítulo 2 - Climas do Passado ............................................................................... 13 Capítulo 3 - Efeito Estufa e Aquecimento Global .............................................. 17 Capítulo 4 - Como Proteger os Ambientes Naturais da Terra ....................... 21 Capítulo 5 - Mudanças Ambientais Naturais Provam que a Terra Está “Viva” ......................................................................... 25 Capítulo 6 - Causas e Conseqüências da Ocorrência de Fenômenos Naturais ..................................................................... 29 Capítulo 7 - Composição Química da Atmosfera Terrestre e os Seres Vivos ..................................................................................... 35 Capítulo 8 - Características das Águas Superficiais, Distribuições Atuais e os Seres Humanos ................................... 41 Capítulo 9 - Situação Atual do Papel do Ser Humano nos Processos Geológicos Externos (ou Exógenos) ......................... 47 Capítulo 10 - Anomalias Climáticas e Mudanças Climáticas ......................... 51 miolo portugues.indd 5 5/12/08 8:48:24 AM 8 goria “apoio”, registrada sob no. C-135 com direito ao uso de logotipo da efeméride. c) Ao Instituto Geológico e à Secretaria do Meio Ambiente do Governo do Estado de São Paulo que tornaram possível a publicação deste livro. d) Ao Senhor Kaoru Ito, artista publicitário, pela arte final da capa. e) À Dra. Alethéa Ernandes Martins Sallun do IG/SMA-SP e ao Sr. Masao Suzuki do Jornal São Paulo Shimbum (sucursal de Tóquio, Japão) pela assessoria editorial dos textos em português e japonês, respectivamente. f) ao Dr. Luís A. P. de Souza do IPT/SA, à Dra. Wânia Duleba da EACH/USP, ao Dr. William Sallun Filho do IG/SMA-SP e à mestranda Rosana S. Fernandes do CEPPE/UnG pelo fornecimento de fotografias ilustrativas do livro. São Paulo, junho de 2008. Kenitiro Suguio Professor Emérito do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo Professor de Pós-Graduação em Análise Geoambiental da Universidade Guarulhos miolo portugues.indd 8 5/12/08 8:48:25 AM 9 Prefácio A expressão “mudanças climáticas globais” se incorpora, a cada dia que passa, no cotidiano das pessoas e da sociedade como um todo, despertando uma profunda reflexão sobre a necessidade de manutenção de condições ambientais adequadas, ou melhor, vitais ao ser humano. Na verdade, as mudanças no clima são apenas parte das transformações mais amplas que ocorrem no planeta Terra, aceleradas ou não pelo homem. Neste livro, reuniu-se uma série de artigos do professor doutor Kenitiro Suguio, nos quais os diversos conceitos, fenômenos e impactos relacionados às transformações ambientais da Terra são transmitidos ao leitor, com linguagem acessível e sem perda da amplitude científica e da visão geológica, características da formação do emérito professor. Oriundos de comunicações mensais publicadas no jornal “São Paulo Shimbun”, no período de dezembro de 2004 a dezembro de 2006, escritos originalmente em japonês e voltados à comunidade nipônica do Brasil, os artigos apresentam grande atualidade e favorecem a reflexão sobre o comportamento dos indivíduos e da sociedade frente à dinâmica ambiental do nosso planeta. Face à congruência do conteúdo da obra com as ações e preocupações que balizam a agenda e a gestão ambiental paulista, o Instituto Geológico e a Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo tiveram imenso prazer de viabilizar o livro que ora apresentamos, oferecendo aos leitores um viés geológico das mudanças climáticas globais. Não se trata de mera coincidência. Queremos incluir essa produção bilíngüe “português – japonês” no contexto das comemorações oficiais do Centenário da Imigração Japonesa ao Brasil. Nada mais justo homenagear a influência cultural e científica dos imigrantes japoneses e seus descendentes no conhecimento acumulado em nosso país. Que todos tenham uma boa e produtiva leitura! Francisco Graziano Neto Secretário de Estado do Meio Ambiente Ricardo Vedovello Diretor Geral do Instituto Geológico miolo portugues.indd 9 5/12/08 8:48:25 AM 10 miolo portugues.indd 10 5/12/08 8:48:25 AM 13 Capítulo 2 Climas do Passado Até que época do passado é possível reconstituir os climas do passado, quando se presume que a idade da Terra seja de 4,6 bilhões de anos? Como seria de se esperar, a confiabilidade de um evento paleoclimático diminui em casos cada vez mais antigos. Entretanto fenômenos naturais mais conspícuos, como duradouras e extensivas glaciações e desertificações, mesmo que caracterizadas com precisões variáveis, podem ser reconhecidos desde épocas primitivas da história do planeta Terra. Os conhecimentos sobre os paleoclimas da Terra durante o Pré- cambriano, que abrange 88% (4 bilhões de anos) da sua história são tênues. No entanto, foram reconhecidos registros representativos de pelo menos duas glaciações intensivas e extensivas em várias partes da Terra. No Brasil também foram identificadas evidências na região de Jequitaí (MG) e na Chapada Diamantina (BA). Em continuidade, durante 345 milhões de anos da Era Paleozóica (570 milhões a 225 milhões de anos passados) a temperatura média da Terra era superior à atual, que é de 15º centígrados. Desde cerca de 300 milhões de anos passados foram descobertas assembléias fossilíferas de vegetais representativos de climas quentes e úmidos, em diversas partes da Terra. Durante cerca de 80 a 90% da Era Paleozóica as regiões polares da Terra não se apresentaram recobertas de geleiras, mas entre os períodos Siluriano-Ordoviciano (500 milhões a 430 milhões de anos passados) ocorreram glaciações não muito intensas. Além disso, entre os períodos Permiano - Carbonífero (345 milhões a 280 milhões de anos passados) ocorreu uma glaciação mais intensa. Durante essas glaciações, especialmente as geleiras que recobriram grandes áreas do Supercontinente Gondwana estenderam-se por até 10 milhões de quilômetros quadrados e as espessuras variaram de 2.000 a 3.000 metros. Nas regiões atualmente correspondentes à Índia, Austrália, África do Sul e Brasil têm sido produzidas numerosas publicações sobre conspícuos registros geológicos relacionados, existentes nessas áreas. Distantes cerca de 100 quilômetros da cidade de São Paulo são encontradas evidências de glaciações permocarboníferas do Supercontinente Gondwana, representadas no Parque do Varvito de Itu e no Parque de Rocha miolo portugues.indd 13 5/12/08 8:48:25 AM 14 “Moutonnée” de Salto. Ambas são evidências de estádios glaciais da Era Paleozóica e oferecem oportunidades para que, por exemplo, num fim-de-semana, passemos momentos significativos ouvindo relatos sobre paleoclimas da Terra. O varvito é uma rocha sedimentar depositada em fundo de lago formado por água de degelo acumulada em depressão do terreno. Podem ser vistos fósseis-traço constituídos por sinais de locomoção de animais invertebrados que viveram nesse lago, bem como fragmentos de rocha transportados por “icebergs” ao lago que, após o derretimento do gelo caíram ao fundo do lago. A rocha “moutonnée” corresponde à rocha granítica regional que, ao ser “cavalgado” pela geleira em deslocamento, deixou superfícies estriadas e polidas. Ambos são do Permocarbonífero. Durante a Era Mesozóica, que durou cerca de 160 milhões de anos (225 milhões a 65 milhões de anos), a temperatura média da Terra atingiu 30 a 33º centígrados e, mesmo nas regiões polares, as temperaturas eram variáveis entre 8 a 10º centígrados. Na época a água da superfície terrestre apresentava-se em estados gasoso ou líquido. Não era um ambiente propício à vida do ser humano, que felizmente ainda estava ausente. Muitas áreas continentais da época estavam desertificadas e como animal típico da época têm-se os dinossauros, que atingiram o seu clímax de desenvolvimento. A Era Cenozóica, que continua até os dias de hoje por 65 milhões de anos, exibia clima quente como da Era Mesozóica, nos primeiros tempos. Porém no fim do Período Terciário (2 a 3 milhões de anos) o paleoclima deteriorou-se repentinamente e, em conseqüência, iniciaram-se as glaciações quaternárias. Os grandes mamíferos, que existiam na época (mamutes, tigres dentes-de-sabre, bichos-preguiça gigantes, etc.) extinguiram-se em parte por deterioração climática e o restante fora vitimado por homens primitivos. As paleotemperaturas da época apresentaram mudanças temporal e espacialmente variáveis, estabelecendo-se diferenças de menos de 1º centígrado em 100 anos, mais de 10º centígrados em centenas de milhares de anos, nas temperaturas médias. A partir daqui serão descritos especialmente os paleoclimas do Período Quaternário (cerca de 1,81 milhão de anos até hoje) relacionados aos estádios glaciais e às influências nos paleoclimas sofridas pelas regiões não-glaciadas. Essas discussões serão subdivididas em termos cronológicos, segundo mudanças climáticas nos últimos 1,5 milhão de anos, 15 mil anos e 500 anos até hoje, na história da Terra. Segundo pesquisas realizadas na Europa Central nos últimos 1,5 milhão de anos até hoje ocorreram, no mínimo, cinco estádios glaciais (Danúbio, Günz, Mindel, Riss e Würm), intercalados por estádios interglaciais (Danúbio- Günz, Günz-Mindel, Mindel-Riss e Riss-Würm). Os últimos 10.000 anos podem ser considerados como de clima interglacial pós-Würm. Nós estamos vivendo em ambiente natural favorável muito agradável. Durante os estádios glaciais as áreas miolo portugues.indd 14 5/12/08 8:48:25 AM 15 continentais cobertas por geleiras eram bem maiores que as atuais e as temperaturas médias de áreas tropicais eram 5º a 10º centígrados mais baixas que as atuais. Os últimos 10 mil anos até hoje são correlacionáveis à fase pós-glacial Würm, quando o clima tornou-se bem mais agradável. Na época alguma atividade agrícola já foi iniciada na Ásia Central. A seguir há 6 mil anos a temperatura média subiu 2º a 3º centígrados em regiões de latitudes médias e, em conseqüência, causou o degelo de parte das geleiras. Na pré-história do Japão corresponde ao período “Jômon” da Idade da Pedra, quando ocorreu a transgressão marinha em âmbito mundial que, no Japão, foi denominada de transgressão “Jômon”. Nas planícies litorâneas brasileiras, pelo menos do Rio Grande do Sul ao Rio Grande do Norte, os níveis marinhos estiveram 3 a 5 metros acima do atual há 5 mil anos. Entre as mudanças climáticas mais recentes têm-se a Pequena Idade do Gelo, quando a temperatura média era inferior à atual, que se estendeu de 1540 até 1890. Neste intervalo de tempo o recrudescimento do frio ocorreu em três etapas: de 1540 a 1680, de 1740 a 1770 e entre 1800 a 1890. Os limites do fenômeno de resfriamento foram diferenciados de local para local, mas acredita-se que a temperatura média durante a Pequena Idade do Gelo tenha chegado a ser 2º centígrados inferior a atual. Hoje em dia, o dióxido de carbono e outros gases-estufa (como o metano) exalados por atividades industriais, como possíveis gases causadores do aquecimento global através do efeito-estufa, transformou-se num grande problema. De fato, têm sido detectadas subidas de nível relativo do mar, atribuídas ao degelo como conseqüência do aumento de temperatura durante o século XX. Entretanto, no momento não há testemunhos para se atribuir este aumento de temperatura à recuperação natural do clima ou às atividades industriais antrópicas. miolo portugues.indd 15 5/12/08 8:48:25 AM 18 na atmosfera terrestre provoca o fenômeno natural de efeito-estufa que tem mantido a temperatura média global em torno de 15º centígrados. Se o teor deste gás fosse de 0%, a temperatura média na superfície terrestre desceria para -18º centígrados, transformando- se em ambiente inóspito à vida da maioria dos seres vivos. Principalmente em países desenvolvidos, os seres humanos têm consumido grandes quantidades de petróleo e carvão mineral, principalmente nos últimos 30 anos, para poder desfrutar de vida muito agradável. Tem sido exalados, anualmente pelos seres humanos na atmosfera, 20 bilhões de toneladas por queima de combustíveis fósseis, 7 bilhões de toneladas por desmatamento acompanhado de decomposição de matéria orgânica do solo e 2 bilhões de toneladas pela respiração de 6 bilhões de habitantes, de dióxido de carbono (CO 2 ). Presume-se que o teor deste gás, que hoje chega a cerca de 0,035%, possa quase dobrar e atingir 0,06%. O aumento da concentração de CO 2 na atmosfera causará incremento de temperatura e quando atingir 0,06% a temperatura média deverá aumentar 2º centígrados e existe preocupação mundial de que isto poderá desencadear uma seqüência de fatos, que poderão interferir na subsistência dos seres vivos. Em conseqüência disso, com a cooperação dos governos de vários países foram realizadas diversas reuniões do Painel Intergovernamental de Mudança Climática (em inglês I.P.C.C.= Intergovernmental Panel of Climatic Change). Apesar disso, o primeiro país do mundo em exalação de dióxido de carbono que são os Estados Unidos e também a Rússia têm tomado atitudes de desconhecimento das resoluções do Protocolo de Quioto (Japão) do I.P.C.C. em relação a este gás, de modo que a cada ano tem aumentado o seu teor. O efeito-estufa é um fenômeno natural mas pela influência de gases-estufa exalados por atividades antrópicas está ocorrendo recrudescimento artificial do processo. Acredita-se que nos próximos 100 anos esta influência torne-se mais marcante. Há necessidade de considerações mais detalhadas sobre o efeito-estufa, que potencialmente é capaz de provocar o aparecimento deste cenário de pesadelo e conseqüente problema do aquecimento global. O efeito-estufa é o efeito térmico produzido pela interceptação de parte da energia radiante de ondas longas de baixa energia, produzida após absorção parcial pela superfície terrestre de radiações solares de ondas curtas de alta energia, que atravessaram a atmosfera terrestre com grande eficiência, por gases-estufa. Por que este fenômeno foi designado de efeito-estufa? Estufa é uma denominação usada comumente para referir-se à construção com cobertura e parede de vidro ou plástico transparentes, que é usada por agricultores no cultivo de frutas, verduras e legumes especiais. Existem as plantas de estufa cujo cultivo só é possível em estufas e outros, como o morango que, de acordo com o clima da região, pode ser cultivado mesmo fora das estufas. As radiações solares alcançam o interior da estufa após atravessar sem dificuldade coberturas transparentes, mas a maior parte das radiações produzidas por reflexão no chão da estufa não consegue retornar para a atmosfera externa e permanece no interior da estufa produzindo o miolo portugues.indd 18 5/12/08 8:48:26 AM 19 efeito térmico. Mesmo fora da estufa essas radiações podem ser absorvidas por gases- estufa da atmosfera, tais como, dióxido de carbono (CO 2 ), metano (CH 4 ), ozônio (O 3 ), clorofluorcarbonos (CFCs), óxido nitroso (N 2 O) e vapor d’água (H 2 O), podendo aumentar a temperatura da superfície terrestre. Quanto maior for o conteúdo de gases- estufa na atmosfera tanto mais intenso será o efeito-estufa. Supõe-se que na Era Mesozóica, durante a existência dos dinossauros, a temperatura média da Terra teria sido mais de 10º centígrados acima da atual, que é de 15º centígrados. Naquela época o Oceano Atlântico estava em formação pela divisão do Supercontinente Gondwana. Foi uma fase de violentos movimentos crustais, que vieram acompanhados de intensos vulcanismos e terremotos. Essas atividades exalaram grandes quantidades de dióxido de carbono (CO 2 ) e vapor d’água (H 2 O) na atmosfera, a temperatura superficial média da Terra chegou a 25º centígrados e, mesmo nos pólos, não havia geleiras e toda água da Terra ocorria nas formas líquida ou gasosa. Entre os vários problemas que podem ser causados pelo aquecimento global em conseqüência do efeito-estufa pode-se pensar nos seguintes fatos. Acompanhando o aumento de temperatura deverá ocorrer incremento de pluviosidade provocando numerosas tempestades. Regionalmente poderá ocorrer mudança na umidade de solo e com isso áreas hoje agricultáveis podem ser transformadas em semi-desertos ou verdadeiros desertos. Provavelmente a maioria das pessoas deve achar que o incremento de 2º centígrados na temperatura média da superfície terrestre possa ser ignorado. Entretanto, em função das peculiaridades da Terra, este fato deverá originar regiões com temperaturas muito mais altas ou muito mais baixas que a média. Simultaneamente deverão surgir mudanças nas correntes oceânicas e possivelmente os seus efeitos se estenderão por todo o planeta. As vidas dos seres humanos e de outros animais serão afetadas por seqüência de inconveniências inimagináveis atualmente e certamente ficarão incomodados. Somente a respiração humana da atual população de mais de 6 bilhões de pessoas exalaria por ano cerca de 2 bilhões de toneladas de CO 2 e em países emergentes o aumento anual da população chega a 1 milhão de pessoas. Se este ritmo for mantido, a exalação anual de CO 2 somente pela respiração humana atingirá 4 bilhões de toneladas. Entretanto a compreensão da influência real sobre os ambientes naturais, de 2 bilhões de toneladas anuais exalados por 6 bilhões de habitantes, não é simples. Para compreender esses números, há necessidade de compará-los com as quantidades exaladas pelos vulcões e fontes termais. Supõe-se que a quantidade anual de CO 2 expelida por vulcões e fontes termais continentais e submarinos chegue a 100 milhões de toneladas e, portanto, representaria 1/20 da exalada pela respiração humana. Em conseqüência de comparações deste tipo, muitos compreenderão que até o CO 2 da respiração humana não é desprezível como uma das causas de destruição do delicado equilíbrio natural dos gases componentes da atmosfera. miolo portugues.indd 19 5/12/08 8:48:26 AM 20 O problema de recrudescimento do aquecimento global como conseqüência do efeito-estufa é, em geral, acompanhado pela subida do nível do mar devida ao degelo na Antártida e Groenlândia. Durante o Último Máximo Glacial (sigla em português = U.M.G.) do Período Quaternário, entre 15 mil e 17 mil anos passados, o volume total das geleiras era três vezes maior que o atual. Durante a Época Holoceno (últimos 10 mil anos) do Período Quaternário o aquecimento global natural causou a fusão de 2/3 das geleiras. Fala-se que o nível do mar teria atingido o atual, após subida gradativa a partir de nível mais de 100 metros abaixo, em conseqüência da fusão. Evidências de níveis marinhos abaixo do atual foram descobertas na plataforma continental do Rio Grande do Sul. Além disso estima-se que, caso o aquecimento global devido ao efeito-estufa seja intensificado, aumentando a temperatura da superfície terrestre a ponto de fundir as geleiras atuais, distribuídas principalmente na Antártida e Groenlândia, o nível médio do mar subiria 50 metros em todo o planeta. Se este fenômeno ocorrer, não somente no Brasil e Japão mas no mundo todo grandes cidades estão situadas alguns metros ou algumas dezenas de metros acima do nível do mar e serão submersas. Para evitar a concretização desses fatos há necessidade de maior harmonia, não somente entre os homens mas também entre os seres humanos e a natureza e, de maneira análoga a outras questões relacionadas aos ambientes terrestres, deve-se analisar em escala mundial e implementar medidas efetivas em escala regional, onde vivemos. miolo portugues.indd 20 5/12/08 8:48:26 AM 23 se em ser autossuficiente e sempre é necessário realizar os trabalhos em equipe. Outras vezes, questões ambientais complexas têm sido “resolvidas” burocraticamente, fundamentadas nas leis ambientais vigentes. Como foi citado acima, a total responsabilidade pela conservação dos ambientes naturais da Terra em condições habitáveis não somente pelos homens, mas também por outros animais e vegetais, deve ser creditada a nós seres humanos. Para isso é necessário engajar-se nos problemas ambientais em escala, no mínimo, planetária. Além disso, para almejar resultados válidos deve-se atuar regionalmente como, por exemplo, nos âmbitos de uma bacia ou de uma rede hidrográfica. Freqüentemente os paleoclimatologistas adquirem informações geológicas sobre paleoclimas recentes como, por exemplo, do Quaternário e, em confronto com dados meteorológicos atuais, elaboram modelos computacionais ou matemáticos para tentar prognosticar climas. Infelizmente os fenômenos naturais são muito complexos e, ao mesmo tempo, são atribuíveis a várias causas, que atuam em diferentes tempos e com diferentes intensidades. Os desastres naturais que comumente produzem conseqüências funestas, são enumeráveis os seguintes: a) Elevação do nível médio do mar; b) Deglaciação de geleiras polares; c) Deglaciação de geleiras alpinas; d) Epidemia desconhecida; e) Migração em massa de seres vivos; f) Mortandade generalizada de corais; g) Ondas de calor; h) Grandes secas e incêndios florestais; i) Tempestades e nevascas violentas; e j) Invernos extremamente curtos. Na verdade a maioria dos desastres supracitados está relacionada direta ou indiretamente à mudança climática que, por sua vez, possui vínculo inalienável com a água. Acredita-se na necessidade de alertar a população em geral para esta mudança climática, cujos efeitos já são sentidos em toda a Terra como, por exemplo, pelos seguintes eventos: a) Somente em um mês do ano de 2004, o Estado de Flórida (Estados Unidos) foi atingido por quatro tufões; b) Há possibilidade de que 60% da Amazônia venham a converter-se em savana por intensificação da anomalia climática “El Niño” em função do aquecimento global; c) Cerca de 1.994 quilômetros quadrados da geleira da Antártida sofreram fusão somente em janeiro de 1995; d) Devem multiplicar-se crises trágicas de fome, como a da Somália no continente africano em 1992, por intensificação da seca; miolo portugues.indd 23 5/12/08 8:48:26 AM 24 e) Em 2003 dezenas de milhares de pessoas morreram na Europa e Índia em virtude de ondas de calor; e f) Em geral temperaturas baixas das águas oceânicas evitam a formação, mas em março de 2004 o litoral sul do Brasil foi submetido aos efeitos do tufão denominado Catarina. Vários são os fenômenos naturais cuja energia sobrepuja a capacidade de combate do ser humano e, neste caso, não há outra alternativa senão avaliar as conseqüências e ratear os prejuízos produzidos. Não houve qualquer indenização do prejuízo de 40 bilhões de dólares americanos, produzido por 13 ocorrências no mundo inteiro na década de 50 do século XX. Cerca de 20% do prejuízo de 400 bilhões de dólares americanos, provocado por 72 ocorrências na década de 90 do século XX, foram indenizados. No passado alguns pessimistas previram a ocorrência generalizada de fome trágica na Terra devido ao aumento populacional, mas felizmente eles estavam enganados. De qualquer modo, atualmente não se dispõe de recursos para alimentar adequadamente a população de hoje, que ultrapassa 6 bilhões de habitantes. Os dinossauros, que desapareceram da superfície terrestre no fim do Cretáceo há 65 milhões de anos, eram praticamente desprovidos de inteligência, mas sobreviveram 200 milhões de anos. Por outro lado o ser humano começou a plantar vegetais e a criar animais para sua alimentação somente há cerca de 10 mil anos, quando abandonou a vida nômade e adotou a sedentária e evoluiu de animal selvagem para racional. Se não forem adotadas medidas mais efetivas, a destruição total dos ambientes naturais da Terra causará, ao mesmo tempo, falta de recursos naturais como a comida e água e o ser humano estará caminhando para o suicídio coletivo. A geologia histórica nos mostra que, através do fenômeno da expansão do assoalho oceânico, a Terra tem reciclado os materiais rochosos da litosfera a cada 200 milhões de anos. O ser humano também deveria urgentemente iniciar a Grande Revolução da Indústria da Reciclagem de todos os recursos naturais que ele utiliza na superfície da Terra. Somente quando o ser humano sujeitar-se às leis dos ambientes naturais, deixando de lado a atitude desafiadora e assumindo um comportamento de harmonia, será capaz de prolongar o tempo de sobrevivência sobre a superfície terrestre. miolo portugues.indd 24 5/12/08 8:48:26 AM 25 Capítulo 5 Mudanças Ambientais Naturais Provam que a Terra Está “Viva” Como a Terra é inanimada, quando se diz que ela está “viva” o significado é diferente dos animais e vegetais e simplesmente significa que ela é dinâmica. A dinâmica interna da Terra possui íntima relação com sua estrutura e matéria de composição. A estrutura interna da Terra é semelhante a de um ovo de galinha e, deste modo, do centro para fora é composto de núcleo (gema), manto (clara) e crosta (casca). O núcleo é rico em ferro e níquel e apresenta-se predominante em estado sólido. O manto, que ocupa a posição intermediária, ocorre a 35 quilômetros de profundidade sobre os continentes e a 10 quilômetros em fundos oceânicos e corresponde à cerca de 83% do volume da Terra. Na sua composição química predominam silício e magnésio e comporta-se como fluido de altíssima viscosidade. A crosta é sólida e composta principalmente de silício e alumínio. O meteorologista alemão Alfred Wegener (1880-1930) teve a sua atenção atraída pela grande semelhança dos contornos das linhas costeiras do Oceano Atlântico, no NE da América do Sul e W da África e propôs a famosa Teoria da Deriva Continental. Esta teoria foi associada à Teoria da Tectônica de Placas idealizada na década de 70 do século XX e tornou-se possível a compreensão do mecanismo da dinâmica interna da Terra. Os continentes e os fundos oceânicos hoje existentes na superfície terrestre jazem sobre enormes placas (fragmentos da crosta), que são submetidas à deriva (deslocamento lateral). Essas placas litosféricas apresentam-se constantemente aquecidas e flutuam sobre rochas em fusão e migram à velocidade média anual de ± 5 centímetros. As placas litosféricas contíguas podem desenvolver entre si três tipos de movimentos, como a seguir: (a) Processo de deslizamento gravitacional – A placa onde se situa o Brasil afasta-se lentamente da placa africana. (b) Processo de acavalamento por impacto – Após choque as placas ficam acavaladas e continuam o deslizamento. O maremoto sísmico de costa afora de Sumatra no Oceano Índico, que ocorreu em dezembro de 2004, foi originado por este processo. (c) Processo de deslizamento transcorrente – As bordas das placas deslizam com miolo portugues.indd 25 5/12/08 8:48:26 AM 28 e atualmente cerca de 2% da água constituem as geleiras, principalmente da Antártida e Groenlândia. Graças a cerca de 0,03% de dióxido de carbono existente na atmosfera terrestre a temperatura média global é de cerca de 15º centígrados positivos mas acredita-se que, se o seu teor fosse nulo a temperatura média cairia para 18º centígrados negativos. Contrariamente, fala-se que a temperatura e o nível médio do mar tenham subido nos últimos 100 anos em conseqüência do aumento do gás carbônico, exalado pela Grande Revolução Industrial, chegando atualmente a cerca de 0,036%. Se o processo do aquecimento global da Terra aumentar com maior rapidez há possibilidade de que as atuais geleiras sofram fusão total. Neste caso é possível que o nível médio do mar suba de 40 a 50 metros e com isso cidades importantes do mundo (Nova York, Tóquio, Londres, Shanghai, Paris e Rio de Janeiro), que se situam somente alguns metros acima do nível atual do mar, podem ser totalmente submersas. miolo portugues.indd 28 5/12/08 8:48:27 AM 29 Capítulo 6 Causas e Conseqüências da Ocorrência de Fenômenos Naturais Os terremotos são provavelmente um dos fenômenos naturais, ligados à dinâmica interna da Terra, mais impressionantes aos seres humanos. Como prova disso, para o povo do Japão, país caracterizado por grande freqüência de ocorrência desde antigamente, o terremoto é o mais temido que qualquer outra coisa. Para isto as razões existentes são mais que suficientes e relacionam-se principalmente à imprevisibilidade e à freqüente e assustadora força de destruição. Entre outros fenômenos também imprevisíveis e ligados à dinâmica interna têm-se as atividades vulcânicas e os maremotos (“tsunâmis”). Em relação ao terremoto lembro-me, quando ainda criança estudava língua japonesa com meu pai, de um capítulo do antigo livro de educação fundamental do Ministério da Educação do Japão, que tratava do grande Terremoto de Kantô. Eu me recordo que o capítulo começava do seguinte modo. “Simultaneamente a um tremor de terra acompanhado por forte barulho, centenas de milhares de casas de Tóquio sacudiram ao mesmo tempo...” Era um relato sobre um forte terremoto (magnitude M = 7,9), que atingiu em 1923 a região de Kantô (Japão). Presume- se que 2/3 da cidade de Tóquio da época tenham sido destruídos e que vítimas fatais tenham chegado a 143 mil pessoas. A energia liberada por metro quadrado no epicentro de um terremoto é comparável a do motor de um foguete interplanetário. Representa movimento dinâmico produzido durante a chegada à superfície e expulsão do magma (lava) e gases vulcânicos (dióxido de carbono, vapor d’água, compostos de flúor e enxofre), provenientes do interior da Terra durante atividades vulcânicas. Dentre elas tem-se erupção tipo monte Pelée, que em 1902 e entre 1927 a 1932 produziu erupções explosivas acompanhadas de nuvens ardentes. Mesmo tipo de erupção foi verificado nos vulcões Krakatoa (1883) e Katmai (1912). Entre as tragédias provocadas por erupções vulcânicas têm-se os soterramentos de Pompéia e Herculano causados pelo vulcão Vesúvio na Itália. A erupção do vulcão Pinatubo (Filipinas) teria exalado para a atmosfera 20 milhões de toneladas de gás de ácido sulfuroso. Este gás é um dos causadores da chuva ácida e a quantidade acima supera a exalada pelos Estados Unidos em um ano. miolo portugues.indd 29 5/12/08 8:48:27 AM 30 Maremoto ou “tsunâmi”, também chamada onda sísmica, é produzido por repentina movimentação do fundo oceânico, que acompanha um terremoto. O seu comprimento de onda é muito longo em relação à profundidade de água e a altura da onda na sua área de geração é grosseiramente correspondente à movimentação vertical da crosta. Quando ele se aproxima de locais mais rasos a altura da onda aumenta repentinamente e espraia-se sobre a área emersa adjacente. No momento da geração as ondas não são numerosas, mas durante a propagação elas podem ser multiplicadas por reverberações duplicadas. Na praia chegam 5 a 6 ondas, das quais a segunda ou terceira são normalmente as maiores. O período das ondas é de dezenas de minutos a cerca de uma hora. Designando-se a escala do maremoto de “m” e a do terremoto de “M”, verifica-se a existência de uma relação linear entre ambos e quando “M” for menos que 7 não são originados “tsunâmis” remotos. Em relação a esses “tsunâmis” merecem atenção os originados nas vizinhanças do Chile. A característica do maremoto na zona costeira é fortemente influenciada pela geomorfologia local. No interior de baías a parte frontal da onda pode tornar-se fortemente verticalizada como um muro. O maremoto que ocorreu em (26/12/2004) foi provocado por um dos terremotos mais fortes em escala mundial, cujo epicentro localizava-se nas proximidades de Sumatra no Oceano Índico. O seu efeito atingiu a Indonésia, Malásia, Tailândia, Mianmar, Bangladesh e Índia, além da Somália no continente africano. O número de vítimas deste maremoto pode ser considerado um dos maiores, pois estima-se que cerca de 220.000 pessoas perderam a vida. Os processos de dinâmica externa da Terra estão relacionados principalmente aos mecanismos de circulação da atmosfera e dos oceanos e pode originar padrões climáticos locais ou regionais. Isso está ligado às condições atmosféricas médias, que se repetem sazonalmente no clima de um local ou de uma região. Através dos padrões maiores de circulação atmosférica são estabelecidas as zonas climáticas de grande escala, como o clima equatorial de alta pluviosidade, clima subtropical, clima árido, etc. Por sua vez, as distribuições dos oceanos e dos continentes podem originar climas oceânicos ou continentais ou pela situação em ambos lados de um continente podem ser caracterizados climas das margens ocidental e oriental. Por mudanças sazonais devidas à dinâmica atmosférica, que acompanha a altura (distância do Sol), a distribuição dos climas torna-se diversificada. As áreas abrangidas pelos climas correspondem ao alcance dos fatores climáticos e dos fenômenos meteorológicos que, por sua vez, dependem das distribuições de cordilheiras e das correntes oceânicas e podem ser diferenciados macroclimas, mesoclimas e microclimas. Entre as condições ligadas à geografia física da superfície terrestre, de caráter mais ou menos duradouro e que definem as peculiaridades locais do clima tem-se, por exemplo, as latitudes, as distribuições de áreas oceânicas e continentais, posições geográficas, geomorfologias, batimetrias e correntes oceânicas. Além disso, como condições locais, nas zonas costeiras desenvolvem-se as brisas marinhas e nos miolo portugues.indd 30 5/12/08 8:48:27 AM 33 especialmente no Rio de Janeiro e outras áreas com alta densidade populacional ou por enchentes em baixadas que margeiam cursos fluviais. Mas podem ser encarados como problemas solucionáveis com melhor distribuição de renda que permita, na maior parte dos casos, enfrentar os desastres naturais. Entre os desastres naturais devidos à dinâmica interna da Terra, fortes terremotos ou maremotos não têm sido registrados até hoje no Brasil, tanto geológica quanto sismologicamente. Há muito tempo prevalece no território brasileiro a idéia preconcebida de estabilidade em termos geológicos. Entretanto, principalmente a partir de 1980, tornaram-se mais freqüentes pesquisas de sismotectônica acompanhando estudos neotectônicos. Atualmente estão disponíveis laboratórios de sismologia na Universidade de São Paulo e na Universidade de Brasília. miolo portugues.indd 33 5/12/08 8:48:27 AM 34 miolo portugues.indd 34 5/12/08 8:48:27 AM 35 Capítulo 7 Composição Química da Atmosfera Terrestre e os Seres Vivos A atmosfera corresponde à camada gasosa envolvente da Terra de cerca de 1.000 quilômetros de espessura, quando se considera a grande divisão tripartite em matérias sólida, líquida e gasosa, que compõem este planeta. A partir da superfície da Terra, de 0 a 10 quilômetros tem-se a troposfera, de 10 a 80 quilômetros a estratosfera e acima de 80 quilômetros a ionosfera. Entre 500 a 800 quilômetros a velocidade de movimentação das moléculas aproxima-se da velocidade de escape do campo gravitacional. A troposfera e a porção inferior da estratosfera são compostas de ar atmosférico, mas a parte superior da estratosfera e a ionosfera exibem composição química distinta do ar atmosférico. Por decomposição devida aos raios ultravioletas, por influência dos raios cósmicos ou por ação dos ventos solares devem existir átomos de hidrogênio e hélio ou oxigênio, nitrogênio e sódio ionizados. As mudanças temporais da quantidade de atmosfera e as suas características químicas estão intimamente relacionadas à evolução do planeta e dos oceanos, além dos animais aí viventes. Entre os gases redutores da atmosfera, que se supõe terem sido emanados em épocas primitivas de formação da Terra, ocorreu expulsão de grande parte do hidrogênio e gradualmente adquiriu características oxidantes. Imagina-se que com a formação dos oceanos os gases da atmosfera, tais como ácido clorídrico e dióxido de carbono, foram dissolvidos em águas oceânicas, surgiram a vida e a fotossíntese e, conseqüentemente, a pressão parcial do oxigênio foi aumentada. A formação do calcário, levada a efeito através de fenômenos de precipitação química orgânica e inorgânica, desempenhou papel imprescindível no seqüestro da atmosfera do dióxido de carbono, que é o mais eficiente como gás-estufa. Cerca de 87% da história da Terra correspondem à época primitiva conhecida como Idade Cósmica, quando ainda os seres vivos eram escassos e, portanto, os fósseis muito raros é também denominado de Éon Criptozóico. A atmosfera primitiva da Terra apresentava semelhança com as composições químicas das atmosferas de Vênus e Marte (dois planetas mais próximos de nós) e era muito rica em dióxido de carbono (veja Tabela 1), mas atualmente transformou-se completamente (veja Tabela 2). miolo portugues.indd 35 5/12/08 8:48:28 AM 38 períodos Cambriano, Ordoviciano e Siluriano e a segunda compreende os períodos Devoniano, Carbonífero e Permiano, cada uma comportando três divisões. Na Era Paleozóica inferior ocorreu a Orogênese (formação de montanhas) Caledoniana, que atingiu o noroeste da Europa, Groenlândia, América do Norte e norte da China. Na Era Paleozóica superior houve a Orogêneses Variscana, que afetou a Europa Central, Urais, América do Norte e China. O clima foi geralmente agradável e mundialmente homogêneo. Na parte final do Período Permiano são encontradas evidências de glaciação continental, que se estendia pela América do Norte, Índia, sul da Austrália e África do Sul. Além disso, nos Sistemas Devoniano, Siluriano e no Carbonífero superior ocorrem sedimentos glaciais e o Brasil não constituiu exceção. A Era Mesozóica situa-se entre as eras Paleozóica e Cenozóica e estende-se desde cerca de 65 milhões de anos até 230 milhões de anos. Começando na parte mais antiga é subdividida em três períodos: Triássico, Jurássico e Cretáceo. Correspondeu à idade dos répteis e especialmente os dinossauros foram representativos dos períodos Jurássico e Cretáceo. Aves e mamíferos primitivos já existiam no Jurássico. Entre os peixes os ganóides (exemplo: esturjão) eram representativos e os peixes teleósteos apareceram no Cretáceo. Entre os animais invertebrados representativos dos cefalópodes têm-se as Ammonites e Belemnites, que se extinguiram no fim da Era Mesozóica. O mundo vegetal do fim da Era Mesozóica e da Era Cenozóica caracterizou-se pelo rápido desenvolvimento dos vegetais angiospermas. Entre o sul da Europa, norte da África e sul da Ásia estendia-se, aproximadamente na direção leste-oeste, o Mar de Tétis. O atual Mar Mediterrâneo representa o mar residual da Era Mesozóica. Em geral o clima da Era Mesozóica era quente e acredita-se que a temperatura média atual de 15o centígrados atingia quase 25o centígrados e, mesmo nas zonas frias de altas latitudes, as geleiras estavam ausentes. A Era Cenozóica corresponde à grande divisão do tempo geológico mais recente e como animais representativos tem-se os mamíferos. Até hoje a Era Cenozóica tem sido subdividida em períodos Terciário e Quaternário e abrange desde 65 milhões, quando houve a extinção dos dinossauros, até hoje. Mais recentemente tem surgido discussões em torno da proposta de subdivisão bipartite da Era Cenozóica em períodos Paleógeno e Neógeno e, ao mesmo tempo, de eliminação das designações Terciário e Quaternário. As características mais importantes da Era Cenozóica são as glaciações do Pleistoceno, que têm continuado por cerca de 2 milhões de anos e o provável surgimento do ser humano há 7 milhões de anos, segundo descobertas recentes do deserto de Djourab (Chade) na África. Desde o surgimento na superfície terrestre, com atmosfera composta quimicamente de cerca de 78,1% de nitrogênio, 20,9% de oxigênio e 0,034% de dióxido de carbono, nós seres humanos estamos vivendo sem estar suficientemente conscientizados da importância deste fato. No caso da água, a aparente abundância conduz à idéia de inesgotabilidade e, deste modo, chega a ser tratado até com desprezo. miolo portugues.indd 38 5/12/08 8:48:28 AM 39 Como o ar também é normalmente inodoro e insípido quase inconscientemente exercemos a respiração. Atualmente o incremento de dióxido de carbono, entre as substâncias que entram na composição química da atmosfera, aumenta o efeito- estufa e a temperatura e inversamente, a sua diminuição reduz o efeito-estufa e a temperatura. Conforme análises químicas do ar atmosférico quaternário, fossilizado nas geleiras da Antártida, sabe-se que os conteúdos de dióxido de carbono variam de 0,020% durante os estádios glaciais a 0,028% nos estádios interglaciais. Por outro lado com teor de cerca de 0,030%, em função do efeito-estufa a temperatura média da Terra atinge 15oC, mas se este teor fosse nulo presume-se que ela abaixaria para -18o centígrados. Segundo dados de 1969, as quantidades de dióxido de carbono exaladas pelas atividades antrópicas em um ano eram de 20 bilhões de toneladas por combustíveis fósseis, 7 bilhões de toneladas por desflorestamento e 2 bilhões de toneladas por respiração humana, totalizando quase 30 bilhões de toneladas. A contribuição do dióxido de carbono para o efeito-estufa terrestre até 1980 chegava a 66%, enquanto a influência de outros gases-estufa (metano, óxido nitroso e vapor d’água) era de 34%. Como ocorreu aumento global de teores de gases-estufa após 1980, acredita-se que tenha havido recrudescimento do efeito-estufa durante o século XX, com conseqüentes subidas de temperaturas e de níveis marinhos. miolo portugues.indd 39 5/12/08 8:48:28 AM 40 miolo portugues.indd 40 5/12/08 8:48:28 AM 43 Da quantidade total de água evaporada 77% são precipitados sobre os oceanos, enquanto que sobre os continentes não passam de 23%. Por outro lado, 84% da evaporação total da Terra são provenientes das superfícies oceânicas, enquanto que somente 16% são originados dos continentes. Deste modo, a evaporação supera em 7% a precipitação sobre as superfícies oceânicas, enquanto que a precipitação supera em 7% a evaporação dos continentes. Os 7% de água não evaporados dos continentes constituirão a quantidade excedente, que poderá fluir como água corrente de rios ou infiltrar-se e transformar-se em água subterrânea e finalmente, ao atingir os oceanos, estaria concluído o ciclo hidrológico. A quantidade de água atualmente existente na Terra é estimada em 1.357.509,6x1015 litros, mas 97% constituem os oceanos e sobre os continentes e na atmosfera existem apenas 3% desta água. Cerca de 75% das águas continentais representam geleiras (principalmente do continente antártico) e aproximadamente 24,5% constituem as águas subterrâneas. Portanto, supõe-se que a quantidade de água líquida e doce, que existe nos rios e lagos da superfície terrestre, corresponda a somente cerca de 0,5% a 3%. Tendo em vista as atuais discrepâncias nas propriedades e distribuições da água sobre a superfície terrestre, é muito importante considerar o panorama geral da disponibilidade de água doce, quando comparada à distribuição populacional do Brasil. Pois a água doce é um recurso natural insubstituível para nós seres humanos, bem como para animais e vegetais. Como a subsistência humana não pode ser considerada na ausência da água, ela representa uma substância mais preciosa que o petróleo para o ser humano e, deste modo, não seria exagero dizer que ela representa o “ouro do século XXI”. Entretanto, a conscientização sobre a preciosidade deste recurso natural é incipiente e, em geral, por interpretação completamente errônea é tratada até com desprezo. Especialmente no Brasil, que aparentemente é rico neste recurso que, muitas vezes, é interpretado como inesgotável. As principais causas são atribuíveis às faltas de conhecimento e de fundamento moral. De fato a população atual do Brasil atinge 170 milhões de pessoas, que correspondem a cerca de 3% da população mundial. Por outro lado, a disponibilidade de água doce, em termos globais, representa 14%. Este recurso de água doce está distribuído de maneira muito heterogênea, pois 80% situam-se na Amazônia e Pantanal Matogrossense, isto é, abundam em regiões de vazios demográficos. Infelizmente, as qualidades das águas da superfície terrestre estão deteriorando-se a cada dia que passa, em conseqüência de atividades humanas inadequadas, colocando em situação de perigo a continuidade de sobrevivência da vida terrestre. Na realidade, o que mais falta atualmente no Brasil não é recurso de água doce, mas há necessidade de fundamentos teóricos e educacionais que conduzam o nosso país ao desenvolvimento sustentável. É necessário que se mantenha a possibilidade de vida das gerações futuras, ao mesmo tempo que se satisfaz a necessidade da geração atual. Segundo dados da ANA (Agência Nacional de Água) a demanda atual da água miolo portugues.indd 43 5/12/08 8:48:29 AM 44 atende às seguintes finalidades: água para irrigação de produtos agrícolas = 59%, água para uso doméstico = 22% e água para atividade industrial = 19%. Com o decorrer do tempo pode haver modificações nessas cifras. Como exemplo de causa que promoveu completa reviravolta, com o decorrer do tempo, nas necessidades da água tem-se a acentuada urbanização atual da população humana. Durante a década de 40 do século passado cerca de 32% da população total do Brasil, isto é, cerca de 1/3 vivia nas cidades, mas há apenas 5 anos em 2000, cerca de 81,2% urbanizaram-se e detinham 90% do PIB (Produto Interno Bruto). Além disso a líder em demanda atual, que é a água para irrigação de produtos agrícolas é freqüentemente esquecida. Ela é também conhecida como água virtual, que representa uma média mundial de 70% da necessidade de água doce, sendo imprescindível para a produção agrícola. Enquanto nos países do primeiro mundo 37% são suficientes, em países emergentes pode atingir até 81%. Exemplificando a necessidade de água virtual estima-se que a produção de 1 quilograma de carne bovina, de cereais e de batata inglesa exija 10.000, 1.500 e 1.000 litros de água doce, respectivamente. Entre os países reconhecidos como maiores produtores e exportadores de produtos agrícolas têm-se o México, Egito e Brasil, que também representam grandes exportadores de água para irrigação de produtos agrícolas (água virtual). Por outro lado, como já foi citado anteriormente, as águas oceânicas que recobrem cerca de 70% da superfície terrestre e representam 97% do volume da água superficial total que são salgadas e a quantidade de água doce da Terra fica reduzida a apenas 3%. Como 75% do volume total de toda a água doce forma as geleiras (água sólida), 24% representariam água subterrânea e no máximo 1% da água doce existe superficialmente na forma líquida. Durante o século XX a população mundial foi triplicada, mas o consumo de água doce foi sextuplicado. Segundo estimativas da ONU (Organização das Nações Unidas), a população mundial atual de cerca de 6,2 bilhões pode aumentar 50% até 2050 e passar a 9,3 bilhões de habitantes. Com o incremento populacional, daqui a 20 anos já existe a possibilidade que até 3,5 bilhões de pessoas possam ser castigadas pela falta de água potável adequada. Entre os países mais suscetíveis poderiam ser incluídos países da África, Ásia Central e Oriente Médio. Além disso, pelo menos 200 sistemas fluviais atravessam fronteiras de muitos países e, ao mesmo tempo, águas doces de pelos menos 13 grandes rios e lagos são utilizadas por mais de 100 países. Por outro lado, 24% dos recursos de águas subterrâneas já estão suprindo 1,5 bilhão de pessoas. Pode-se pensar na possibilidade de inúmeras disputas internas por recursos hídricos, que podem chegar a guerras internacionais. Para que pesadelos supracitados não se transformem em realidade têm sido consideradas algumas medidas alternativas. Em primeiro lugar pode-se pensar na dessalinização das águas oceânicas, mas o custo seria muito alto e ficaria descartada miolo portugues.indd 44 5/12/08 8:48:29 AM 45 a possibilidade de produção de grandes quantidades de água doce. Em segundo lugar pode-se considerar o transporte de “icebergs” do continente antártico, mas esta alternativa também é muito difícil de ser colocada em prática. Atualmente, parece não existir outro caminho senão o da reciclagem em grande escala, não somente da água mas de diversos recursos naturais da Terra. miolo portugues.indd 45 5/12/08 8:48:29 AM 48 A Idade Cósmica foi um tempo de intensa atividade natural de processos endógenos (movimentos orogênicos e atividades vulcânicas), acompanhados de processos exógenos (intemperismo, erosão e sedimentação). Naturalmente foi um tempo em que nem se poderia prever o surgimento de seres vivos como o Homem. A análise dos registros de ambientes naturais, na superfície terrestre da época, comprova a existência de condições mais severas que as imagináveis. O dióxido de carbono da atmosfera terrestre foi eliminado pelo incessante processo de fotossíntese, que utiliza este gás como matéria prima, desenvolvido por algas marinhas primitivas fornecedoras de oxigênio à atmosfera desde o Pré-cambriano. Simultaneamente, grande parte do dióxido de carbono foi precipitada como calcário, em parte por processos bioquímicos e em parte por processos inorgânicos, eliminando enormes quantidades deste gás das águas oceânicas. Através do processo evolutivo terrestre como o supracitado teve início o Éon Fanerozóico, desde o Período Cambriano até hoje, que representa um intervalo de tempo relativamente curto de apenas 13% da geologia histórica. O Éon Fanerozóico iniciou-se há cerca de 570 milhões de anos e através das eras Paleozóica, Mesozóica e Cenozóica chegou aos dias atuais. A evolução continuou até os mamíferos que representam a Era Cenozóica, tendo iniciado com os animais vertebrados como peixes, anfíbios, répteis e aves na metade superior da Era Paleozóica superior, quando houve desenvolvimento de animais e vegetais terrestres. Nós humanos somos os seres vivos mais representativos da última etapa da história evolutiva. Imagina-se que para atingir o clímax da evolução de animais vertebrados o ser humano tenha passado pela fase de antropóide. Pensava- se até cerca de 2 anos passados, que o crânio datado em aproximadamente 2 milhões de anos passados, encontrado no Estreito de Olduvai em Tanzânia (Continente Africano), segundo resultados de estudos de paleontologia humana, representava o antropóide mais antigo. Entretanto, o fóssil de antropóide descoberto em 2003 no deserto de Djourab, também no Continente Africano parece ser mais antigo, com talvez 7 milhões de anos, isto é, da Época Miocena. Se a descoberta e a idade supracitadas forem confirmadas a história do ser humano na geologia histórica corresponderia, no mínimo, a 0,15%. Por outro lado, estima-se que o cultivo de produtos agrícolas e a criação de animais domésticos, utilizáveis na alimentação humana tenha se iniciado há cerca de 10 mil anos passados, quando o ser humano teria começado uma vida semelhante à atual. Neste alvorecer da civilização a população ainda era pequena e possuía inteligência e conhecimento suficientes para levar uma vida extremamente primitiva. Com o desenvolvimento da inteligência o conhecimento também foi ampliado e, aproveitando rochas facilmente disponíveis na natureza, na Idade da Pedra Lascada o homem partiu-as em formas adequadas e fabricou os instrumentos líticos. Em seguida passou a desgastar antes do uso, quando se iniciou a Idade da Pedra Polida. A preparação adequada de alimentos de origens animal e vegetal, mais miolo portugues.indd 48 5/12/08 8:48:29 AM 49 necessários à vida cotidiana, passou a ser executada com instrumentos líticos. Mais tarde, com a introdução da metalurgia apareceu o uso de metais como cobre, ferro e zinco, que apresentam diversas propriedades mais vantajosas que as rochas. Iniciou- se a Idade dos Metais, quando os instrumentos metálicos passaram a ser fabricados após fusão térmica. Entre o fim do século XVIII e o século XIX, tendo a Inglaterra como país mais importante, teve início completa transformação social intitulada Grande Revolução Industrial, que foi baseada na descoberta da motomecanização. Até meados do século XX, como fonte de energia que moviam as máquinas foram utilizados combustíveis fósseis (principalmente carvão e petróleo). Nos últimos 50 anos têm sido usados principalmente petróleo e energia nuclear e, no momento, poucos são os países que empregam o carvão como fonte de energia. Quando comparada à evolução natural da Terra, os seres humanos conseguiram, concomitantemente ao avanço tecnológico em curto lapso de tempo, assustadora capacidade construtiva que é superada pela destrutiva. Não há dúvida de que a situação atual é, ao mesmo tempo, admirável e ameaçadora. Fala-se que a população mundial atual é de 6,2 bilhões de habitantes que, em 2050, com incremento de 50% chegue a 9,3 bilhões de habitantes. Com o objetivo de fornecer adequadamente os recursos naturais necessários à população, que cresce rapidamente, os seres humanos estão realizando “cirurgia plástica” profunda, de grande escala em tempo curtíssimo, na superfície do único planeta do universo que é habitável por nós. O volume total de rocha e solo, mobilizado anualmente pelo ser humano na superfície da Terra nos dias atuais, chega ao dobro do Monte Fuji (Japão). A quantidade de sedimento movimentada nos últimos 5.000 anos passados seria suficiente, ao ser empilhada, para formar um monte de 40 quilômetros de largura, 100 quilômetros de comprimento e 4 quilômetros de altura. Isso corresponde à forte erosão vertical de 360 metros da superfície continental da Terra por todos os rios e geleiras do mundo em 1 milhão de anos. Os cultivos agrícolas, as terraplanagens para construção e expansão urbanas, as atividades de escavação para mineração e as obras de construção de usinas elétricas ou de rodovias e portos têm atuado no completo reafeiçoamento antrópico da superfície da Terra. A grandiosidade dessas atividades antrópicas só é suplantada pela tectônica de placas, que é um processo de dinâmica interna deste planeta. Talvez seja possível que a ocorrência de fenômenos naturais freqüentemente perigosos seja neutralizada pela rapidez dos fenômenos gerados pela atividade antrópica. Os sedimentos estão sendo transportados desde 540 milhões de anos passados, através de processos de erosão natural, à velocidade capaz de erodir 30 metros da superfície continental a cada milhão de anos. Isso significa que o processo erosivo antrópico promovido desde o ano 1000 superou a velocidade do fenômeno natural. miolo portugues.indd 49 5/12/08 8:48:29 AM 50 Os recursos naturais mais necessários, em áreas de alta densidade demográfica, são água doce potável e materiais de construção (areia e cascalho). Por exemplo, nas vizinhanças de São Paulo, esses recursos já atingiram a situação limite e não existem fontes de suprimento disponíveis, que permitam aumentar a quantidade atual de produção. Já não há mais recursos de água doce nas cercanias, de modo que futuramente São Paulo terá que depender do relativamente poluído Ribeira de Iguape, que dista mais de 200 quilômetros. Os materiais de construção provenientes dos depósitos aluviais do Rio Tietê, nas cercanias de São Paulo, não têm sido suficientes e têm sido supridos também do leito e de depósitos aluviais do Rio Paraíba do Sul, a mais de 100 quilômetros de distância. Além disso, no alto Rio Tietê nas vizinhanças de Mogi das Cruzes, desde alguns anos passados, têm surgido disputas por choques de interesses entre horticultores dos arrabaldes de São Paulo e as mineradoras de areia e cascalho para material de construção dos depósitos aluviais. A relação entre populações rural e urbana do Brasil, na década de 50 do século XX ,era de 2/3 para 1/3. Conforme recenseamento nacional de 2000 houve forte urbanização e 80% constituem a população urbana. Além disso, foi possível detectar também uma tendência ao aumento de áreas (latifúndios) e para monocultura (principalmente de cultura de soja), destinada especialmente à exportação. Os processos geológicos externos deverão ser cada vez mais intensificados pela necessidade de implementar hidrovias, rodovias e ferrovias, que permitam o transporte aos portos para exportação de soja e outros produtos agropecuários. A exacerbação e deterioração, dos processos geológicos externos provocados pelo Homem, na busca de recursos em São Paulo e adjacências nos dias de hoje, deverão estender-se às regiões metropolitanas de outros estados, pela crescente urbanização da população brasileira. A área de terras, que propiciam atividades de produção agrícola, existente atualmente sobre os continentes, que pode ser conduzida sob condições sustentáveis aos processos geológicos exógenos de origem antrópica, limita-se a aproximadamente 40%. Supõe-se que população mundial atual seja acrescida de mais 50% até o ano de 2050 e atinja a cifra de 9,3 bilhões de habitantes. Deve-se reduzir o impacto do papel desempenhado pelo ser humano nos processos geológicos externos, como medida de proteção das terras supracitadas, que devem fornecer alimentos para esta população. miolo portugues.indd 50 5/12/08 8:48:29 AM 53 designação inglesa, quando os “Vikings” (habitantes, por exemplo, da Dinamarca na Península da Escandinávia) alcançaram grande desenvolvimento na região. Era uma época em que, ao adentrar pelo Oceano Ártico em pequena embarcação, a temperatura tornava-se amena, quando a linha de neve das Montanhas Rochosas encontrava-se 300 metros acima da atual. Como se sabe pelo estudo de amostras de anéis de crescimento anual de árvores do Alasca, quando se converte em temperatura admite-se que tenha sido 2 a 3o centígrados superior à atual. Durante quase 350 anos, entre 1540 e 1890, na Europa e também no Japão houve diminuição de temperatura e nas cadeias montanhosas dos Alpes ocorreu avanço de geleiras, que causaram estragos em estradas de vilas piemontanas. Este período de resfriamento climático foi denominado de “Pequena Idade do Gelo”. Na França ocorreu má safra e o congelamento das águas do Rio Sena no inverno impediu o transporte fluvial e o povo enraivecido revoltou-se contra o aumento repentino do preço da farinha de trigo. Há até uma versão de que a revolução francesa estaria relacionada a esses fatos. Além disso, o exército de Napoleão em expedição à Rússia teria sido torturado por esta onda anômala de frio, que poderia ter sido uma das causas do fracasso da invasão. Entre os fatores que provocaram este resfriamento climático pode-se admitir a ativação do vulcanismo em escala mundial como, por exemplo, a grande erupção em 1815 do Vulcão Tambora (Indonésia) que, no ano seguinte, produziu anomalias climáticas em várias partes do mundo. Por exemplo, na região de Nova Inglaterra nos Estados Unidos o clima tornou-se continuamente instável e até nevou em junho. Em pleno verão houve invasão de quatro ondas de frio que, em função de temperaturas congelantes, provocou perda quase total das culturas agrícolas. As pessoas idosas da época declaravam unanimemente, jamais ter experimentado um verão tão frio. Como uma das causas do interesse e da grande ênfase que se atribui, nos dias atuais, às anomalias climáticas pode-se pensar, em primeiro lugar, nas flutuações repentinas do clima que, de verão frio passa, por exemplo, para calor escaldante. Além disso, pode-se imaginar um incremento muito grande do reflexo das flutuações climáticas nas tendências da economia de consumo globalizada. Com base nesses fatos as informações sobre as anomalias climáticas tornaram-se mais sensíveis e, ao mesmo tempo, as avaliações das anomalias climáticas estão sendo aperfeiçoadas e vem sendo conduzidas com maior racionalidade. Em função da seca de alcance mundial a produção de cereais despencou em 1973 e notícias sobre o perigo da falta de alimentos chegaram a ser propaladas. Diversos países, a começar pela antiga União Soviética, disputaram a procura de alimentos junto aos Estados Unidos e, conseqüentemente, o mercado sofreu um aumento repentino de preços. Simultaneamente, para controlar a inflação, os Estados Unidos regulamentaram a exportação de alimentos, que causou aumento ainda maior miolo portugues.indd 53 5/12/08 8:48:30 AM 54 de inquietações. Deste modo houve uma época em que se tornou importante, para a sociedade e economia de cada país, tomar medidas preventivas baseadas em coletânea de informações sobre anomalias climáticas em âmbito mundial. Além disso, o conhecimento cada vez mais aperfeiçoado da natureza das anomalias climáticas fez com que medidas de prevenção passassem a ser encaradas com seriedade crescente. Não somente as grandes empresas, mas até supermercados e centros comerciais de venda de artigos da vida cotidiana (vestuários, bebidas e comidas, além de produtos de estação), começaram a atribuir maior importância às informações meteorológicas precisas. Na comparação entre anomalia climática e mudança climática comumente há até possibilidade de confusão. Entretanto, existem diferenças fundamentais entre ambas, pois a duração da primeira não passa de cerca de um mês ou, no máximo, alguns meses. A segunda pode estender-se por mais de dez anos até dezenas de milhares de anos, constituindo fenômenos cujas flutuações podem durar tempos extremamente longos em confronto com a efêmera vida humana. Embora talvez não seja uma comparação muito adequada, ao considerar as doenças que atingem nós seres humanos, a anomalia climática corresponderia à doença aguda e a mudança climática representaria uma doença crônica. Por exemplo, flutuação de poucos graus centígrados na temperatura média mensal, em relação aos valores de anos normais, comumente desaparece em um a três meses. Porém em tendência anual de mudança climática, correspondente a 1/10 ou até menos do valor supracitado, pode prosseguir por algumas dezenas ou dezenas de milhares de anos e, se a temperatura cair em 10o centígrados em relação a atual, poderá ter início um período glacial. Embora anomalia climática e mudança climática sejam fundamentalmente distintas, não se pode dizer que sejam completamente independentes. Entre mudanças climáticas de curta duração existem as que sofrem flutuações em algumas dezenas de anos. Mudanças climáticas com esta duração possuem íntima relação com a origem das anomalias climáticas. Além disso, anomalias climáticas e mudanças climáticas distintas podem produzir efeitos, que atuam simultaneamente com diferentes intensidades e, nós seres humanos modificamos também o clima e o tempo de várias maneiras. Conseqüentemente, torna-se difícil interpretar até que ponto a condições ambientais encontradas, em um local da superfície terrestre, durante um certo intervalo de tempo, representa anomalia e/ou mudança climática e qual é o papel do efeito antrópico no processo. Não somente ocorre atuação simultânea de anomalia climática, mudança climática e efeito antrópico mas sabe-se, hoje em dia, da existência de fenômenos do tipo “Super El Niño” no passado geológico, semelhantes às anomalias climáticas produzidas na América do Sul, nas zonas costa-afora do Peru e Equador. Foram descobertas evidências de ocorrências, por várias vezes, há alguns milhares de anos em diversas partes do Brasil (delta do Rio Doce no Espírito Santo, margens do miolo portugues.indd 54 5/12/08 8:48:30 AM 55 Rio Xingu e Zona de Mineração da Serra dos Carajás, ambas no Estado do Pará). Os fenômenos “El Niño”, dos dias atuais, duram somente alguns meses e não podem ser designados de mudanças climáticas. Por outro lado, as considerações sobre a influência das mudanças climáticas do século XX, do dióxido de carbono e outros gases-estufa exalados por atividades antrópicas, são baseadas em medidas instrumentais. O aquecimento global e a conseqüente subida de nível do mar durante o século passado têm sido interpretados, de modo simplista, como conseqüência da exalação de gases-estufa pela mecanização ocorrida durante a Grande Revolução Industrial. Na realidade, tanto a temperatura média da superfície terrestre quanto o nível do mar, têm subido durante os últimos 100 anos. Entretanto, no mesmo intervalo de tempo, vem ocorrendo recuperação natural da temperatura superficial da Terra após o término da Pequena Idade do Gelo, que durou cerca de 350 anos. Portanto, antes de definir o papel do ser humano no aquecimento global, há necessidade de se conhecer melhor a taxa de aquecimento natural da temperatura superficial da Terra, em função do término da Pequena Idade do Gelo. Ao mesmo tempo, mais de 20 períodos glaciais, intercalados de períodos interglaciais, alternaram-se nos últimos 2,6 milhões de anos. O intervalo de tempo, quando o homem moderno aumentou ainda mais as atividades, até hoje tem sido considerado como pós-glacial, isto é, as glaciações teriam se encerrado. Mas o clima atual é semelhante ao dos períodos interglaciais do passado e, portanto, não se pode garantir que as glaciações não mais ocorrerão. Não está completamente descartada a possibilidade de que, nas próximas centenas de anos, a temperatura média da Terra despenque naturalmente até cerca de 10o centígrados e que se inicie um novo período glacial. Como conclusão final pode-se dizer que há necessidade de se pesquisar, ainda mais, os diversos fatores que causam as flutuações climáticas e as mudanças climáticas. miolo portugues.indd 55 5/12/08 8:48:30 AM 58 Um exemplo real deste tipo é o deserto de Atacama do norte do Chile que, por passar até mais de 10 anos sem chuva, pode ser considerado o deserto mais seco do mundo. Segundo a crença popular, os desertos e as dunas apresentariam relações inalienáveis. Como uma das evidências disso a designação “sabaku” (deserto, em língua japonesa) significa “extensa planície arenosa”. Recordo-me ainda, que no programa, de conhecida televisão brasileira, os campos de dunas costeiras conhecidos nos meios turísticos como “Lençóis Maranhenses” no Estado do Maranhão, foram apresentados pelo repórter como se fosse um deserto. Nesta região a pluviosidade é superior a 1.000 milímetros por ano e, portanto, não é um deserto. Como principais causas de formação de dunas têm-se a existência de grande quantidade de areia quartzosa fina e de ventos alísios incessantes e de alta velocidade. O extenso campo de dunas fósseis da margem esquerda do médio Rio São Francisco, no interior do Estado da Bahia, ocupa uma área de cerca de 7.000 quilômetros quadrados. Estende-se ao longo do Rio São Francisco por 200 quilômetros, entre as cidade de Barra e Pilão Arcado e as dunas alcançam até 50 metros de altura. Até em artigos científicos esta região é referida como deserto. A pluviosidade atual é de 600 a 800 milímetros por ano e o clima pode ser denominado de semidesértico. Além disso, estudos paleoclimáticos baseados em palinomorfos de depósitos de turfa permitiram concluir a existência no passado de paleoclimas mais frios e mais úmidos que o atual, mas não foi detectada evidência de paleoclima desértico no passado. O Rio São Francisco nasce no Estado de Minas Gerais e no seu percurso de alguns milhares de quilômetros carrega grande quantidade de areia quartzosa fina que, no interior do Estado da Bahia, foi transportada por ventos de alta velocidade no sentido noroeste. A origem do extenso campo de dunas fósseis está também ligada ao obstáculo formado por uma serra quartzítica disposta na direção norte-sul. A espessura dos depósitos arenosos eólicos junto a esta serra quartzítica chega a 100 metros. Entretanto não foram descobertas, até o momento, quaisquer evidências de que este campo de dunas fósseis tenha relação com clima desértico. Como se pode ver acima as dunas não estão necessariamente relacionadas a desertos, mas em muitos desertos desenvolvem-se conspícuas dunas. Por outro lado existem também desertos pedregosos praticamente sem dunas. Neste caso o clima é também muito seco e praticamente não há desenvolvimento de vegetação e a superfície acha-se recoberta de fragmentos de rocha. Entre os aforismos que se transformaram em modismo tem-se o fenômeno denominado “desertificação”. Neste caso o ambiente natural é deteriorado e a estabilidade da paisagem é rompida e, como conseqüência, desencadeam-se vários fenômenos. Tem- se, por exemplo, escorregamentos de vertentes íngremes, fenômeno de erosão acelerada de terras agricultáveis, além de formação súbita de dunas. Esses fenômenos naturais, que são acionados repentinamente, ocorrem comumente em regiões desérticas. Embora se designe de “desertificação”, nem sempre a pluviosidade da região é reduzida até miolo portugues.indd 58 5/12/08 8:48:30 AM 59 transformação em verdadeiros desertos. Atualmente, como o ser humano transformou- se em agente muito importante de mudanças superficiais mesmo em regiões de climas não-desérticos, como conseqüência de uso do espaço físico com desenvolvimento de atividades inadequadas, são originados fenômenos de “desertificação”. Em tempos modernos, quando cerca de 70% da população humana mundial sofreu urbanização, a vida da maioria das pessoas tornou-se muito confortável. Porém, ao mesmo tempo, os ambientes naturais da Terra sofreram impacto antrópico acelerado e em grandes metrópoles como Tóquio e São Paulo, diferentemente dos climas agradáveis dos arrabaldes, reinam climas urbanos caracterizados por temperaturas altas e umidades baixas. Nos países em desenvolvimento, a explosão demográfica tem sido sustentada pela expansão de roçados queimados e pelos desmatamentos destinados à extração de madeira para lenha. Essas atividades antrópicas iniciam a expansão da “desertificação” pela degradação dos ambientes naturais, acompanhada de redução de umidade. O avanço do desmatamento propicia a brusca redução da umidade do solo e, mesmo com a aproximação de baixa pressão atmosférica, não ocorre chuva e transforma-se em causa de seca. Segundo versão originária de Quênia (África), só a prática de reflorestamento em escala nacional poderá livrar o país do efeito de mudanças climáticas induzidas pelo desmatamento, que produz a “desertificação”. As florestas recobrem cerca de 30% das superfícies continentais da Terra e desempenham papéis importantes na manutenção das condições climáticas. Em primeiro lugar absorvem parte das radiações solares, mas a parte refletida (não- absorvida) depende do albedo (índice de refletividade). Quanto menor for o albedo maior é a absorção e quanto maior for o índice de refletividade menor é a absorção pela superfície terrestre, de modo que diminui a temperatura atmosférica. Nos casos de florestas escuras o albedo é de 3 a 10%, nas aciculadas de 5 a 15%, nas latifoliadas de 10 a 20% e nos desertos de 25 a 30%. O valor médio do albedo na Terra é de 30% e o maior índice de refletividade corresponde à superfície da neve, que varia de 46 a 86%. Ao mesmo tempo, as florestas desempenham também um importante papel na preservação da umidade. Na ausência de florestas a chuva escoa rapidamente pela superfície terrestre ou sofre evaporação. Os solos que encobrem o interior das florestas contém restos vegetais, como gravetos e folhas em decomposição e conservam abundante umidade, que é evaporada lentamente. Por isso o ambiente é mantido em condição de equilíbrio estável e, ao mesmo tempo, o suprimento da umidade à atmosfera é mantido continuamente. O fornecimento de umidade atmosférica supre, simultaneamente, calor à atmosfera na forma de calor latente de água. Grande quantidade de calor é liberada também para a atmosfera em áreas continentais com florestas pluviais tropicais. Este calor é somado ao calor proveniente dos mares tropicais e, em obediência à dinâmica atmosférica de todo o planeta, constitui importante fator na determinação dos climas da Terra. miolo portugues.indd 59 5/12/08 8:48:30 AM 60 Essas importantes florestas estão em processo de desflorestamento no mundo inteiro, principalmente nas regiões tropicais. Neste processo de destruição o ser humano derruba diretamente as árvores, cujos espaços são transformados em áreas agrícolas ou, ainda mais violentamente, as florestas são queimadas antes das atividades agrícolas ou as árvores são cortadas para obtenção de madeira para carvão vegetal combustível. Não haveria outra maneira de manter a qualidade de vida da população humana crescente? Uma vez destruídas, as florestas são dificilmente regeneradas e especialmente em regiões tropicais da Amazônia ou do Nordeste Brasileiro, onde as radiações solares são extremamente fortes ou onde existem campos nas condições naturais, o pastoreio excessivo propicia o avanço da desertificação. Pode-se admitir desertificação em função de mudanças climáticas naturais, mas quando as causas são antrópicas o ser humano poderia pensar no seu próprio futuro e adotar alguma medida alternativa. Em relação aos climas mundiais atuais, vários países da África foram vitimados pela seca e estão enfrentando grande perigo da falta de alimentos com 1.540.000 pessoas sofrendo com a fome. Em termos regionais, até a primeira metade da década de 1970 o centro da seca situava-se a noroeste da África (borda vegetada sul do deserto do Saara) mas posteriormente expandiu-se para Etiópia e leste da Somália, além de sul da África. Quanto às causas da seca pensa-se que o fenômeno “El Niño” de 1972 e 1982, que aumentou a temperatura das águas oceânicas em relação aos anos normais na região leste do Oceano Pacífico Equatorial, tenha estendido a sua influência até a África. O avanço da desertificação na África deve-se ao efeito combinado de vários fatores, como baixa pluviosidade, política colonialista, guerras civis, além de aumento populacional. Além de um socorro emergencial, para o futuro seria desejável um socorro erradicativo e, além disso, esclarecimento das causas e mecanismos das secas. Nas condições climáticas atuais do Brasil, onde existiriam áreas mais suscetíveis à desertificação, causada por atividades humanas inadequadas? Até o momento são raros os artigos científicos que apresentam aspectos relacionados à desertificação no Brasil. Foi apresentado um artigo sobre o avanço da desertificação em região de solo arenoso e de vegetação campestre natural, causado por pastoreio excessivo no Estado do Rio Grande do Sul, onde a pecuária é uma atividade muito intensa. Os solos arenosos do Quaternário estão distribuídos por extensas áreas da bacia hidrográfica do Rio Amazonas e no Pantanal Matogrossense. A estabilidade dos ambientes naturais dessas regiões é muito frágil e, portanto, grande é a possibilidade de que ela seja rompida por atividades antrópicas. Pode-se pensar que, em território brasileiro, o fenômeno da desertificação possa ocorrer repentina e extensivamente nas regiões supracitadas, concomitante ao aumento populacional, tornando cada vez mais complicada a recuperação. miolo portugues.indd 60 5/12/08 8:48:30 AM 63 natural deverá manter-se nos próximos mil anos, caso seja ignorada a influência das atividades antrópicas. Segundo resultados de pesquisas do grupo do Dr. Karmann, as radiações solares diretas intensificadas fortalecem a circulação dos ventos úmidos que sopram do Oceano Atlântico Oriental rumo às Florestas Pluviais Tropicais da Amazônia. Esses ventos alísios circulam pelas porções inferiores da atmosfera nas proximidades da superfície terrestre e, ao penetrar na Amazônia, mudam de orientação para o sul e transportam umidade para o sul e sudeste do Brasil. Desta maneira, ao atingir o norte da Argentina e Paraguai propicia formação de nuvens de chuva e a precipitação pluvial. Em estações de radiações solares mais enfraquecidas os ventos alísios também se aquecem e a umidade que provoca as chuvas no sul e sudeste é originária especialmente do Oceano Atlântico Sul. Simultaneamente às pesquisas paleoclimáticas executadas nos estados de São Paulo e Santa Catarina, Dr. Augusto Auler do Instituto de Geociências da Universidade Federal de Minas Gerais tem realizado pesquisas na região nordeste do Estado da Bahia. Como conseqüência sabe-se que, quando a Z.C.I.T. (Zona de Convergência Intertropical = zona limítrofe entre massas de ar dos hemisférios norte e sul) situava-se no Nordeste Brasileiro, mais ao sul que atualmente, há evidências registradas de que tenha havido desenvolvimento de Florestas Pluviais Tropicais na região. Mais tarde, quando a Z.C.I.T. tornou-se estacionária ao norte, sem se aproximar do continente, a fisionomia vegetal adquiriu características semelhantes às atuais, isto é, de caatinga semidesértica. Outros grupos de pesquisa empregaram diferentes métodos de análise e já haviam constatado a existência de fases de desenvolvimento de Florestas Pluviais Tropicais no Nordeste Brasileiro. A época em que o Nordeste Brasileiro exibia floresta pluvial, e provavelmente as florestas Amazônica e a Mata Atlântica apresentavam continuidade, deve ser recuada para cerca de 15 mil anos passados. Foram também verificadas outras épocas, quando a pluviosidade do Nordeste Brasileiro era mais alta que a atual, há 39 mil, 48 mil e 60 mil anos passados, com durações de alguns milhares de anos. Admite-se que a região semidesértica do interior do Estado de Bahia, situada no Nordeste Brasileiro, exibia pluviosidade maior que atualmente há 21 mil anos passados. No leito de um rio atualmente efêmero ocorrem tufos calcários precipitados na época, que hoje estão em desmantelamento. Esses tufos calcários contém abundantes restos vegetais, principalmente folhas fossilizadas. Juntamente foram descobertas ossadas de bicho-preguiça gigante denominado cientificamente de Megatherium, além de tatu gigante chamado Glyptodon. Foram também encontradas ossadas de um macaco de nome científico Caipora, com cerca de 40 quilogramas de peso, corresponde a cerca de dobro de maior macaco vivente no Brasil, denominado muriqui. A região habitada por Caipora possui uma largura de mil quilômetros e antigamente representava continuação da Floresta Pluvial Tropical da Amazônia e constituía uma zona de transição para a Mata Atlântica. miolo portugues.indd 63 5/12/08 8:48:31 AM 64 Em futuro próximo, como conseqüência de desflorestamento, deverá ocorrer mudança na precipitação pluvial das regiões sul e sudeste do Brasil, pois haverá diminuição na umidade suprida pelo Oceano Atlântico à Floresta Pluvial Tropical da Amazônia. Por exemplo, já no verão da Amazônia entre 2004 e 2005, a umidade atmosférica suprida por esta região não atingiu as regiões sul e sudeste, distantes da zona equatorial. Atingiu os interiores dos estados de Minas Gerais e Bahia, onde ocorreu intensa precipitação pluvial. O Estado do Rio Grande do Sul, no extremo sul do Brasil, foi vítima da seca e dos estragos causados pela insuficiência de umidade da Amazônia. Além disso, análises das razões entre os isótopos de oxigênio-18 e oxigênio-16 também foram realizadas. Essas razões correspondem às relações de abundância entre os isótopos mais pesado (18) e mais leve (16) do oxigênio, que entram na composição do mineral (carbonato de cálcio) da estalagmite. Estas razões dependem da composição química das águas pluviais da época e permitem reconstituir as mudanças paleoclimáticas dos últimos 500 mil anos. As amostras de estalagmite coletadas no interior das cavernas foram inicialmente submetidas às medidas geocronológicas e, a seguir, foram realizadas medidas das razões entre oxigênio-18 e oxigênio-16 no sentido do seu crescimento, isto é, no rumo ascendente. Em regiões tropicais da Terra, o oxigênio mais pesado é descartado seletivamente das primeiras precipitações pluviais, com conseqüente concentração do teor de oxigênio mais leve nessas águas. Em conclusão, os anéis de crescimento circular dos estalagmites exibem mudanças nas razões isotópicas de oxigênio com o tempo. Essas mudanças registram flutuações nas precipitações pluviais da época e, portanto, desempenham o papel de um pluviômetro geológico. Os ventos alísios saturados de umidade suprida da Região Amazônica são também estimulados pela umidade de origem oceânica da Zona de Convergência do Atlântico Sul e, por vezes, pode formar zona nublada, que se estende por 5 mil quilômetros de noroeste para sudeste. Quanto mais fortes as intensidades das radiações solares diretas, tanto maiores serão as temperaturas e umidades das regiões tropicais e, portanto, na Zona de Convergência do Atlântico Sul intensifica-se e avança mais para o sul, aumentando a precipitação pluvial naquela área. Neste caso, o isótopo mais pesado de oxigênio-18 é carreado pelas primeiras chuvas e o isótopo mais leve de oxigênio-16 torna-se dominante. Contrariamente, quando as intensidades das radiações solares diretas enfraquecem no hemisfério sul, diminui a influência dos ventos alísios e, praticamente, a umidade da Região Amazônica não atinge aquela área. Por essas flutuações de umidade abaixo da linha do equador, pode- se entender também a época quando a região ocupada pela atual caatinga (bosques dominados por vegetação espinhosa de porte geralmente pequeno) transformou-se em Floresta Pluvial Tropical. Em regiões assoladas por freqüentes e violentas mudanças climáticas, como o Nordeste Brasileiro, o incremento da umidade promove expansão miolo portugues.indd 64 5/12/08 8:48:31 AM 65 imediata das florestas e campos, que se refugiaram comumente em áreas de planaltos. As florestas retraíram pelo readvento da seca porém, mesmo no interior das caatingas atuais, restaram ilhas de florestas verdes denominadas de pântanos (ou brejos). O prognóstico confiável de mudanças climáticas, por influência de atividades antrópicas futuras, é praticamente impossível sem um conhecimento mais preciso das mudanças paleoclimáticas naturais, ocorridas nas últimas dezenas a centenas de milhares de anos. miolo portugues.indd 65 5/12/08 8:48:31 AM 68 em solução na água intersticial. Rochas graníticas, que são hipogênicas (ou plutônicas) são originadas a algumas dezenas de quilômetros de profundidade e acham-se submetidas a altíssimas pressões. Quando sofrem processos naturais epirogênicos ou orogênicos podem ser soerguidos ou podem ser expostos por atividades antrópicas em pedreiras, quando sofrem alívio de pressão e produzem esfoliação. Deste modo formam-se diaclases (ou fraturas) aproximadamente paralelas à superfície do terreno, que propicia a atuação de outros processos de intemperismo físico. Esses fenômenos naturais são particularmente notáveis em climas frios (na Antártida ou Groenlândia em altas latitudes ou na Cordilheira do Himalaia em altitudes elevadas) ou em climas secos (desertos do Saara e Gobi), caracterizados pela baixa disponibilidade de água líquida. O fenômeno é também conspícuo no Nordeste Brasileiro, que exibe clima semidesértico. O intemperismo físico processa-se praticamente sem reações químicas e, portanto, não ocorrem transformações químicas, mineralógicas ou volumétricas. Porém, o incremento da superfície específica dos fragmentos rochosos expõe áreas maiores, de modo que se tornam mais suscetíveis às reações químicas. Até cerca de 50 anos passados acreditava-se que os depósitos de brecha com abundante matriz distribuídos no sopé do Pico do Itatiaia, nas divisas dos estados de Rio de Janeiro, São Paulo e Minas Gerais, de quase 3 mil metros de altitude e composto de rochas alcalinas, representavam o único registro de glaciações quaternárias no Brasil. A quase totalidade dos fragmentos desta brecha é composta de rochas ígneas alcalinas. Pelos dados atualmente disponíveis esses depósitos seriam do Período Terciário (épocas Eoceno ou Oligoceno) e sem qualquer relação com tills de atividade glacial. Acredita-se atualmente que sejam depósitos proximais de leques aluviais alimentados pelo Pico de Itatiaia, que representam fácies marginais da Bacia de Resende (RJ). Embora os ciclos de períodos glaciais e interglaciais, particularmente numerosos no Período Quaternário do hemisfério norte, tenham influído diretamente no Brasil, até agora não foram descobertas provas de que, naquele intervalo de tempo, alguma região tenha sido recoberta por geleiras. Geralmente nas regiões desérticas e semidesérticas, que são muitas vezes dominados por processos de intemperismo físico, também predominam processos de erosão mecânica. Nos desertos onde atuam fortes ventos no transporte de areia quartzosa, por efeitos de impacto e atrito contra paredes rochosas, especialmente nas de natureza arenítica, dá origem a relevos residuais peculiares com formas de taça ou de cogumelo. A precipitação pluvial dessas regiões é reduzida e concentrada e, portanto, exibe alta capacidade física de destruição. As enxurradas formadas por chuvas concentradas não são canalizadas e provocam enchentes-relâmpago, que inundam a superfície terrestre. A repetição dos fenômenos de grandes inundações torrenciais é característica de zonas secas e dá origem a peneplanos. Especialmente, quando o relevo é formado por rochas de diferentes naturezas erodidas indistintamente, pode-se empregá-lo como prova de existência de clima seco no passado. miolo portugues.indd 68 5/12/08 8:48:31 AM 69 Pelo fenômeno do intemperismo químico as rochas são decompostas através da catálise centrada na água líquida por hidratação, carbonatação, oxidação, hidrólise e dissolução. No processo de lixiviação as substâncias obedecem a seguinte ordem de decrescimento: cloreto, ácido sulfúrico, sódio, magnésio, cálcio, potássio, silício, ferro e alumínio. Quanto mais altas as taxas de reação (depende da temperatura) e de percolação (depende da pluviosidade e da drenagem) são lixiviadas até as menos suscetíveis. Entre as substâncias residuais o processo de sialitização (ou de argilização) leva ao produto de intemperismo químico de regiões temperadas. A constituição e a espessura do manto de intemperismo (além do solo abrange toda a zona de intemperismo até a mais profunda) dependem dos climas e as substâncias residuais podem recombinar-se para formação de vários tipos de argilominerais, cujas características correspondem ao clima da época. Em climas tropicais com alta pluviosidade o pH (concentração de íon hidrogênio) é ácido e pode formar depósito de caulinita como mineral residual. Em climas tropicais com baixa pluviosidade geralmente o pH é alcalino e podem ser originados argilominerais como esmectita e paligorsquita. O argilomineral paligorsquita, contido em arenitos do Período Cretáceo (época da extinção dos dinossauros) do Grupo Bauru da Bacia do Paraná, foi originado em ambiente continental semi-árido sob condições de pH alcalino. No Período Quaternário (últimos 2 milhões de anos), o ambiente pedogenético foi de clima tropical chuvoso e o pH ácido, que propiciou a transformação daquele argilomineral em caulinita. Como se pode compreender pelas considerações acima, nenhum processo de intemperismo químico pode ser admitido na ausência da água. A água pode participar diretamente na reação química ou, no mínimo, torna o ambiente adequado às reações químicas, entre as quais as principais são as seguintes: Hidratação, onde a água reage diretamente com outros materiais;a) Carbonatação, que provoca a substituição de vários minerais por carbonatos;b) Oxidação, que pode ocorrer natural ou artificialmente e no primeiro caso, por c) exemplo, ocorre por entrada de ácidos em outras rochas (exemplo: arenito) mas no segundo caso, por exemplo, pela infiltração de ácido em rochas armazenadoras para se tentar a recuperação secundária de petróleo; Hidrólise, quando os sais reagem com água e dão origem a ácidos e bases; ed) Dissolução, quando líquidos como as águas intersticiais e sólidos ou gases entram e) em harmonia e formam soluções com líquidos. O intemperismo químico necessita de água no processo e, portanto, ocorre mais ativamente em locais de alta precipitação pluvial. No território brasileiro, geralmente, o intemperismo químico sobrepuja o físico, em termos de área de ocorrência. Na região Amazônica, por exemplo, ocorre conjunção de alta pluviosidade e temperatura média alta, de modo que o intemperismo químico torna- miolo portugues.indd 69 5/12/08 8:48:31 AM 70 se muito acentuado. Nessas regiões os argilominerais são principalmente caulínicos que, ao sofrer maior intensidade de lixiviação da sílica, como mineral residual restará a gibbsita. Este mineral é um hidróxido de alumínio, que constitui o minério deste metal denominado de bauxita. Como uma das evidências de que, na Bacia Amazônica o clima se manteve semelhante ao atual por vários milhões de anos, existem depósitos de bauxita mundialmente conhecidos. As rochas originais, que foram submetidas ao processo de bauxitização desde o Terciário inferior (vários milhões de anos), devem ser sedimentos continentais. Ao mesmo tempo os solos desta região apresentam muitos hidróxidos de ferro entre os minerais residuais. Mas eles não são usados como minério de ferro para siderurgia e o minério com esta finalidade está sendo explorado, por exemplo, no Platô de Carajás (PA). Pensa-se que as rochas originais do Pré-cambriano (alguns bilhões de anos passados) continham jaspilitos ricos em ferro que, de maneira análoga à bauxita, sofreram lixiviação de sílica em ambiente chuvoso e quente, durante alguns milhões de anos e originaram o atual minério de ferro oxidado. Ao lado disso há cerca de 15 anos foram realizadas pesquisas sobre variações climáticas dos últimos 60 mil anos, na região do Platô de Carajás (PA). A amostra usada na pesquisa foi um testemunho de cerca de 6 metros, que foi obtida por vibrotestemunhador de depósitos de lagoas alojadas em pseudo-dolinas (as verdadeiras dolinas são depressões em áreas calcárias em formas de almofariz e diâmetros de alguns centímetros a 200 metros e mais comumente de cerca de 20 metros, profundidades de alguns centímetros a 100 metros). As datações geocronológicas foram feitas pelo método do radiocarbono em restos orgânicos vegetais contidos nos sedimentos. As mudanças climáticas foram pesquisadas especialmente com palinomorfos, que mostraram variações nas fisionomias vegetais, que estariam relacionadas às condições climáticas. Deste estudo foi concluído que, durante os últimos 60 mil anos, ocorreram cinco a seis fases de climas mais secos que os atuais 1.500 a 2.000 milímetros anuais de chuvas, que estão intercaladas com períodos de pluviosidade média anual semelhante a atual. Durante épocas mais secas a Floresta Pluvial Tropical teria adquirido caráter fragmentário separado por campos e com aumento de pluviosidade possivelmente a floresta teria se tornado contínua. Esta idéia acha-se resumida na Teoria dos Refúgios, que se tornou famosa entre especialistas, proposta pelo geólogo alemão e ornitólogo amador J. Haffer, com base na distribuição de espécies de pássaros. Durante períodos mais secos os animais mais adaptados à vida em ambiente de Floresta Pluvial Tropical teriam se refugiado nas ilhas desta floresta, cessando o intercâmbio genético e, em conseqüência, teriam originado novas espécies. A repetição deste fenômeno poderia explicar a biodiversidade da atual Região Amazônica. Como se sabe também por outros métodos de pesquisa, considerando-se as escalas de tempo envolvidas nas origens de novas espécies de animais e vegetais, as mudanças naturais da pluviosidade na Região Amazônica teriam ocorrido em ciclos de algumas dezenas de milhares de anos. Considerando as três variáveis astronômicas, os ciclos de 40 mil anos seriam devidos miolo portugues.indd 70 5/12/08 8:48:32 AM 73 Capítulo 14 Razões de Isótopos Estáveis e Ambientes Naturais Os ambientes naturais determinam a “atmosfera” circundante de todas as coisas, que interagem em conjunto na sua gênese. A abrangência do significado dessas palavras é muito variável e, em sentido amplo, a Terra apresenta os seguintes ambientes naturais: a) Atmosfera = corpo gasoso que envolve a porção externa da Terra e de outros planetas; b) Biosfera = região caracterizada por grupo característico de seres vivos; c) Hidrosfera = oceanos e rios relacionados às águas existentes na superfície terrestre; d) Litosfera = porção superficial da Terra composta de rochas; e) Criosfera = região glacial caracterizada por solo permanentemente congelado (“permafrost”); e f) Pedosfera = tipos de solo que evoluem em escala de tempo geológica. Ao explicar em sentido restrito, na mesma Terra, existem por exemplo vários ambientes de sedimentação, que são submetidos a diversas condições geográficas, físicas, químicas e biológicas, temporal e espacialmente transformáveis. Os tipos de ambientes de sedimentação podem ser classificados, a grosso modo, em continentais, salobros e marinhos e os continentais, no sentido amplo, podem ser subdivididos em subaéreos e subaquáticos. Esses tipos de ambientes de sedimentação comportam subdivisões mais detalhadas, cada uma originando depósitos sedimentares característicos. As formações geológicas são produtos desses ambientes. As peculiaridades dessas formações como, por exemplo, as razões de isótopos estáveis permitem inferir as condições ambientais (continentais ou marinhos e climas durante a sedimentação) do passado. O termo isótopo está relacionado aos elementos químicos e refere-se a núcleos que exibem mesmo número atômico e diferentes massas atômicas, isto é, são elementos cujo núcleo atômico exibe mesmo número de prótons mas diferentes números de nêutrons. Como ocupam o mesmo lugar, na tabela periódica de elementos químicos, tem-se a designação iso (mesmo) e topo (lugar) do grego. Além disso, os miolo portugues.indd 73 5/12/08 8:48:32 AM 74 isótopos estáveis distinguem-se dos radioativos pois não apresentam radioatividade e não se transformam em outros tipos de núcleo por desintegração radioativa. A taxa de ocorrência de um determinado isótopo na natureza é aproximadamente constante e dessa proporção obtém-se o peso atômico deste elemento químico. Pequenas diferenças nas freqüências de ocorrência de isótopos estáveis naturais de vários tipos (principalmente de oxigênio, carbono, nitrogênio e enxofre) são importantes fatores nas pesquisas de mudanças ambientais. Isso se explica pela existência de fenômeno do fracionamento isotópico, que modifica as razões isotópicas, quando ocorrem mudanças físicas e químicas. O efeito do fracionamento isotópico causado em uma etapa é geralmente pequeno. Por exemplo a razão entre oxigênio-18/ oxigênio-16 da água é apenas 0,06% maior que do vapor, quando associados em equilíbrio a 25° centígrados. Mas é possível concentrar a quantidade de isótopo mais pesado (oxigênio-18) na água residual, através da eliminação progressiva do vapor d’água com manutenção do equilíbrio. Os fenômenos de fracionamento isotópico durante a evaporação e condensação (precipitações pluvial ou nívea) de águas oceânicas, que acompanham águas com hidrogênio pesado (deutério) ou com oxigênio pesado, foram muito bem pesquisados sob o ponto de vista geoquímico. Entre outros fracionamentos isotópicos têm-se os relacionados às reações de trocas isotópicas, efeitos isotópicos por processos de reações irreversíveis e por difusões. Os efeitos de fracionamentos isotópicos de elementos químicos não-metálicos, tais como, oxigênio, enxofre e carbono, durante processos geológicos podem atingir mais que alguns porcentos, mas os relacionados aos elementos químicos metálicos são pequenos e até desprezíveis. A atmosfera terrestre alcança espessura de várias centenas de quilômetros e, de baixo para cima, pode ser subdividida em 0 a 10 quilômetros = troposfera, 10 a 80 quilômetros = estratosfera e acima de 80 quilômetros = ionosfera. A troposfera e a parte inferior da estratosfera são compostas de ar atmosférico, mas a porção superior da estratosfera e a ionosfera exibem composição química distinta do ar atmosférico. A fotólise por raios ultravioletas, raios cósmicos e ventos solares produz hidrogênio e hélio atômicos ou oxigênio, nitrogênio e sódio ionizados. Entre os gases redutores da atmosfera primitiva da Terra, o hidrogênio foi quase totalmente perdido. Com a formação dos oceanos, os gases solúveis (gases de cloro, dióxido de carbono e enxofre) foram dissolvidos nessas águas. Com a origem da vida foi iniciada a fotossíntese, que causou o aumento da pressão parcial de oxigênio e a atual atmosfera terrestre adquiriu característica oxidante. Os gases de escapamento de automóveis ligados a atividades humanas, exalam para atmosfera juntamente com o dióxido de carbono, óxidos de enxofre e de nitrogênio, que na atmosfera convertem-se em ácidos sulfúrico e nítrico e dão origem às chuvas e neblinas ácidas. Antigamente, como componente mais importante das chuvas ácidas considerava-se o ácido sulfúrico, que seria exalado pela combustão do miolo portugues.indd 74 5/12/08 8:48:32 AM 75 petróleo e carvão de indústrias. As chuvas ácidas afetaram mais de 15 mil quilômetros quadrados de zonas pantanosas da Suécia, abaixaram o pH de mais de 20% dos lagos e pântanos da Noruega e têm sido relatadas mortandades de grandes quantidades de peixes e de plâncton. No Canadá os peixes extinguiram-se em 5% dos lagos e em 15% estariam em vias de extinção. Os prejuízos produzidos pelas chuvas ácidas transformaram-se também em um problema social e 2/3 da área total da antiga Alemanha Ocidental, correspondentes à cerca de 70 mil quilômetros quadrados, foram afetados em 8% em 1982, 34% em 1983, 51% em 1984 e 55% em 1985. Deste modo, como método para identificar as origens do material portador do óxido de enxofre, que desempenhou o papel de matéria-prima para ácido sulfúrico, pode-se medir a razão de isótopos estáveis, conforme explicações seguintes. O número atômico do enxofre é 16, isto é, os números de prótons e de elétrons, que circundam o núcleo atômico, são ambos 16. Normalmente o número de nêutrons do núcleo atômico é 16 e, portanto, o peso atômico seria 32, porém quando o número de nêutrons do núcleo atômico supera em 2 unidades, chega a 34. Dependendo das suas origens (meteoritos, gases vulcânicos, rochas vulcânicas, rochas sedimentares, combustíveis fósseis, etc.) as razões isotópicas enxofre-34/enxofre-32 serão diferentes. As medidas são feitas em espectrômetros de massa e os valores das razões isotópicas das amostras são expressos como desvios-padrão da atmosfera-padrão. Finalmente pode-se determinar se a fonte dos materiais portadores do óxido de enxofre do ácido sulfúrico que deu origem à chuva-ácida, que precipitou em um determinado local, é ligada a atividades antrópicas ou resulta de fenômenos naturais. As relações entre os ambientes de sedimentação e as razões de isótopos estáveis podem ser exemplificadas pelos calcários, em que seria possível distinguir se são marinhos ou de água doce, pelas razões de carbono-13/carbono-12. Essas razões distinguem-se conforme os ambientes de sedimentação e os valores das razões isotópicas das amostras são expressos em desvios-padrão dos valores da amostra-padrão. Em geral, os calcários de origem marinha exibem valores de medida maiores (mais positivos) que os calcários de água doce. Além disso, em casos de conchas calcárias de moluscos, as de origem marinha exibem razões carbono-13/ carbono-12 maiores que as de água doce. Este fato foi corroborado pelas medidas de razões isotópicas realizadas, em conchas coletadas ao longo do litoral brasileiro, em confronto com conchas de moluscos de água doce de lagos do interior do Brasil. Mesmo que as conchas pertençam às mesmas espécies de moluscos, dependendo dos graus de influência da continentalidade ou da oceanicidade dos ambientes de vida, podem ser observadas diferenças nas razões carbono-13/carbono-12. No extremo sul do Estado de São Paulo, nas cercanias de Cananéia, existem sambaquis até Pariqüera-Açu, afastada quase 30 quilômetros do litoral atual. Medindo-se as razões carbono-13/carbono-12 de conchas de ostras e berbigões desses sambaquis, constatou-se, que as variações dos valores das razões de isótopos estáveis de carbono miolo portugues.indd 75 5/12/08 8:48:32 AM 78 miolo portugues.indd 78 5/12/08 8:48:32 AM 79 Capítulo 15 Palinomorfos e Ambientes Terrestres Os palinomorfos representam minúsculas (cerca de 20 a 200 mícrons) estruturas reprodutivas vegetais e compreendem principalmente polens e esporos. Os polens fósseis são encontrados em abundância em formações geológicas a partir da Era Mesozóica (após cerca de 230 milhões de anos), mas os esporos fósseis ocorrem principalmente em formações geológicas da Era Paleozóica (cerca de 570 a 230 milhões de anos), principalmente do Sistema Carbonífero. Entre os polens fósseis predominam os de árvores de folhas aciculadas e latifoliadas, mas no Sistema Quaternário predominam os de plantas herbáceas. Os polens estão relacionados às estruturas reprodutivas de plantas fanerógamas, que constituem a maioria das plantas atuais. Os esporos são normalmente unicelulares, de dimensões muito pequenas e constituem estruturas reprodutivas assexuadas de plantas criptógamas (fungos, algas, musgos, líquens e samambaias). As aplicações dos resultados de estudos científicos de polens e esporos são numerosas. De acordo com as aplicações distinguem-se, por exemplo, a paleopalinologia que versa sobre as formas fósseis, a aeropalinologia que se preocupa com o estudo das chuvas polínicas, a melitopalinologia que se dedica à determinação das áreas de proveniência do mel ligada à apicultura, palinologia de excremento ligada ao estudo de fezes de animais e a palinologia forense, quando aplicada em investigações criminais. Os campos de aplicação são numerosos e estão relacionados à agronomia, engenharia florestal, botânica, paleontologia, geologia (principalmente nas prospecções de petróleo e carvão) e arqueologia (nas pesquisas dos ambientes naturais da Terra na época dos homens primitivos). Em termos de tempos geológicos abrange estudos desde o Pré-cambriano ao estudo de depósitos sedimentares modernos. As pesquisas paleopalinológicas sistemáticas no Brasil foram iniciadas em meados da década de 1950, com a fundação da Petrobrás. No início não havia especialistas no Brasil e, desta maneira, eram contratados no exterior, mas hoje são todos brasileiros. Em desenvolvimento da indústria de petróleo a paleopalinologia é especialmente empregada no estabelecimento da cronologia geológica, além da correlação e pode ser usada também na obtenção de informações paleoambientais. miolo portugues.indd 79 5/12/08 8:48:32 AM 80 Além disso, estudos paleopalinológicos têm sido desenvolvidos por vários anos na Universidade Federal do Rio Grande do Sul nas pesquisas de jazidas de carvão mineral. A razão disso é que a produção nacional de carvão mineral é limitada aos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Na exploração do petróleo, de maneira semelhante a de carvão, grãos de pólen pouco numerosos são suficientes nessas pesquisas. A principal razão disso é que representam somente polens de plantas já extintas e, portanto, pode-se reconhecer bem o intervalo estratigráfico de sua existência. As análises palinológicas do Período Quaternário, principalmente nos estudos de mudanças ambientais (essencialmente paleoclimáticas) da Terra, nas últimas dezenas de milhares de anos, começaram no Brasil em meados da década de 1970. Nos estudos palinológicos do Período Quaternário é necessário utilizar amostras de testemunhos de sedimentos argilosos depositados sob condições redutoras, como em depósitos lacustres e paludiais, nos quais são executados estudos sistemáticos contínuos, acompanhados de datações absolutas. Após a classificação de várias espécies de palinomorfos presentes em polens de plantas arbóreas e não-arbóreas, são aplicadas relações paleoclimáticas supostamente correspondentes às mudanças temporais características, isto é, a época dominada por polens de plantas arbóreas seria interpretada como de paleoclimas quentes e úmidos e por pólens de plantas não- árboreas a paleoclimas quentes ou frios e secos. Quando, na determinação quantitativa de tipos de polens ao longo do testemunho, forem verificadas diferenças subetende-se que tenham ocorrido mudanças paleoclimáticas. Como praticamente não ocorreram extinções de espécies de plantas por mudanças paleoclimáticas desde algumas dezenas de milhares de anos até hoje, não se pode obter as idades de sedimentação por análises palinológicas. Por isso, torna-se necessário utilizar, por exemplo, o método do radiocarbono. Os cálculos para obtenção de quantidades estatísticas absolutas confiáveis, de espécies de polens, não dependem somente das particularidades dos palinomorfos da região de estudo, e há necessidade de se conhecer claramente as velocidades médias e os sentidos dos ventos, que promovem o transporte e a dispersão dos grãos do pólen. Certamente a polícia científica do Brasil não emprega a análise palinológica nas investigações, mas considerando os seus tamanhos microscópicos e as distribuições geográficas de espécies características de polens como, por exemplo, de manguezais, do pinheiro brasileiro característico de regiões temperadas de alta umidade e os bosques de Notofagus nas proximidades do Pólo Sul, as potencialidades de utilização não são desprezíveis. Há cerca de 10 anos, tivemos oportunidade de participar na investigação de um caso de furto de equipamentos eletro-eletrônicos pertencentes a uma empresa importadora de São Paulo. Inicialmente os dois receptáculos (containers) contendo os equipamentos foram depositados no Porto miolo portugues.indd 80 5/12/08 8:48:32 AM 83 épocas podem ser correlacionadas aos momentos de regressão da Floresta Amazônica. A última regressão da Floresta Amazônica há cerca de 6 mil anos passados não teria sido tão marcante, nem na sedimentação. Segundo inúmeros fragmentos de carvão vegetal encontrados no testemunho, pode-se acreditar que tenham ocorrido freqüentes incêndios florestais entre 7 mil a 4 mil anos passados. Nesta época o paleoclima de Serra Sul de Carajás era em geral úmido, mas parece ter sido afetado por paleoclimas secos com ciclos seculares. Na realidade, mesmo de 4 mil anos passados até hoje, embora o paleoclima tenha sido mais ameno que anteriormente, poderiam ter ocorrido paleoclimas mais secos com curta duração. Este fato acha-se registrado não somente no platô de Carajás, mas igualmente na Bacia Hidrográfica do Rio Xingu também na Amazônia, e até fora da Amazônia na Bacia Hidrográfica do Rio Doce no Estado do Espírito Santo foram reconhecidos. Informações científicas como as relatadas acima, ainda são escassas. Apesar de muitos debates nos últimos 30 anos, o implacável desflorestamento tem continuado de maneira incessante. Como conseqüência é possível que, em futuro próximo (algumas dezenas de anos), não somente o clima da Amazônia mas do Brasil e quiçá do mundo inteiro possa sofrer mudanças drásticas. Pode-se temer também pela extinção da mundialmente famosa biodiversidade. Sem informações cada vez mais precisas do passado e do presente, os prognósticos do futuro tendem a terminar simplesmente em discussões hipotéticas. miolo portugues.indd 83 5/12/08 8:48:33 AM 84 miolo portugues.indd 84 5/12/08 8:48:33 AM 85 Capítulo 16 Solos e Ambientes Terrestres São denominados de solos os materiais naturais componentes das camadas mais superficiais da crosta terrestre, mais ou menos coloridos por efeitos intempéricos e de naturezas inorgânica e/ou orgânica, capazes de sustentar plantas através da emissão de raízes. Há alguns bilhões de anos passados na Era Arqueozóica, ainda não tinham sido originados seres vivos na superfície terrestre e não existiam solos. Naturalmente mesmo naquela época as rochas sofriam fenômenos de intemperismo e transformavam-se, aos poucos em areia e argila que, sendo transportadas para lagos e mares originavam sedimentos subaquosos. Na atmosfera predominavam vapor d’água, amônia, gás metano e gases carbonosos (principalmente dióxido de carbono). Durante longo tempo essas substâncias serviram de matéria-prima, que por efeito da energia solar deram origem sucessivamente a compostos carbonosos complexos. Essas substâncias foram intermediadas por argilominerais que as protegeram por adsorção e, através de vários milhões de anos sofreram transformações sucessivas e deram origem à vida, como se conhece atualmente, após adquirirem capacidades especiais de movimentação, desenvolvimento e reprodução. Apareceria, pela primeira vez na superfície terrestre o vírus, como o organismo patogênico da gripe ou influenza, que é um ser intermediário entre a proteína e a bactéria. Iniciando com esses seres, após vários milhões de anos, nasceram seres vivos como as bactérias, que já possuem células. Elas passaram a viver sobre as rochas, atacando-as pela secreção de ácidos e com o apoio da água, ar e radiações solares promoveram o avanço do intemperismo. Até as superfícies rochosas consideradas completamente estéreis são habitadas por inúmeras bactérias, que participam dos processos pedogenéticos. Os solos estão em incessante transformação através de atividades físicas, químicas e biológicas que atuam sobre a superfície terrestre. Na porção inferior sobre o embasamento rochoso, existem produtos residuais de intemperismo, que passam a receber influência de processos pedogenéticos. O fenômeno pedogenético mais representativo é a acumulação de materiais componentes dos solos. Com isso os materiais são lixiviados da superfície e migram para baixo causando o fenômeno da acumulação no horizonte miolo portugues.indd 85 5/12/08 8:48:33 AM 88 facilidade e nas áreas tropicais as espessuras dos solos atingem várias dezenas de metros. Não somente as substâncias químicas mais facilmente solúveis, mas até o quartzo e silicatos comumente insolúveis podem ser lixiviados e ocorrer concentração dos minerais residuais ricos em ferro e alumínio. Normalmente os solos das regiões tropicais exibem alta acidez com pH (potencial do íon hidrogênio) inferior a 7 e o argilomineral característico é o caulinítico. Contrariamente, na região semi-árida do Nordeste Brasileiro, a espessura do solo é limitada a alguns metros ou menos e, freqüentemente, o embasamento rochoso é aflorante. As rochas calcárias normalmente mais solúveis e até minerais de baixa estabilidade química, como os feldspatos, podem ser preservados. A água que sobe por fenômeno de capilaridade através de agregados de solos ressecados possuem alto pH e causa precipitação de carbonato de cálcio nos interstícios e nas gretas do solo e formam precipitados de crostas salinas. Os argilominerais representativos dessas regiões são esmectita, sepiolita e paligorsquita, que são predominantes. Como exemplo real do fenômeno acima tem-se a Formação Marília do Grupo Bauru, que ocorre na Sub-bacia Bauru da Bacia do Paraná. Segundo pesquisas de fósseis de dinossauros contidos nesta formação, sabe-se que na época terminal do Período Cretáceo a temperatura média da Terra teria sido cerca de 10º centígrados superior à temperatura média atual (15º centígrados) e presume-se que a pluviosidade era correspondente a um semideserto. O solo formado era rico em quartzo e as areias e cascalhos teriam sido cimentados por carbonato de cálcio precipitado sob condições climáticas secas. Localmente, como na área de Uberaba no Triângulo Mineiro, teria ocorrido precipitação de calcário lacustre de alta pureza, que permitiu até a implantação de fábrica de cimento (Companhia de Cimento Portland Ponte Alta). O atual Planalto Ocidental Paulista ocupa uma área correspondente a cerca de metade do Estado de São Paulo. Os solos da região foram originados das rochas do Grupo Bauru e, portanto, são essencialmente arenosos. Entretanto o ambiente pedogené- tico, quando se compara o Período Cretáceo com o último milhão de anos, foi bem diferente pois a temperatura diminuiu e a pluviosidade aumentou. Em conseqüência disso o solo é avermelhado escuro e arenoso e exibe pH inferior a 7 (ácido). De acordo com isso os argilominerais típicos de ambiente alcalino (sepiolita e paligorsquita) transformaram-se em mineral mais adequado ao ambiente ácido (caulinita). Considerando-se as distribuições desses solos segundo diferentes compartimentos geomorfológicos e as idades absolutas, obtidas por luminescência (termoluminescência e luminescência opticamente estimulada), variaram desde algumas dezenas de milhares de anos até 1 milhão de anos. Presume-se que as ocorrências de depósitos de solos eluviais são limitadas e, na maioria, representam depósitos de solos coluviais, resultantes de rastejo. Como se pode depreender também das características originais os solos arenosos vermelhos escuros são muito suscetíveis à erosão. Deste modo, tanto planejamentos agrícolas quanto de expansão de cidades exigem programações adequadas, pois sem isso poderão desencadear processos de erosão acelerada, que conduzirão os empreendimentos ao fracasso. miolo portugues.indd 88 5/12/08 8:48:33 AM 89 Capítulo 17 Grande Seca de 2005 na Amazônia: Anomalia Climática ou Mudança Climática? Embora tenha variado através dos tempos geológicos, as distribuições atuais em volume das águas superficiais terrestres são representadas por 97% em volume de águas oceânicas, cerca de 2% de geleiras e 1% sob várias formas (águas subterrânea, fluvial e lacustre, de vapor d’água, de seres vivos, etc.). Em tempos geológicos relativamente recentes, entre 15 e 20 mil anos passados, quando houve o U.M.G. (Último Máximo Glacial) durante a última glaciação do hemisfério norte, denominada Würm nos Alpes ou Wisconsiniana na América do Norte, havia três vezes mais geleiras que atualmente e, em conseqüência, os níveis oceânicos estiveram mundialmente cerca de 100 metros abaixo dos atuais e os climas também eram diferentes dos vigentes. Como parte do recurso de água doce líquida atual, utilizável pelos seres humanos, cerca de 14% das águas superficiais encontram-se no Brasil, embora apenas 3% da população mundial vivam neste país. Considerando-se a população atual, a disponibilidade de água doce no Brasil chega a 38 mil metros cúbicos por ano de água superficial, além de 5 mil metros cúbicos por ano de água subterrânea. Infelizmente a distribuição do recurso de água doce é bastante heterogênea e cerca de 80% estão no norte do Brasil (Região Amazônica) e no Pantanal Matogrossense. Contrariamente a população dessas regiões chega a somente alguns porcentos. É difícil acreditar que a Região Amazônica, tão abundantemente aquinhoada de recursos hídricos, tenha sido vítima de uma grande seca em 2005. Seca tão acentuada como esta não se viu nos últimos 40 anos e inúmeros igarapés (nome regional para pequenos rios) da Região Amazônica e a maioria dos lagos secaram. Não somente houve grande mortandade de peixes, que constituem o principal alimento dos habitantes da região, como muitos outros animais aquáticos morreram e houve até falta de água potável, enquanto os barcos que representam os únicos meios de transporte na região ficaram sem condições de navegabilidade. Embora a miolo portugues.indd 89 5/12/08 8:48:33 AM 90 caatinga (região com desenvolvimento de bosques de árvores com muitos espinhos), que representa a fisionomia vegetal típica do Nordeste Brasileiro, habituada com certa freqüência a grandes prejuízos devidos à seca, esteja ausente, a seca surgiu na Região Amazônica. Presume-se que a seca de 2005, considerada como novidade nos últimos anos, ultrapassou os rigores de baixas pluviosidades extremas experimentadas nos anos de 1969 e 1988. Cerca de 250 mil habitantes da região foram afetados não somente pela falta de alimentos e outros objetos da vida cotidiana, mas também ficaram impossibilitados até de se locomoverem. Para os habitantes do interior da Floresta Pluvial Tropical da Região Amazônica, onde praticamente inexiste infra- estrutura rodoviária, a rede fluvial representa um papel insubstituível como meio de circulação. O Governo Federal socorreu os habitantes locais com helicópteros militares no transporte aéreo de gêneros alimentícios e de doentes. Com o objetivo de pesquisar os ambientes naturais da Região Amazônica, o INPA (Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia) de Manaus (AM) e o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) de São José dos Campos (SP) executam projetos de pesquisas internacionais de grande escala. Entretanto, através de medidas de isótopos estáveis de carbono e oxigênio das águas continentais, realizadas desde a década de 70 do século passado, o ciclo hidrológico natural na região acha- se relativamente bem pesquisado. Este estudo foi executado pelo professor Enéas Salati e sua equipe, que era na ocasião diretor do CENA (Centro de Energia Nuclear na Agricultura) da USP (Universidade de São Paulo), sediada em Piracicaba (SP). Os resultados desses estudos mostraram que 50% da precipitação anual na Região Amazônica devam estar relacionadas à água evaporada na região. Naturalmente a Floresta Pluvial da época, quando comparada com a situação atual, encontrava-se praticamente em estado virgem. Em função disso o índice de refletividade (albedo) era outro e a taxa de absorção das radiações solares, bem como as quantidades de evaporação e de precipitação não seriam comparáveis. Ao mesmo tempo, a existência ou não da cobertura vegetal interfere grandemente nas quantidades de escoamento, infiltração e evaporação das águas pluviais precipitadas. Tem sido divulgado que o desflorestamento atual da Floresta Amazônica teria atingido cerca de 15% da área total. Pode-se pensar que exista a possibilidade de que esta cifra já tenha atingido até 30%. Ainda segundo essas informações, quando o desflorestamento atingir 30%, certamente surgiriam reflexos e, na realidade, pode-se até pensar que tenha sido atingido este “misterioso” número. Seria lícito imaginar que, pelo menos parcialmente, a seca de 2005 possa ser atribuída ao incremento da área de desflorestamento da Floresta Pluvial Tropical. Presume-se também que as fumaças de queimadas florestais interfiram na formação de nuvens de chuvas. A medida que progride o desflorestamento deve ocorrer redução nas quantidades de águas infiltradas e, ao mesmo tempo, deve haver aumento das quantidades de águas de escoamento e de evaporação. Isto poderá causar completa mudança no ciclo hidrológico natural da Região Amazônica. Existe a possibilidade de miolo portugues.indd 90 5/12/08 8:48:34 AM 93 da história evolutiva dos paleoclimas da superfície terrestre, principalmente durante o Quaternário. O fenômeno do aquecimento da Terra foi reconhecido através de medidas instrumentais de temperatura feitas no período. Como uma das causas importantes tem-se a influência de atividades destrutivas do homem moderno na superfície terrestre. Mas, como a Pequena Idade do Gelo terminou há cerca de 100 anos, a temperatura superficial da Terra apresenta também uma tendência natural de aumento. Quase simultaneamente ocorreu a Grande Revolução Industrial e as quantidades de gases-estufa expelidas pelo homem moderno, principalmente de dióxido de carbono, sofreram incremento. Como se constata acima, atualmente não se pode afirmar com certeza, se a grande seca de 2005 da Região Amazônica constituiu uma anomalia climática ou mudança climática. Se após pesquisas detalhadas, durante no mínimo 100 anos, for constatada uma tendência de aumento numérico progressivo, pode-se inferir que represente uma mudança climática. A morte da Floresta Pluvial Tropical da Amazônia começou agora, porém ainda é difícil estabelecer qualquer prognóstico sobre a possibilidade ou não de retorno. miolo portugues.indd 93 5/12/08 8:48:34 AM 94 miolo portugues.indd 94 5/12/08 8:48:34 AM 95 Capítulo 18 Riscos Ambientais no Pantanal Matogrossense A bacia hidrográfica do Alto Rio Paraguai compreende uma área de 345 mil quilômetros quadrados e cerca de 40%, correspondentes a 135 mil quilômetros quadrados são ocupados pelo Pantanal Matogrossense. Até hoje esta é uma bacia sedimentar em vias de subsidência e situa-se em área adjacente à Bacia do Chaco situada no Paraguai. A planície com amplitude altimétrica entre 80 a 190 metros acha- se circundada por planalto. Segundo investigações sísmicas a profundidade máxima da bacia sedimentar atualmente atinge 550 metros. Para o topo predominam depósitos siliciclásticos finos e na base existem depósitos arenosos grossos ou cascalhosos. Os sedimentos avermelhados ou alaranjados, litificados por cimento ferruginoso oxidado, indicam ambientes subaquáticos oxidantes de águas muito rasas. Como até o momento não existem datações absolutas, não se sabe quando foi iniciada a sedimentação, mas pode-se afirmar que os sedimentos são pós-Cretáceos, isto é, da Era Cenozóica. Imagina-se que a bacia tenha surgido com a subsidência estrutural da região do Pantanal, que ocorreu em seqüência ao processo de soerguimento do Peneplano Sulamericano. As bacias do Pantanal e Chaco teriam sido formadas há cerca de 2,5 a 3 milhões de anos passados, em áreas adjacentes às do derradeiro soerguimento mais acentuado da Cordilheira dos Andes. O afluente mais importante do Rio Paraguai, que deságua na atual Bacia do Pantanal em território brasileiro, é o Rio Taquari. As nascentes deste rio situam-se na área do planalto próximo à cidade de Coxim (MS), que forma um relevo de “cuesta” com altitudes de 700 a 800 metros. O topo deste relevo é capeado por depósitos informalmente conhecidos de Formação Cachoeirinha, que seria supostamente do Período Terciário. Abaixo desta unidade ocorrem as rochas sedimentares da Bacia do Paraná, que mergulham suavemente para leste. Logo que flui para a planície pantaneira o Rio Taquari forma um leque aluvial de forma circular com diâmetro de cerca de 250 quilômetros. Como ele ocupa cerca de 40% (50 mil quilômetros quadrados) de área, poderia ser considerado como um dos maiores leques aluviais do mundo. Normalmente os afluentes despejam suas águas no rio principal e, miolo portugues.indd 95 5/12/08 8:48:34 AM