Nosso “oceano” atmosférico

QUANDO está à beira-mar, sem dúvida fica admirado diante da força do oceano, sua inquietação, sua amplidão e profundeza. Talvez fique imaginando como as criaturas marinhas se sentem, cercadas, como estão, pela água. Milhares de metros abaixo, poderá encontrar caranguejos e outros animais marinhos andando pelo leito oceânico. A tremenda pressão a esmagaria um homem, mas, os corpos destes animais são feitos para suportar isso.

No entanto, já considerou a nós, humanos, como realmente vivendo num “oceano” de ar? Vivemos mesmo. É muito mais profundo — mais de cinqüenta vezes a profundidade máxima dos mares. Está sujeito a mudanças mais súbitas de temperatura, e é mais inquieto do que os oceanos aquosos. Correntes maciças de ar, de centenas de quilômetros de amplitude e de vários quilômetros de profundidade, se movimentam a altitudes de dez a doze quilômetros acima da superfície da terra. Conhecidas como “correntes a jato”, sopram a velocidades até de 500 quilômetros horários. Daí, há tempestades violentas que atuam de modo constante em várias “camadas” deste “oceano” de ar. Estamos familiarizados com as forças gigantescas liberadas nos furacões e tornados. Também, cerca de 44.000 tempestades atemorizantes ocorrem a cada dia neste grande e inquieto “oceano” ao redor de nós.

Ar Tem Substância e Peso

O ar, embora invisível, tem substância. Por causa disso, nossa atmosfera exerce considerável pressão sobre a superfície da terra — naturalmente, não tão grande quanto o oceano, porque o ar não é tão pesado quanto a água. No entanto, o ar tem seu peso,’ conforme demonstrado pelo fato de que um balão, cheio de hélio, sobe. O hélio é mais leve que o ar, por isso o ar o impulsiona para o alto, assim como uma bolha de ar é impulsionada para o alto num copo de água. A pressão média do ar ao nível do mar é de cerca de 1,033 quilos por centímetro quadrado. Em altitudes mais elevadas, torna-se menos denso, e, portanto, mais leve. Nosso “oceano” de ar, porém, e tão extenso que pesa mais de 5.000.000.000.000.000 (cinco quatrilhões) de toneladas.

Este peso do ar significa que, ao nível do mar, há uma carga de cerca de uma tonelada por sobre seus ombros. Mas, não a nota porque a pressão e exercida igualmente sobre todos os lados de seu corpo. Para contrabalançar esta compressão externa, o corpo mantém uma pressão interna, assim como os corpos dos animais marinhos dispõem duma pressão interna para igualar a tremenda pressão externa da água que os cerca. Esta pressão interna que os humanos dispõem quando estão “em casa”, na atmosfera terrestre, faz com que seja necessário que usem roupas pressurizadas quando estão “longe de casa”, no espaço. De outra forma, no quase vácuo do espaço sideral, os pulmões e os vasos sanguíneos se romperiam.

Quando está no meio dum vento forte, fica convicto de que o ar tem substância. E, qualquer dúvida quanto a isto é certamente removida se estiver num laboratório e o vir ser transformado num líquido por volta de 190 graus centígrados abaixo de zero e num sólido, a cerca de 260 graus centígrados abaixo de zero.

Podemos, efetivamente, “ver” o ar, mesmo em seu estado gasoso normal, quando as diferenças de calor fazem com que ele atue como “lente”. O ar densamente concentrado em alguns pontos e tenuemente em outros deforma os raios de luz, de modo que podemos ver miragens — a reflexão e refração da luz de coisas que às vezes se acham a quilômetros de distância. As ondas que vemos acima dum radiador quente nos fornecem pequeno exemplo deste fenômeno.

Valiosa caraterística do ar é sua propriedade expansora. A água, em sua forma líquida normal, encherá parcialmente um frasco. As moléculas de ar, porém, movimentam-se muito mais livremente e mui rápido, em geral acima da velocidade do som. Por conseguinte, pequeníssimo volume de ar se expandirá a ponto de encher um frasco em seu limite. Apenas a gravitação da terra impede que o ar escape e se espalhe pelo espaço vazio. Quando se reduz o tamanho do espaço limitador, as moléculas de ar aumentam sua velocidade e oferecem resistência, criando pressão. Esta caraterística é altamente útil. Os líquidos não podem ser comprimidos de modo apreciável, mas os compressores podem “comprimir” grande quantidade de ar num pequeno receptáculo, de modo que, ao ser liberado, pode operar prensas de ar, compressores, bombas de ar, etc.

Essencial à Vida de Muitos Modos

No entanto, estamos primariamente interessados no ar devido a sua importância para a vida neste planeta. O principal elemento constituinte do ar para a vida é o oxigênio, que compõe apenas 21 por cento (por volume) da atmosfera, isto é, dos gases que aparecem em proporções relativamente constantes.

O oxigênio se combina prontamente com outros elementos ou compostos para produzir a combustão. Assim, quando queima um pedaço de madeira, ele está, em realidade, sendo rapidamente oxidado. O calor de nossos corpos é mantido pelo metabolismo do corpo em oxidar os nutrientes. Este processo também fornece a energia para a força cerebral, a energia muscular, etc. Essa é uma das razões pelas quais os glóbulos vermelhos do sangue, os transportadores de oxigênio do sangue, são tão vitais e por que as células cerebrais, que utilizam cerca de um quarto do total de oxigênio ingerido pelo corpo, precisam deste elemento em suprimento constante. Tão ativo é o oxigênio que, se não estivesse diluído junto com outros gases na atmosfera, haveria incêndios a uma simples fagulha e, virtualmente, tudo correria perigo de ser incendiado. Ademais, nenhum humano viveria por muito tempo respirando apenas oxigênio puro.

Mas, para nossa própria existência e segurança, o Criador diluiu a atmosfera com nitrogênio, que constitui 78 por cento dos gases ‘relativamente constantes’ que compõem a atmosfera. Assim, dispomos apenas do oxigênio suficiente, e não é concentrado demais. Em nosso “oceano” atmosférico, o nitrogênio e o oxigênio, juntos, compõem até 99 por cento destes gases relativamente constantes. O nitrogênio, porém, é mais do que simples diluente. Cumpre outras finalidades. Durante uma tempestade, o relâmpago permite que o nitrogênio se combine com outros elementos. Daí, a chuva transporta os compostos resultantes para a terra, como fertilizantes. É elemento essencial para muitas plantas.

Mesmo no total de menos de um por cento dos outros gases atmosféricos, porém, encontramos gases que são essenciais para a vida ou que contribuem grandemente para nosso conforto. Há os cinco quase inertes, os chamados gases “nobres”: argônio, neônio, hélio, criptônio e xenônio. Todos estamos familiarizados com o uso do argônio e do neônio na iluminação, do hélio em balões e em muitas outras aplicações. O metano, o hidrogênio e o óxido nitroso são outros gases atmosféricos encontrados em concentração quase constante.

Vapor d’Água, Ozônio, Pó — Constituintes Importantes

Além dos gases que não variam senão um pouco na quantidade, há outros gases que se encontram na atmosfera em proporções diferentes, conforme o tempo e o lugar. Dois desses são o vapor d’água, de zero até a 7 por cento (por volume), e o bióxido de carbono, entre 0,01 por cento a 1 por cento. As plantas absorvem o bióxido de carbono, e exalam oxigênio. Sem o bióxido de carbono, a vida vegetal morreria. O ozônio, uma forma ou “alótropo” do oxigênio, também se acha presente em pequenas quantidades, constituindo apenas cerca de 0,01 por cento da atmosfera. É encontrado mormente na altitude entre dez e cinqüenta quilômetros, e fornece abrigo dos mortíferos raios ultra-violetas. Quem, senão um Criador todo-sábio e todo-poderoso poderia ter criado tal atmosfera para o benefício de todas as coisas vivas na terra, com constituintes nas proporções corretas para a máxima segurança, conforto e bem-estar de todos?

O vapor d’água, como gás na atmosfera, é a fonte da chuva, da neblina, da neve, do granizo e da saraiva. Forma ampla proporção das nuvens. O vapor d’água é produzido pela evaporação da água dos mares e lagos, e da folhagem, provocada pelo sol. Sem este ciclo de chuva e evaporação, a vida vegetal logo desapareceria da terra. A Bíblia fala desse ciclo como feito por Deus. — Isa. 55:10, 11.

Além da diminuta porcentagem dos gases, bióxido de enxofre e bióxido de nitrogênio, há partículas sólidas tais como poeira, cinzas de fumaça, sal dos oceanos, pólen, micróbios, e cinzas de meteoros que ardem ao atravessarem a atmosfera. O pó, exceto onde é excessivo, não pode ser chamado de “poluição”, pois as partículas de pó são importantes para a formação do núcleo das gotículas de chuva, e têm que ver com a linda coloração azul do céu e o magnífico vermelho do pôr-do-sol. Exceto, talvez, para o desconforto dos que padecem da febre-do-feno, o pólen das plantas distribuído pelas correntes aéreas também cumpre uma finalidade proveitosa.

Temperaturas no “Oceano” Atmosférico

A maioria das coisas consideradas têm que ver com a camada de ar em que vivemos — a troposfera. Como é de conhecimento comum, a temperatura cai com o aumento da altitude. No entanto, depois de atingir à mínima de 55° C abaixo de zero, no alto da troposfera, a temperatura sobe através da estratosfera (onde são encontradas as “jet streams”) para cerca de 2° C abaixo de zero, e cai de novo, perto do alto da seguinte camada (a mesosfera) para 93° C. A temperatura, na seguinte camada, a termosfera, sobe, à altura de cerca de 450 quilômetros, para os surpreendentes cerca de 1.500° C!

A ionosfera não é uma das “camadas” atmosféricas regulares, mas é a região (que inclui várias “camadas”) em que as moléculas de ar são eletricamente carregadas pela radiação do sol. Seus limites inferiores estão a cerca de 55 quilômetros acima da terra, e atingem vários milhares de quilômetros de atmosfera muitíssimo rarefeita. Na ionosfera, ocorrem as lindas auroras boreais ou “luzes setentrionais” (e as auroras austrais, no hemisfério sul).

Na ionosfera, as partículas de ar carregadas, “ionizadas” pela radiação solar e pela proveniente do espaço sideral, criam um “teto” para ondas de rádio. Isto torna possível a transmissão de rádio à distância de milhares de quilômetros. As ondas de rádio percorrem linhas retas e só alcançariam apenas uma área limitada, porque a terra se encurva sob elas e elas seguem em linha reta em direção ao espaço sideral. Mas, o teto de rádio “ricocheteia-as” num certo ângulo até um ponto bem distante da terra. Os satélites são agora usados de forma similar.

Pelo uso de satélites e instrumentos mais refinados, obteve-se um entendimento muito maior de nosso “oceano” atmosférico. Sabe-se muito mais sobre suas correntes, temperaturas, etc. A previsão do tempo se torna, por conseguinte, cada vez mais exata. Mas, ainda há muito que o homem tem de aprender sobre a atmosfera, que se estende, embora em estado bem atenuado, por vários raios terrestres (um raio terrestre = 6.372 quilômetros) no espaço. Muitos de seus mistérios acham-se tão ocultos como nunca, e surgem outros, à medida que se expande a exploração espacial.

[Diagrama na página 17]

(Para o texto formatado, veja a publicação)

A ionosfera é uma região de partículas eletricamente carregadas, que começa na baixa mesosfera e se estende muito além da termosfera.

450 KM 1.500° C

TERMOSFERA

80 KM -93° C

MESOSFERA

48 KM -2° C

ESTRATOSFERA

16 KM -55° C

TROPOSFERA

TERRA

[Foto na página 18]

Uma tempestade de relâmpagos prepara: os compostos de nitrogênio essenciais à vida vegetal.