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Doctor Who e a Terra Oca

por em 18/02/2021 em Ciência, Entretenimento, Notícias | Nenhum comentário

Doctor Who e a Terra Oca

Esse texto não é sobre alguma teoria da conspiração.
Os Daleks invadiram a Terra!

Doctor quem?

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento do Primeiro Doutor rindo.

 

Para quem não sabe do que estou falando, Doctor Who é uma série britânica que já tem quase 60 anos! O segredo para uma série tão longa? A Doctor quando “morre”, na verdade não morre, mas se regenera em outro corpo. Basicamente, elu é um alienígena humanóide que viaja no tempo e no espaço (mas tem uma leve preferência pela Terra). Suas viagens são feitas na TARDIS (Time and Relative Dimension(s) In Space) que é uma nave que pode mudar de forma, mas que por “problemas técnicos” ficou na forma permanente de uma cabine policial azul.

Daleks?

Bom, agora que você já sabe quem é a Doctor, vamos conhecer um pouco de um de seus piores inimigos: os Daleks, essas coisinhas parecidas com saleiros e com um desentupidor como “mão”.

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento de Daleks em fila. Os Daleks parecem um saleiro sendo que um de seus “braços” parece um desentupidor e o outro um bastão metálico. Além disso, os Daleks possuem um “olho” que é uma pequena câmera saltada no meio da “cabeça”.

Pois bem, em dado momento de sua história, os Daleks invadem a Terra com o objetivo de retirar o núcleo do planeta e fazer desse centro vazio uma sala de controle. Com isso, nosso planeta viraria uma enorme nave para eles se deslocarem pelo universo.

Para saber o que aconteceu na história, vale a pena assistir o arco “The Dalek Invasion of Earth” da época ainda do Primeiro Doutor lá nos anos 1960.

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento da personagem River Song fazendo sinal de silêncio com a mão enquanto fala “spoilers”.

Mas se os Daleks conseguissem mesmo retirar o núcleo da Terra, o que aconteceria?

Mais do que uma série de ficção científica, lá em 1963 quando começou como um tapa buraco na BBC, Doctor Who era uma série educativa, sendo que sempre que possível, tinha alguma explicação científica. Nesse caso, todo o arco acontece como se fosse realmente possível retirar o núcleo da Terra e usar o resto, mas sem explicação do que aconteceria de verdade. Bora pensar um pouco sobre isso, então?

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento de um Dalek dizendo “explain” (“explique”, em inglês).

Primeiramente, vamos ver como é a estrutura do nosso planeta. Existem duas definições da estrutura da Terra, a estática e a dinâmica. Não utilizaremos a definição da estrutura dinâmica nesse texto.

A estrutura estática é definida considerando as diferenças de composição química e densidade ao longo da profundidade do planeta. Indo em direção ao núcleo, ela é dividida em:

  • crosta: por ser a camada superficial há variações dependendo da região estudada, mas essa pode chegar até cerca de 30 km de profundidade e densidade de 3,3 g/cm³.
  • manto: é majoritariamente constituído de minerais ricos em silício, ferro e magnésio, com a densidade variando entre 3,5 e 5,5 g/cm³. Esta região vai desde a crosta até aproximadamente 2.900 km de profundidade.
  • núcleo: esta região tem cerca de 3.500 km de raio, sendo constituído de ligas de ferro. O núcleo ainda é dividido em duas partes:
    • núcleo externo (que vai do manto até 5.100 km de profundidade) que contém mais provavelmente silício e enxofre como elementos de liga. Essa região contém aproximadamente 30% de toda a massa da Terra, é líquida e tem densidade de aproximadamente 11 g/cm³.
    • núcleo interno, com raio de aproximadamente 1.200 km, é sólido, composto provavelmente de uma liga ferro-níquel com densidade de 13,5 g/cm³.

Estrutura estática da Terra. (Ref.) #ParaTodosVerem: Imagem mostra o planeta com um corte, indicando as camadas correspondentes à cada divisão citada no texto acima.

Bom, vamos considerar então que os Daleks conseguem fazer uma verdadeira viagem ao centro da Terra e retirar todo o núcleo (interno e externo). Vou propor algumas hipóteses do que poderia acontecer.

Hipótese 1. A casca restante se mantém intacta

Caso os Daleks fossem bem sucedidos em sua empreitada e conseguissem fazer do núcleo agora vazio da Terra, sua sala de controle planetária de quase 3.500 km de raio, a massa da nave-Terra teria quase 70% da massa do nosso planeta atual. Sabendo que a aceleração da gravidade na superfície de um corpo é dada por:

#ParaTodosVerem: A aceleração da gravidade (g minúsculo) é dada pela multiplicação entre a constante gravitacional (G maiúsculo) e a massa do corpo (M) dividido pelo raio do corpo (r) elevado ao quadrado. Os valores utilizados para o cálculo em casos normais onde Daleks não retiraram o núcleo da Terra são: G maiúsculo = 6,67E-11 m³/kg.s² ; M = 5,98E24 kg ; r = 6,38E6 m (a notação E indica potência de base 10, ou seja, E6 é 10 elevado a 6).

Se considerarmos que a constante gravitacional e o raio do planeta não mudarão, com a massa da Terra sendo somente 70% da atual, a gravidade na superfície da nave-Terra também seria 70% da que temos hoje. Portanto, seria cerca de 6,9 m/s² (nós vivemos sob uma aceleração da gravidade de 9,8 m/s²).

O que essa mudança acarretaria?

A primeira coisa que deve ter passado pela sua cabeça é que andaríamos por aí meio flutuando, parecido com os astronautas na Lua. E olha que eles usam roupas pesadíssimas (a gravidade lá é de 1,6 m/s²).

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento de um astronauta andando (meio pulando) na Lua e caindo ao final.

 

O problema é que, talvez como você também deve estar imaginando, sem o núcleo da Terra não haveria vida. Ou pelo menos não como conhecemos.

Lembra que você aprendeu na escola sobre a Lei de Ampère e a regra da mão direita? Se não aprendeu ou não lembra, tudo bem. O que precisamos saber é que cargas elétricas em movimento ordenado constituem uma corrente elétrica e a corrente elétrica gera um campo magnético.

A Lei de Ampère diz que o sentido do campo magnético é determinado pelo sentido da corrente elétrica. A regra da mão direita representa essa relação: se você coloca o polegar da mão direita no sentido convencional da corrente elétrica num fio condutor, os outros dedos darão o sentido do campo magnético gerado. (Ref.) #ParaTodosVerem: A imagem mostra um desenho com essa relação entre a mão direita, um fio e o campo magnético.

 

Existe uma teoria sobre a formação do campo magnético de corpos celestes que conseguimos entender usando praticamente essa mesma explicação. A teoria do dínamo descreve o processo pelo qual um fluido condutor em rotação e convecção consegue manter um campo magnético existindo de forma ininterrupta (enquanto esses movimentos também existirem). O núcleo externo líquido constituído principalmente de ferro em rotação devido ao movimento da Terra preenche os requisitos da teoria.

Sendo assim, o fato de termos esse núcleo externo líquido nos possibilita a vida na Terra, uma vez que esse campo magnético assegura que nossa atmosfera se mantenha no lugar e, ambos em conjunto, nos oferece proteção contra os ventos solares e a radiação espacial.

Além da perda do campo magnético, se contássemos somente com a variação da gravidade, já parece provável que ao menos parte de nossa atmosfera seria ejetada para o espaço, causando também problemas para a vida no planeta.

Depois de toda essa explicação, parece improvável que a vida continuaria nessa Terra-sem-núcleo, porém para continuar a brincadeira vamos desconsiderar esses fatos.

O que ocorreria então considerando somente a mudança na gravidade? Será que essa diminuição da aceleração da gravidade mudaria nossos corpos? A resposta é sim! Inclusive há diversos estudos sobre a ação da microgravidade no organismo, porque os astronautas sofrem com tais problemas quando vão ao espaço.

Observando essas variações no corpo, pesquisadores começaram a comparar amostras de sangue e tecido de animais e astronautas antes e depois da viagem espacial para entender o impacto da gravidade na fisiologia.

Se você já viu alguma reportagem ou entrevista com astronautas que retornaram do espaço, provavelmente já ouviu que um problema bastante comum que eles sofrem é a perda muscular e óssea. Isso é comum, porque mesmo astronautas que se submetem a regimes de exercícios rigorosos durante suas missões, podem perder mais que 1% de massa óssea por mês no espaço! Pesquisadores estão usando avanços em estudos genômicos e proteômicos (estudo de sequências de DNA e de proteínas, respectivamente) para identificar como o metabolismo das células ósseas é regulado pela gravidade. O que já se estabeleceu é que na ausência de gravidade, as células responsáveis pela formação dos ossos são suprimidas, enquanto as células responsáveis pela degradação dos ossos são ativadas, acelerando a perda óssea.

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento dos astronautas da Estação Espacial Internacional jogando futebol (flutuando).

Também já foram identificadas algumas moléculas-chave que controlam esses processos e é interessante pontuar aqui que esses tipos de estudos, no futuro, podem levar a tratamentos para problemas ósseos também em pessoas que nunca saíram da Terra.

O sistema imunológico dos astronautas também fica comprometido devido à diminuição de gravidade. Um exemplo já compreendido pelos pesquisadores do que ocorre é o enfraquecimento das funções das chamadas células-T. Essas células especializadas do sistema imunológico são responsáveis por combater diversas doenças, indo desde a gripe comum até doenças mais graves que podem ser letais.

Além disso, alguns astronautas que retornam de suas missões apresentam problemas cognitivos como a dificuldade de aprendizagem e até mesmo isso pode ter relação com a variação da aceleração da gravidade! Desde os anos 1980, já se tinha observado que a ausência de gravidade aumenta a retenção de sangue na parte superior do corpo, levando ao aumento de pressão no cérebro. Em pesquisas recentes foi sugerido que esse aumento de pressão reduz a liberação de neurotransmissores, sendo que essa pode ser uma explicação para o problema sofrido pelos astronautas.

Além desses estudos para entender o que ocorre no organismo que passa um tempo vivendo em microgravidade, os cientistas começaram a investigar como diferentes tipos de células crescem no espaço.

Além da força da gravidade, nossas células também estão sujeitas à forças adicionais, incluindo tensão e cisalhamento, em condições que variam dentro de nossos corpos.

Nossas células sentem essas forças de diferentes formas, sendo que um dos mecanismos é através dos canais iônicos mecano-sensitivos. Esses canais são poros na membrana celular que só deixam íons específicos passarem dependendo das forças que foram sentidas.

Canais na membrana celular agindo como portões, abrindo ou fechando para deixar moléculas entrarem ou saírem dependendo do estímulo recebido. #ParaTodosVerem: A imagem mostra um esquema em que os canais são como corredores que atravessam uma parede (a membrana celular). O portão de um desses corredores está aberto permitindo moléculas entrarem na célula e outro está fechado não deixando as moléculas passarem.

 

Um exemplo desse tipo de receptor são os canais iônicos PIEZO que estão envolvidos na mecanotransdução – conversão das forças mecânicas em sinais biológicos. Imagine que você levou um beliscão no braço. Isso ativaria tais canais, avisando para abrir seus portões, deixando certos íons específicos entrarem na célula e passar a informação de que uma força mecânica foi sentida. Ao final, todos os eventos biológicos que ocorreriam em microssegundos, fariam com que você puxasse seu braço para longe de quem te beliscou. Por esse exemplo simples, dá para imaginar que esse tipo de sensor de força pode ser crucial para que possamos reagir rapidamente em diferentes condições.

O problema é que num ambiente sem gravidade, as forças agindo nos canais de íon mecano-sensitivos ficam desequilibradas, causando movimentos iônicos anormais. Os íons regulam muitas atividades celulares: se eles não estão indo para onde e quando deveriam, o metabolismo celular e a síntese de proteínas são perturbados.

Pelos cálculos que fizemos mais acima, com a retirada do núcleo da Terra não chegaríamos ao ponto de vivermos em microgravidade, situação na qual a maioria desses estudos se baseia, porém podemos ter uma ideia do tipo de problemas que nossos organismos sofreriam. Certamente depois de algumas gerações, os terráqueos teriam organismos desenvolvidos de formas totalmente diferentes.

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento da personagem Madame Vastra dizendo “Well then, here we go again” (“bom, lá vamos nós de novo”, em inglês). Madame Vastra é humanóide (a espécie dela é terráquea), mas possui a pele verde, com um tipo de placa ou escama, lembrando a pele de um réptil.

Até aqui, nós ignoramos absolutamente tudo que não fosse a diminuição da gravidade, causada pela retirada do núcleo da Terra. Mas será mesmo que essa casca que sobrou ficaria no lugar?

Hipótese 2. Colapso da casca

No caso do colapso da casca que restou após a retirada do núcleo, seria formada uma esfera menor. Logo, a sala de controle da nave planetária dos Daleks iria desabar.

Aqui, mais uma vez, parece provável que a vida na Terra seria extinta.

Mas vamos considerar que pelo menos seres menores e/ou mais simples sobrevivessem. Como a variação na gravidade agiria sobre esses seres? Nesse caso, além da diminuição da massa da Terra, teríamos também uma diminuição do raio do planeta.

Para conseguirmos alguns números para trabalhar, vamos considerar que aqueles 70% restantes de massa da Terra colapsem formando um esferóide com aproximadamente 70% do raio anterior da Terra. Nesse caso, terminaríamos com um planeta com gravidade de aproximadamente 14 m/s².

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento do Nono Doutor dizendo “And doesn’t that scare you to death?” (“E isso não te assusta?”, em inglês).

Qualquer tipo de vida sobrevivente ao colapso ainda teria que sobreviver à terceira maior gravidade do Sistema Solar (perdendo somente para o Sol e Júpiter). Com as espécies sobreviventes sendo ainda irradiadas por raios cósmicos, sofrendo mutações, a Terra poderia virar um planeta com novas espécies depois de alguns milhares de anos (ou menos). E devido à gravidade tão alta, esses seres não seriam muito grandes.

Hipótese 3. Colapso da casca somada à extinção total da vida

Aqui não tem muito mais o que explicar, mas é a hipótese que parece mais provável, considerando o que foi ignorado nas hipóteses anteriores. O colapso da casca não permitiria a sobrevivência de nenhum ser vivo.

Se pensarmos em bactérias extremófilas que, por exemplo, vivem em temperaturas muito mais altas que outras bactérias, precisamos lembrar que esses seres que vivem em condições extremas são resultado de milhares de anos de adaptação. No caso em que houvesse o colapso da casca restante da Terra, somado à perda do campo magnético e de pelo menos uma parte da atmosfera, tudo ao mesmo tempo, parece muito difícil que algum ser vivo hoje no planeta conseguiria sobreviver, se multiplicar e manter sua vida no planetinha resultante. A não ser, talvez, os tardígrados!

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento do Décimo Segundo Doutor dizendo “Do you know what happens if I don’t move on?” More people die” (“Sabe o que acontece se eu não me mexo? Mais pessoas morrem”, em inglês.

Pode ser que também começasse tudo de novo do zero depois de algum tempo? Afinal, quando a vida surgiu na Terra, as condições também não eram muito boas para os parâmetros atuais. Mas considerando que o planetinha resultante seja igual àquele da hipótese 2, os maiores seres vivos seriam relativamente pequenos devido à maior gravidade.

Ao final podemos dizer que claramente tirar o núcleo da Terra para usar o planeta como uma nave não foi uma das melhores ideias dos Daleks, mas funcionaria muito bem considerando o objetivo deles de exterminar toda vida não-Dalek do planeta. Ainda bem que no universo em que os Daleks existem, também existe a Doctor!

#ParaTodosVerem: Imagem em movimento da Décima Terceira Doutora dizendo “I will protect you, all of you” (“Eu protegerei vocês, todos vocês”, em inglês).

Um pouco mais sobre Doctor Who no Portal Deviante e além:

A liberdade criativa de Doctor Who

Scicast #47: Doctor Who

DWBRcast 91 – Série Clássica: The Dalek Invasion of Earth

 

Referências:

A Terra

Planetas

Earth’s magnetic field

What if the Earth was hollow?

Life on Earth is used to gravity – so what happens to our cells and tissues in space?

The Strange, Deadly Effects Mars Would Have on Your Body

What would happen to you if gravity stopped working?

What would happen if the gravity on Earth was suddenly turned off?

Capa: imagem dos Daleks na Terra, retirada do arco The Dalek Invasion of Earth.

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