O big bang da evolução

Extraído do Blog Ciência Hoje:
O big bang da evolução: "
O título, extraído de textos do bioquímico britânico James Barber, refere-se ao surgimento na Terra, há aproximadamente dois bilhões de anos, de um dos componentes do processo de fotossíntese.

Se você não é especialista do ramo, provavelmente vai dizer que a clorofila é a responsável pela cor verde da vegetação. Isso é apenas uma parte da história desse fenômeno, que é responsável por todas as formas de vida em nosso planeta.

A fotossíntese continua desafiando nossa inteligência para entender muitos de seus aspectos

Expresso em termos gerais, a fotossíntese aparenta ser muito simples. Ao incidir sobre a folha de uma planta, a luz solar produz uma reação fotoquímica, tendo água e gás carbônico como reagentes e oxigênio e glicose como produtos da reação. É o início da produção de biomassa.

Mas bastam umas poucas perguntas sobre detalhes do processo e logo se descobre sua complexidade. Não é por nada que mais de três séculos depois de sua descoberta, a fotossíntese continua desafiando nossa inteligência para entender muitos de seus aspectos.

No início do mês, a prestigiosa revista Science publicou artigo assinado por 18 pesquisadores de famosas universidades de vários países com o único objetivo de comparar cálculos de eficiência na fotossíntese e nos sistemas fotovoltaicos, uma tarefa tão difícil quanto necessária para o desenvolvimento tecnológico da energia solar.

Usina solar PS10, na Espanha. Pesquisadores tentam comparar a eficiência na fotossíntese e nos sistemas fotovoltaicos, uma tarefa difícil, porém necessária, para o desenvolvimento tecnológico da energia solar. (foto: Wikimedia Commons/ afloresm – CC BY 2.0)

Uma parte da dificuldade em calcular a eficiência energética da fotossíntese reside na falta de conhecimento detalhado do processo. Um alerta contundente para algumas lacunas nesse conhecimento foi dado recentemente por Marco Sacilotti e colaboradores do Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE).

Não resta mais dúvida de que o mecanismo da fotossíntese é controlado pela mecânica quântica. No entanto, a literatura atual não apresenta elementos quantitativos ou mesmo qualitativos para justificar essa hipótese, afirmam os pesquisadores da UFPE ao propor modelos para sanar essa dificuldade.

Uma das principais deficiências dos modelos atuais é a falta de uma boa compreensão das forças que determinam o movimento de cargas elétricas positivas e negativas no interior dos sistemas fotossintetizantes.

Eficiência natural

Se por um lado o tratamento quântico da fotossíntese tem muito a evoluir – o que representa um vasto campo de trabalho para biólogos, físicos e químicos –, por outro, o cenário geral do processo já está bem estabelecido.

Não há mais questionamento na literatura sobre a natureza inicial do processo, que ocorre quando a luz solar atinge a clorofila e outros pigmentos fotossensíveis presentes nas folhas de plantas e algas.

A energia absorvida nessa interação é transferida para uma enzima estruturalmente complexa, conhecida como fotossistema II (PSII, na sigla em inglês). O surgimento dessa enzima na Terra é considerado o “big bang da evolução”.

Pesquisadores acreditam que
procedimentos de engenharia genética possam contribuir para aumentar a eficiência energética de sistemas naturais

Ela é responsável pela quebra da molécula da água, que resulta na produção de elétrons e prótons por meio de um processo termodinâmico com eficiência de aproximadamente 70% na conversão da energia associada à luz solar incidente em energia armazenada nas ligações químicas dos produtos formados.

Para se ter ideia do quão alta é essa eficiência, basta compará-la com os 18% da mais eficiente célula solar disponível hoje comercialmente. Todavia, até chegar ao estágio energético utilizável, os sistemas naturais dissipam energia sob diferentes formas e, ao final, a eficiência teórica não ultrapassa 4,5%, e os melhores resultados experimentais não ultrapassam 3%.

Biólogos, físicos e químicos que trabalham na área acreditam que procedimentos de engenharia genética possam contribuir para aumentar essa eficiência. Uma possibilidade seria alargar artificialmente a faixa do espectro solar absorvido por pigmentos fotossensíveis.

É que os sistemas naturais captam apenas luz na faixa visível para realizar a fotossíntese. Então, se for possível manipular esses materiais para incluir pigmentos absorvedores de outras faixas, a eficiência poderá ser maior, na medida em que mais energia será captada para a mesma intensidade de radiação solar.

Física quântica & biologia sintética

O processo inverso da fotossíntese é a fotorrespiração, produzida pela ação de oxigênio sobre glicose, que libera energia sob a forma de água e gás carbônico. A fotorrespiração chega a consumir até 25% da energia inicialmente armazenada na fotossíntese.

Para enfrentar essa limitação, a natureza desenvolveu em algumas plantas a fotossíntese C4, na qual o gás carbônico é fixado em um ácido com quatro átomos de carbono. O resultado disso é que ao apresentar maior eficiência na fixação do gás carbônico e pequena perda de água, as plantas C4 praticamente dispensam a fotorrespiração. Já existem pesquisas em andamento na tentativa de incorporar materiais fotossintetizantes do tipo C4 em plantas nas quais inexistem esses componentes.

'Fimbristylis dichotoma'. Nas plantas do gênero 'Fimbristylis', ocorre a fotossíntese C4. Nesse processo, o gás carbônico é fixado em um ácido com quatro átomos de carbono, o que resulta em maior eficiência energética. (Keisotyo/ CC BY-SA 3.0)

Outras opções consideradas pela engenharia genética encontram-se em estudo, e as mais instigantes têm a ver com o uso tecnológico dos conceitos da teoria quântica para o estabelecimento da biologia sintética.

O amadurecimento das ferramentas teóricas e experimentais da biologia e da física chegou ao ponto de aplicação das ideias lançadas no início dos anos 1940 pelo físico austríaco Erwin Schrödinger (1887-1961), que ao referir-se aos organismos multicelulares disse que sua “singular engrenagem não é de grosseira manufatura humana, mas a mais requintada obra-prima já conseguida pelas leis da mecânica quântica”.

Carlos Alberto dos Santos
Professor-visitante sênior da Universidade Federal da Integração Latino-americana
"

Terremoto exigirá ajuste do sistema GPS para o Japão

Terremoto exigirá ajuste do sistema GPS para o Japão: "O maior terremoto da história do Japão moveu a costa do país, alterou o equilíbrio da Terra e reduziu a duração dos dias."

UFSC - TERREMOTO

Vestibular UFSC 2009

Questão 27

Uma das aplicações dos logaritmos é na medida da intensidade de terremotos. Na escala Richter,

a intensidade I de um terremoto é definida por:

I=2/3 log⁡〖E/E0〗

em que E é a energia liberada pelo terremoto, em kWh, e E0 = (10)^-3kWh (dez elevado na

menos três). Assim, aumentando em uma unidade a intensidade do terremoto, a energia

liberada fica multiplicada

por...

Tentem responder essa!

Mais tarde o resultado...

Terremoto e Maremoto

Terremotos e Maremotos

Os terremotos são constantes em nosso planeta, que sofre pelo menos três terremotos todos os dias. Isso mostra que a Terra não é um corpo rígido como se pensava a séculos atrás. Apesar de anos de pesquisa, ainda não é possível prever um terremoto.

Segundo estudos e fontes de pesquisa, mais de 90% dos abalos sísmicos são causados pelo movimento das placas tectônicas. Essas placas se movimentam alguns centímetros por ano.

Quais são os tipos de movimento das placas?

O movimento das placas se dá de três formas:

· Transformantes: placas deslizantes;

· Divergentes: placas se separando;

· Convergentes: uma placa sobre a outra.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Tectonic_plate_boundaries.png

A ocorrência de tremores ocorre quando forma-se tensões entre placas, aí ocorre rupturas enormes e violentas, que deslocam a crosta terrestre. A destruição não se limita somente ao epicentro do terremoto – as ondas sísmicas podem estender a outras regiões numa velocidade de até 13.000 km/h.

Mas não é somente com o movimento das placas tectônicas que podem causar abalos sísmicos. Erupções vulcânicas, cavidades ocas, erosões e segundo estudo de geólogos a extração de gás e minério pode provocar acomodações no solo.

Como são medidos os terremotos?

A intensidade de um terremoto é normalmente medida em graus na escala Richter, que não possui limite máximo. Essa medida foi criada pelo sismólogo americano Charles Francis Richter (1900-1985) e gradua os tremores de terra com o auxílio de sismógrafos. A escala começa com o grau 1, que corresponde a um tremor de terra pouco perceptível. A magnitude de cada grau na escala corresponde a uma intensidade 10 vezes maior que a anterior.

O Brasil corre risco?

A idéia de que o Brasil está livre de terremotos é errada. Os abalos sísmicos em nosso país são modestos se comparados à outras regiões. Nosso país situa-se no continente das placas andina, porém muito no seu interior. O Acre é o estado que apresenta o maior nível de atividade sismológica, em função da proximidade dos Andes.

Maremotos

Maremotos são causados por abalos sísmicos que ocorrem no solo marinho, causando a elevação do mar e ondas gigantes. Essas ondas podem variar de 3 m até 50 m. Porém, a energia com que ela vem é devastadora. Segundo sismologos para haver tsunamis o assoalho marinho tem que haver um abalo no mínimo de 7 graus de magnitude e provocar um deslocamento vertical do assoalho marinho. Segundo dados, a cada 100 terremotos somente um gera um tsunami. Erupções vulcânicas e desabamentos de montanhas também podem gerar tsunamis, assim como meteoritos e explosões atômicas, porém raras.

O maior tsunami já registrado é o do Alaska em 1958. Segundo geógrafos as ondas atingiram de 150 m a 530 m de altura!

A velocidade de deslocamento de um tsunami é enorme. Depois do terremoto em solo marinho a onda pode chegar a uma velocidade de 800 km/h, onde a profundidade da ocorrência é de 5000 m. Se compararmos, as ondas normais que são geradas por ventos de tempestades, podem atingir 100 km/h. Quando chega a costa a onda sofre uma desaceleração. Mas ao mesmo tempo, seu comprimento é reduzido e as ondas crescem ainda mais.

Durante um tsunami (como em qualquer onda) não é a água que se desloca tão velozmente pelos oceanos. Na verdade, as moléculas de água transmitem seu pulso de movimento às moléculas vizinhas.

No Brasil o risco para um tsunami é eminente. Ele pode surgir nas Ilhas Canárias através de grandes deslocamento de terras e por ser uma ilha de intensa atividade vulcânica. Há indícios de um tsunami ocorrido a 300.000 anos, parte da ilha El Hierro desabou no mar e um tsunami ocorreu pelo Atlântico e, ao atingir a costa das Américas, lançou rochas do tamanho de casas centenas de metros no litoral adentro.

Consulta:

1001 Perguntas e respostas sobre ciência, Seleções Reader's Digest

http://pt.wikipedia.org/wiki/Terremotos

Estudar!?

O mundo ontem, hoje e amanhã

O mundo está em constante processo de transformação e aprendizagem.

Ontem o mundo era plano, hoje ele é uma “esfera” e amanhã o que ele será?

Ontem o Universo era geocêntrico, hoje ele é heliocêntrico, e amanhã será o universo infinito, teve um começo ou sempre existiu?

Ontem éramos primatas, hoje somos “racionais”, e amanhã teremos nossos clones, termos partes robóticas, viveremos até 130 anos?

É possível mudar o mundo?

O mundo não pára! Ele está em perpétuo movimento em torno do Sol; o Sol em torno do centro da Via Láctea; e a Via Láctea de encontro com outra galáxia a de Andrômeda. Isso não é possível mudar.

Os humanos estão sempre mudando o mundo. Cientistas, educadores, políticos e religiosos em todos os níveis estão em constante mudança, do seu nível social até sua consciência.

Buscar sempre inspirações e dialogar novas e antigas idéias

Mas a nossa consciência e nosso fazer muda os objetos e o próprio planeta. Nossas idéias podem mudar e até mesmo revolucionar o mundo. Podemos ter idéias, mas temos que ter cuidado para que essas idéias não nos possuam!

As idéias antigas ainda são debatidas e questionadas, porém com novas incertezas, e me arrisco a dizer algumas com certeza! Essas idéias incertas são as melhores, pois buscamos os conhecimentos nelas, e temos que ter a humildade de reconhecer que nossa ignorância é infinita e nosso conhecimento é provisório (no sentido de que o mundo descobre novas perspectivas) porém é tudo que nós temos e ninguém pode tirá-lo (só transcendê-lo).

Professor: seu orientador nos estudos

O professor tem a tarefa de orientar os estudantes em seus estudos. Mostrar-lhe a Ciência de um jeito um pouco metódico, curioso, de despertar a curiosidade que há em cada mente, é um processo difícil tanto para o estudante quanto para o professor.

O professor preocupa-se se o estudante conseguiu interpretar, resolver e o que é mais importante saber questionar, saber argumentar uma outra estratégia de aprendizado para se chegar ao mesmo resultado, ou quem sabe uma nova abordagem.

Educador: seu orientador social

O professor educador além de orientar os estudantes em seus estudos (professor), ele ultrapassa a sala de aula e tenta despertar em seus estudantes a prática social, suas responsabilidades quanto aos deveres e direitos de cada um. O professor educador informa aos seus estudantes fatos que acontece dentro do colégio, e outros fatos que acontecem fora do colégio (política, cidadania, responsabilidade social, etc.)

Busca orientar os estudantes para um convívio harmonioso com o todo, saber respeitar as diferenças sejam elas culturais, religiosas, etc. Todos somos iguais, temos os mesmos átomos, nascemos no mesmo planeta (e se fosse fora também não se justificaria!). Portanto, o respeito e a harmonia ao próximo é a maior virtude dos humanos.