A Meteorologia de: Júpiter – parte 1

Permitam-me apenas que insista num ponto; às pessoas que garantem que os planetas não são habitados é preciso responder: podem ter razão, se for demonstrado que a Terra é o melhor dos mundos, mas isto não é verdade, apesar do que possa ter dito Voltaire [1]. Tem apenas um satélite, enquanto Júpiter, Urano, Saturno e Netuno têm vários ao seu serviço, vantagem que não é nada para desdenhar. Mas o que sobretudo torna o nosso Globo pouco confortável é a inclinação do seu eixo sobre a sua órbita. Daí a desigualdade dos dias e das noites; daí a aborrecida diversidade das estações. No nosso infeliz esferóide, faz sempre ou calor demais ou frio excessivo; gela-se no inverno e arde-se no verão; é o planeta das constipações, das corizas, dos fluxos do peito, ao passo que à superfície de Júpiter, por exemplo, em que o eixo está muito pouco inclinado, os habitantes poderiam gozar de temperaturas invariáveis; há a zona das primaveras, a zona dos verões, a zona dos outonos e a zona dos invernos perpétuos; cada habitante pode escolher o clima que mais lhe agrade e ficar durante toda a vida ao abrigo das variações da temperatura. Concordarão certamente que Júpiter é superior ao nosso planeta pelo menos nisto, sem falar já das revoluções anuais, que duram doze anos cada uma! Além disso, é evidente que, sob esses auspícios e nessas maravilhosas condições de existência, os habitantes desse mundo afortunado são seres superiores, que os sábios são mais sábios, os artistas mais artistas, os maus menos maus e os bons melhores [2]. Que falta ao nosso esferóide para atingir tamanha perfeição? Pouca coisa! Um eixo de rotação menos inclinado sobre a sua órbita.

Várias coisas me inspiraram escrever sobre a meteorologia de Júpiter e olha que esse nem é meu planeta favorito no Sistema Solar. Claro que meu favorito tem que ser a Terra, mas depois dela, amo Marte <3. Comecei a gostar mais de Júpiter por influência do Vlamir, amigo meu que pratica astrofotografia (e escreveu dois guestposts, um sobre observação do Sol e o outro sobre mergulho).  Além disso as redspots, que são tempestades praticamente “eternas” no planeta também chamam minha atenção. E claro, o trecho de Da Terra à Lua, que mencionei acima, também tem uma grande influência nisso tudo (Julio Verne é Senhor aqui nesse blog).

Então já que Verne tem status de divindade literária aqui no Meteorópole, vamos começar por esse trecho. Já pensou se a Terra não tivesse seu eixo inclinado com relação a eclíptica? O que aconteceria? Bom, o primeiro impacto a ser sentido seria a ausência de estações do ano. Teríamos apenas uma “faixa” quente (região próxima à linha do Equador), uma faixa eternamente temperada (subtrópicos) e uma faixa eternamente fria (regiões polares). Ok, vocês vão dizer que os pólos na verdade já são regiões eternamente frias, mas há uma variação bem substancial de temperatura. Tanto que parte das geleiras derretem no verão e voltam a aumentar em volume no inverno.

A inclinação do eixo joviano é mínima (é cerca de 3°). Por isso a descrição de Verne (o autor consegue divulgar ciência e escrever ficção, entendem porque ele é ídolo por aqui???) é tão acurada. Por essa razão, supondo que Júpiter fosse habitável (que tivesse um ‘chão’ propriamente dito, tivesse gases respiráveis, ficasse na zona habitável do nosso Sistema e tivesse gases que pudéssemos respirar), o planeta teria uma faixa quente, uma faixa mais ou menos e uma faixa fria. E Verne acha isso uma vantagem. Na verdade, tem um pessoal nas latitudes médias que reclama demais das variações anuais de temperatura. Tem gente que sofre de alergia e tudo mais. Sem contar as ondas de calor ou frio intenso, que matam milhares de pessoas.

Imagem muito boa mostrando a inclinação do eixo de rotação com relação a eclíptica de todos os planetas do nosso sistema solar. Encontrei nesse excelente material da UFRGS, feito pela Prof. Maria de Fátima O. Saraiva

Imagem muito boa mostrando a inclinação do eixo de rotação com relação a eclíptica de todos os planetas do nosso sistema solar. Encontrei nesse excelente material da UFRGS, feito pela Prof. Maria de Fátima O. Saraiva.

Bom, poderia ser pior: em Qo’noS, mundo dos Klingons de Star Trek, a inclinação do eixo é muito maior (cerca de 30°, como alguns fanfics fizem). Lá as mudanças de temperatura são muito mais dramáticas. E nem vou mencionar um vizinho real, Urano que tem uma inclinação de 98° (e claro, as consequências disso merecem um post dedicado ao planeta).

Só que a gente nem pode pensar em colonizar Júpiter. O planeta é o que chamam de gigante gasoso, composto basicamente por gases Hidrogênio (H2) e Hélio e que devido as elevadas pressões em seu interior, possui um núcleo quase “sólido”[3].

Quando vemos imagens de Jupiter, é possível notar algumas ‘nuvens’, compostas por cristais de amônia e possivelmente hidrossulfeto de amônia. Essas nuvens que a gente vê na imagem estão na tropopausa do planeta e estão organizadas em bandas, cobrindo diferentes latitudes. Tudo é bem “retinho e certinho”, quando a gente compara com as nuvens que vemos na Terra. Isso acontece porque aqui na Terra temos continente, oceano e outros corpos d’água, variações topográficas, etc. Essas questões influenciam muito na formação de nuvens aqui na Terra. Lá em Júpiter, nada disso existe. E o que domina o processo de formação de nuvens provavelmente é a circulação de grande escala planetária (que forma nossa zona de convergência intertropical – ZCIT – , por exemplo).

As faixas mais escuras da atmosfera joviana consistem em regiões em que o ‘ar’ está descendo, enquanto as faixas mais claras são as regiões em que o ‘ar’ está subindo. Coloquei ‘ar’ assim entre parênteses porque a atmosfera não tem a mesma composição que a nossa e nem as nuvens são compostas por gotículas de água e cristais de gelo.

Na Terra, temos também regiões em que o ar preferencialmente sobe ou preferencialmente desce.  Na região do Equador, por exemplo, temos a Célula de Hadley (mencionei nesse post). Na figura a seguir, trata-se da região marcada em vermelho. Bem próximo ao Equador, o ar sobe, favorecendo a formação de nuvens. Temos então a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Por volta dos 30° de latitude (30°S e 30°N) o ar desce, por continuidade, e a formação de nuvens fica prejudicada. Esse é um dos fatores que favorecem a presença de grandes desertos por volta dessas latitudes.  A figura embaixo também indica as células Polares e de Ferrel (que estão presentes nos dois hemisférios).

A célula de Hadley é o nome dado a um dos padrões de circulação global (em vermelho, na ilustração). O ar sobe na região do Equador terrestre, provocando convecção (Zona de Convergência Intertropical). Em níveis mais altos da troposfera, o ar desloca-se para os trópicos (próximo as linhas dos trópicos de Câncer e Capricórnio, ou seja, nos dois hemisférios). O ar desce sobre essas regiões e volta, em superfície, para o Equador. Fonte: The COMET Program

A célula de Hadley é o nome dado a um dos padrões de circulação global (em vermelho, na ilustração). O ar sobe na região do Equador terrestre, provocando convecção (Zona de Convergência Intertropical). Em níveis mais altos da troposfera, o ar desloca-se para os trópicos (próximo as linhas dos trópicos de Câncer e Capricórnio, ou seja, nos dois hemisférios). O ar desce sobre essas regiões e volta, em superfície, para o Equador. Fonte: The COMET Program

Podemos fazer um paralelo entre a figura acima e a figura abaixo. Na literatura sobre a atmosfera joviana, o termo “zone” refere-se as regiões em que há movimento ascendente e são as partes mais claras. Belts, são as regiões mais escuras, onde há movimento subsidente. Reparem que no Equador de Júpiter, há uma faixa clara (região de ar ascendente). Nessa faixa clara, temos nuvens feitas basicamente de amônia, como descrevemos anteriormente. No Equador do nosso planeta, temos a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT ou ITCZ, como aparece nos materiais em inglês). Nessa região, também temos movimento ascendente. E nas regiões subtropicais (por volta dos 30°N e 30°S do planeta), temos faixas escuras. Essas faixas indicam movimento subsidente (de cima para baixo), exatamente como ocorre mais ou menos nas mesmas latitudes terrestres.

E essas nuvens produzem raios. Já foram registradas descargas elétricas na atmosfera joviana.

Padrão de nuvens em Júpiter. A imagem é de 2000 e foi obtida pela sonda Cassini. Créditos: NASA/JPL. Na literatura, o termo 'belt' refere-se as regiões em que há movimento ascendente e sao as partes mais ecuras. Belts, são as regiões mais claras, onde há mobimento subsidente.

Padrão de nuvens em Júpiter. A imagem é de 2000 e foi obtida pela sonda Cassini. Créditos: NASA/JPL. Na literatura sobre a atmosfera joviana, o termo “zone” refere-se as regiões em que há movimento ascendente e são as partes mais claras. Belts, são as regiões mais escuras, onde há movimento subsidente.

Quando pegamos uma imagem qualquer do nosso planeta, uma composição de imagens de satélite por exemplo, vemos várias nuvens também. Não temos a mesma aparente uniformidade de Júpiter porque nosso planeta é totalmente diferente (possui continente e oceano, possui diferentes altitudes, etc).  Abaixo, a famosa imagem The Blue Marble.

The Blue Marble, imagem obtida pela tripulação da Apolo 17 em 7 de dezembro de 1972. Fonte: Wikimedia Commons

The Blue Marble, imagem obtida pela tripulação da Apolo 17 em 7 de dezembro de 1972. Fonte: Wikimedia Commons

Ah sim, na imagem de Júpiter em que estão indicadas as zones e os belts,  é possível ver uma grande mancha no Hemisfério Sul do planeta, indicada em azul como ” Great Red Spot” (ou Grande Mancha Vermelha). Como esse post já ficou gigante, prometo continuar escrevendo sobre a atmosfera joviana onde falarei das duas manchas vemelhas (há uma grande e uma pequena), que são na verdade grandes tempestades, e também falarei da estrutura vertical da atmosfera desse interessante planeta.

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Notas

[1] Voltaire também escreveu ficção científica, no século XVIII, anterior a Verne. Recomendo o conto Micromégas (fiz uma resenha aqui). Uma das famosas citações atribuídas da Voltaire  (não sei em que ocasião foi dita):  “Se há vida em outros planetas, então a Terra é o manicômio do Universo”.

[2] Da Terra à Lua foi escrito na primeira metade do século XIX. As observações astronômicas já eram bem precisas na época, o que permitiu determinar por exemplo o eixo de inclinação de Júpiter. Mas ainda não tinham informações precisas sobre a composição desse planeta.

[3] Eu sei que é difícil acreditar em gases quase ‘sólidos’, mas a pressão é tão forte que as moléculas ficam muito agrupadas. Só que esse núcleo sólido, se existir, é muito pequeno, devido a distribuição de massa em torno do eixo de rotação. Leia mais no capítulo “Estrutura Interna” dessa apostila. E na ‘parte 2’ da série sobre a Meteorologia de Júpiter, vamos falar um pouco mais sobre isso.

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Leia mais

Universe Today

Atmosphere of Jupiter