Por Amâncio Friaça*

Uma camada de argila que revolucionou a ciência

Walter Alvarez tinha um sério problema para o qual precisava da ajuda do pai. Walter era geólogo, e seu pai, o físico Luis Alvarez, foi o vencedor do Prêmio Nobel de Física de 1968 pela descoberta de um grande número de estados de ressonância das partículas elementares — proporcionada pela sua invenção da câmera de bolhas de hidrogênio líquido. Luis era um sujeito que adorava desafios exóticos. Certa vez havia usado um detector de raios cósmicos para descobrir se a pirâmide egípcia de Quéops continha uma câmara secreta, que segundo a lenda estaria repleta de tesouros. No final, verificou que o interior da Grande Pirâmide era pura rocha sólida.

Agora, Luis tinha mais um mistério para solucionar. Quando Walter trabalhava em Gubbio, nos Apeninos italianos, encontrou um paredão especial de calcário que havia sido o fundo do oceano há milhões de anos. Ao escavar, Walter observou uma imensa quantidade de fósseis, em geral quase microscópicos. No entanto, havia uma camada de argila, com pouco mais de um centímetro de espessura, que formava um minideserto geológico. Abaixo dessa camada, ele identificou calcário do último estágio do período cretáceo, no fim da era secundária, a era dos dinossauros.

Camada de argila em Gubbio, com um bombom marcando o local. Foto: Elizabeth Kolbert

A parede descoberta por Walter estava repleta de foraminíferos, minúsculas criaturas marinhas que possuem conchas dos mais diversos formatos. Os foraminíferos da camada inferior, pertencente ao Cretáceo, eram relativamente grandes e muito diversificados. Na camada seguinte, os foraminíferos simplesmente desapareciam. Eles só voltavam a aparecer nos estratos de calcário acima, já pertencentes ao período terciário, quando os dinossauros estavam extintos. Os foraminíferos de cima eram de espécies diferentes dos que estavam abaixo da lâmina de argila, menores e menos variados. O que intrigou Walter Alvarez foi justamente a transição tão repentina.

Como a maioria dos geólogos até então, a formação de Walter havia sido uniformitarista, linha de pensamento que prega que a extinção de uma espécie acontece de forma gradual. Mas não era isso que aquela camada de argila mostrava. Parecia haver uma descontinuidade real e abrupta entre o Cretáceo e o Terciário. Além disso, era intrigante a coincidência da época da extinção dos grandes foraminíferos com a dos dinossauros. Para começar a resolver o enigma, ele precisava datar a camada de argila.

Coube a seu pai, Luis Alvarez, imaginar um método para determinar a idade da argila: medir a quantidade de irídio — elemento raro do grupo dos metais preciosos, que inclui o ouro e a platina. Quando os resultados vieram, o espanto foi total. O irídio na camada de argila entre o Cretáceo e Terciário vinda da Itália era trinta vezes mais abundante do que o esperado na Terra! Alvarez logo percebeu que o material teria que ter origem extraterrestre, já que o irídio é muito mais abundante em asteroides do que em nosso planeta.

A descoberta levou a uma hipótese extremamente ousada: se um asteroide tivesse se chocado com a Terra na época da extinção dos dinossauros, no final do Cretáceo, ele poderia ser a causa tanto do excesso de irídio como da própria extinção dos animais. Para confirmar, eles buscaram outras amostras de argila da camada de transição Cretáceo-Terciário.

Foraminíferos têm formas peculiares e, às vezes, extravagantes. Foto: ER Degginger/ Science Source

Fragmentos vindos da Nova Zelândia mostravam um excesso de irídio de vinte vezes, e outros, provenientes da Dinamarca, tinham uma superabundância de 120 vezes! Em todos os casos, as camadas de calcário acima e abaixo da argila na transição apresentavam composição química similar. Com base nesses dados todos, Alvarez, pai e filho, junto com Frank Asaro e Helen V. Michel, do Lawrence Berkeley Laboratory, puderam publicar na renomada revista científica Science seu escandaloso artigo: “Uma causa extraterrestre para a extinção Cretáceo-Terciário”.

As reações ao artigo da Science foram, em geral, de repúdio, já que utilizava argumentos astrofísicos para explicar o fim de toda uma era geológica, o Mesozoico. Geólogos e biólogos também ficaram furiosos com a intromissão de um Nobel de Física no que consideravam um assunto no qual eles eram os especialistas. Além disso, Walter foi acusado pela comunidade científica de se colocar contra o uniformitarismo, visão-padrão dentro da teoria da evolução, abraçada desde Darwin. Alvarez acabou sendo chamado de catastrofista, o que era praticamente um xingamento para os biólogos evolucionistas da década de 1980.

Desenvolvido pelo naturalista francês Georges Cuvier (1769-1832), o catastrofismo defendia o desaparecimento abrupto de várias espécies ao mesmo tempo e foi considerado por grande parte dos geólogos uma doutrina equivocada e inteiramente ultrapassada. Mas Alvarez provou estar certo. Embora a biosfera possa se manter estável em média por uns 100 milhões de anos, ela às vezes sofre um colapso generalizado. A grande extinção que deu fim aos dinossauros, há 65 milhões de anos, foi a quinta de uma série de extinções em massa, a primeira tendo acontecido há 425 milhões de anos. A queda do asteroide que marcou a extinção Cretáceo-Terciário, atualmente conhecida como evento de extinção Cretáceo-Paleógeno (K-Pg), promoveu a extinção em massa de cerca de 75% das espécies de plantas e animais da Terra. O asteroide tinha 10 quilômetros de diâmetro e liberou 100 milhões de megatons na explosão. Para comparar, a bomba de Hiroshima foi de 15 quilotons.

Além da onda de choque que varreu o planeta em horas e de um megatsunami, o impacto seguiu-se de uma chuva de detritos incandescentes que caiu, durante semanas, por toda a superfície da Terra e gerou incêndios globais. Porém, o pior ainda estaria por vir. O local de impacto, a península de Yucatán, no México, continha rochas ricas em enxofre. A colisão criou aerossóis à base de sulfato — extremamente eficazes para bloquear a luz solar. E cerca de sessenta vezes mais matéria do que a do asteroide foi pulverizada e lançada à atmosfera. Após o calor abrasador da queda do material mais pesado, os aerossóis entraram em ação bloqueando a luz e resfriando o planeta. Foi o início de um mortal “inverno nuclear”. A fotossíntese cessou e as temperaturas despencaram. Foram liquidadas as grandes comunidades vegetais típicas da época dos dinossauros e todos os animais terrestres com mais de 20 quilos morreram.

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Evento de Tunguska. Foto: Leonid Kulik Expedition, Wikipedia

O céu continua nos ameaçando

O chamado Evento de Tunguska é uma versão atual, em escala menor, do impacto que acabou com os dinossauros. Em 30 de junho de 1908, uma grande explosão ocorreu em Tunguska, bem no meio da Sibéria. A explosão achatou 2 mil quilômetros quadrados de floresta de taiga. Não há registro de vítimas, mas apenas porque a região é pouquíssimo povoada. Porém, testemunhas a centenas de quilômetros do centro da colisão foram arremessadas longe devido à força da onda de choque.

Acredita-se que a explosão tenha sido causada pela queda de um pequeno asteroide ou um fragmento de cometa. Contudo, nenhuma cratera de impacto foi encontrada. O objeto deve ter explodido em pleno ar a uma altitude de 5 a 10 quilômetros em vez de se chocar com a superfície da Terra. As estimativas de diâmetro variam de 60 a 190 metros, dependendo se o meteoro era um fragmento de cometa, cujo principal constituinte é gelo, ou um asteroide, composto de rocha de maior densidade. É o maior evento de impacto na Terra registrado pela história. A energia da explosão foi entre 10 e 30 megatons.

E a história se repetiu — ao menos na Rússia. No dia 15 de fevereiro de 2013, um meteoro gigante (ou bólido) explodiu sobre a cidade russa de Chelyabinsk, na região dos montes Urais. Embora o evento tenha deixado um saldo de ao menos mil feridos e grandes danos materiais — o enorme teto de uma fábrica foi arrancado —, felizmente ninguém morreu. E isso apesar da energia do impacto ter sido de 440 quilotons.

Passagem do meteoro em Chelyabinsk. Foto: AP

Local do impacto do meteoro em Chelyabinsk. Foto: AP

Para a sorte dos moradores de Chelyabinsk, a explosão ocorreu na alta atmosfera, 24 quilômetros acima da cidade. Foi uma surpresa total para a comunidade científica, que aguardava para o mesmo dia a aproximação máxima com a Terra do asteroide 2012DA14, que passaria — e passou — a apenas 27.700 quilômetros acima de Sumatra. Na verdade, essa foi a maior aproximação de um asteroide já registrada. Passou tão perto da Terra que cruzou a órbita dos satélites geoestacionários, a 36 mil quilômetros do nosso planeta.

Porém, os dois eventos não estavam relacionados. O asteroide 2012DA14 passou em uma direção alinhada à órbita terrestre, enquanto o bólido que atingiu a Terra vindo da direção do Sol seguiu uma trajetória que quase tocava a órbita de Vênus. O meteoro tinha diâmetro de 18 metros, peso de 11 mil toneladas e velocidade de aproximação da Terra de 67 mil quilômetros por hora. Já o asteroide tinha um diâmetro de 30 metros, massa de 40 mil toneladas e velocidade relativa de 28 mil quilômetros por hora. Se tivesse penetrado a atmosfera terrestre, teria produzido uma explosão de 700 quilotons a uma altitude de 16 quilômetros. A maior energia do impacto e a menor altura resultariam em consequências muito mais graves do que as do bólido de Chelyabinsk.

O fato de o meteoro de Chelyabinsk não ter sido percebido antes da entrada na atmosfera é um alerta para o perigo que nos ronda no espaço. Há muitos asteroides que passam muito perto da Terra, os chamados NEOs (da sigla em inglês, Near-Earth Objects, ou Objetos Próximos à Terra). Alguns deles passam tão perto de nós quanto a órbita da Lua. A monitoração dos NEOs é importante se quisermos evitar catástrofes no futuro. Mesmo os bólidos, os meteoros gigantes, que são menores que os asteroides, já geram uma quantidade de energia considerável ao impactar com a atmosfera terrestre, e a grande maioria até agora não tem sido detectada.

Segundo informações divulgadas pelo Programa de NEOs da NASA, entre 1994 e 2013 556 eventos de bólidos de níveis variados de energia foram registrados. O bólido de Chelyabinsk foi o com maior energia de impacto da lista, e catorze tinham uma energia maior do que 2,5 quilotons. O monitoramento continuado dos NEOs é essencial para a prevenção de catástrofes que atinjam nosso planeta e a humanidade.

Talvez a grande ameaça esteja bem aqui

Porém, talvez a maior ameaça à vida na Terra não seja extraterrestre, mas sim nós mesmos. Desde a Revolução Industrial, a atividade humana tornou-se o principal motor de mudança ambiental planetária e está prejudicando a estabilidade da vida no planeta.

Entramos numa nova época, o Antropoceno, o período da Humanidade — termo cunhado em 2000 por Paul Crutzen, Prêmio Nobel de Química de 1995 por seu trabalho sobre a destruição da camada de ozônio. As pressões que exercemos na Terra ultrapassam, em muitos casos, a capacidade de recuperação do planeta. Todos conhecem o aquecimento global causado pela queima de combustíveis fósseis, porém, a maior transgressão que estamos cometendo é contra a biodiversidade. Um certo grau de extinção é totalmente natural. No entanto, a ação humana está causando uma taxa de extinção de espécies de cem a mil vezes maior ao nível pré-industrial.

A humanidade deu início à sexta extinção em massa dos últimos 500 milhões de anos. Vivemos em tempos muito perigosos. Com as espécies que desaparecem, perdemos recursos fundamentais para a nossa sobrevivência. Contudo, perdemos muito mais. Cada ser vivo que vai embora leva um pedaço do nosso mundo simbólico. São extintas também várias espécies de beleza, do que é admirável e do que é sublime.

Em A sexta extinção, livro vencedor do Prêmio Pulitzer de Não Ficção de 2015, Elizabeth Kolbert explica de que maneira o ser humano alterou a vida no planeta como absolutamente nenhuma espécie o fizera até hoje. Para isso, lança mão de trabalhos de dezenas de cientistas nas searas mais diversas e vai aos lugares mais remotos em busca de respostas. Eleito um dos melhores livros do ano pelo The New York Times, o livro trata de temas complexos de forma simples e acessível, e é indicado tanto para estudiosos quanto para leigos no assunto. 

Amâncio Friaça é astrônomo do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo. Trabalha em astrobiologia, cosmologia, evolução química do universo e nas relações entre astronomia, cultura e educação. Foi o responsável pela revisão técnica da edição revista de Uma breve história do tempo, lançada em 2015 pela Intrínseca.