Provavelmente, já ouviram dizer
que o dióxido de carbono está a aquecer a Terra.
Mas, como é que isso funciona?
É como o vidro duma estufa
ou como um cobertor de isolamento?
Bom, não propriamente.
A resposta envolve um pouco de mecânica quântica,
mas não se preocupem, vamos começar com um arco-íris.
Se olharem com atenção para a luz solar separada através de um prisma,
verão intervalos escuros onde faltam faixas de cor.
Para onde é que elas foram?
Antes de chegarem aos nossos olhos,
partes específicas do espetro foram absorvidas por diversos gases.
Por exemplo, o oxigénio confiscou
parte da luz vermelho escuro.
O sódio apoderou-se de duas faixas da amarela.
Porque é que estes gases absorvem cores específicas de luz?
É aqui que entramos no reino da mecânica quântica.
Cada átomo e cada molécula tem um determinado número
de níveis de energia possível para os seus eletrões.
Para mudar esses eletrões do nível de base para um nível mais alto,
uma molécula precisa de ganhar uma certa quantidade de energia.
Nem mais, nem menos.
Obtém essa energia da luz,
o que se traduz em mais níveis de energia do que podemos contar.
A luz é formada por partículas minúsculas, chamadas fotões
e a quantidade de energia em cada fotão corresponde à sua cor.
A luz vermelha tem energia mais baixa e um comprimento de onda maior.
A luz violeta tem energia mais alta e um comprimento de onda menor.
A luz solar oferece todos os fotões do arco-íris,
por isso uma molécula de gás pode escolher os fotões
que carregam a quantidade exata de energia de que a molécula necessita
para passar ao nível de energia seguinte.
Quando se dá esse encontro, o fotão desaparece
enquanto a molécula ganha a energia dele
e temos um pequeno intervalo no arco-íris.
Se um fotão transporta demasiada energia ou energia a menos,
a molécula não tem outra hipótese senão a de o deixar passar.
É por isso que o vidro é transparente.
Os átomos do vidro não emparelham bem
com qualquer dos níveis de energia da luz visível,
por isso todos os fotões passam por ele.
Então, quais são os fotões que o dióxido de carbono prefere?
Onde está a linha preta no arco-íris que explica o aquecimento global?
Bom, isso não aparece.
O dióxido de carbono não absorve a luz diretamente do Sol.
Absorve a luz a partir de um corpo celeste totalmente diferente,
um corpo que parece não emitir nenhuma luz: a Terra.
Se não percebem porque é que a Terra parece que não brilha
é porque a Terra não emite luz visível.
Emite luz infravermelha.
A luz que os nossos olhos veem,
incluindo todas as cores do arco-íris,
são só uma pequena parte do espetro maior
das radiações eletromagnéticas
que incluem as ondas rádio, as micro-ondas,
os infravermelhos, os ultravioletas,
os raios X e os raios gama.
Pode parecer estranho pensar nestas coisas como luz,
mas não há diferença fundamental
entre a luz visível e as outras radiações eletromagnéticas.
É a mesma energia,
mas a um nível mais alto ou mais baixo.
Com efeito, é um pouco presunçoso
definir o termo luz visível segundo as nossas limitações.
Afinal, as cobras conseguem ver as luzes infravermelhas
e as aves conseguem ver a luz ultravioleta,
Se os nossos olhos estivessem adaptados
para ver a luz de 1900 megahertz,
um telemóvel seria uma lanterna
e uma torre de telemóveis pareceria um enorme farol.
A Terra emite radiações infravermelhos
porque todos os objetos
com uma temperatura, acima do zero absoluto, emitem luz.
Chamamos-lhe radiações térmicas.
Quanto mais quente estiver um objeto, maior é a frequência da luz que emite.
Quando aquecemos um pedaço de ferro,
ele emitirá frequências cada vez maiores de luz infravermelha
e depois, a uma temperatura aproximada de 450º Celsius,
essa luz atingirá o espetro visível.
A princípio, parecerá vermelho em brasa.
Com mais calor ainda, começará a parecer branca
com todas as frequências da luz visível.
É assim que foram concebidas as lâmpadas elétricas tradicionais
e é por isso que são tão perdulárias.
95% da luz que emitem é invisível aos nossos olhos.
É desperdiçada enquanto calor.
As radiações infravermelhas da Terra escapar-se-iam para o espaço
se não houvesse gases com efeito de estufa na nossa atmosfera.
Tal como o oxigénio prefere os fotões de vermelho escuro,
o dióxido de carbono e outros gases com efeito de estufa
emparelham com fotões infravermelhos
que fornecem a quantidade exata de energia
para mudar as moléculas desses gases para um nível de energia mais alta.
Pouco depois de uma molécula de dióxido de carbono
absorver um fotão infravermelho,
cairá para o nível de energia anterior,
e devolve um fotão numa direção qualquer.
Alguma dessa energia regressa à superfície da Terra,
causando o aquecimento.
Quanto mais dióxido de carbono exista na atmosfera,
mais provável é que os fotões infravermelhos regressem à Terra
e alterem o nosso clima.