Newsletter #2, Fevereiro 2021

O Colaboratório para as Geociências (C4G) é uma infraestrutra de investigação que, tal como todas as outras do roteiro português, é parte do sistema de I&I nacional promovendo o acesso a recursos disponibilizados pelas suas instituições parceiras distribuídas pelo território português. Para além da racionalização de recursos, esta partilha permite acelerar a transferência e disseminação de conhecimento apoiando assim a investigação científica desenvolvida pela academia. O alcance desta colaboração será tanto maior quanto as sinergias que daí resultem, devendo ser alargado ao sector privado através da prestação de serviços integrados e prospectando para novos serviços de modo a garantir (também) a sustentabilidade do C4G.

Os recursos disponíveis pelo C4G são de vários tipos e níveis de complexidade, acedidos mediante regras de acesso (a serem divulgadas brevemente). Compreendem instrumentação científica de pequeno e grande porte, fixos ou portáteis, alguns dos quais instalados permanentemente em redes de monitorização e fornecendo dados abertos ao público e gratuitos. O C4G coloca ainda à disposição dados e produtos derivados da sua análise e de complexidade variável, parte dos quais também já acedidos via portais, assim como ações formativas e serviços mais ou menos abrangentes.

A integração destes recursos está organizada nas suas equipas científicas, ou seja nos seus 13 grupos de trabalho, focados essencialmente na disponibilização de dados, produtos e equipamentos nas áreas da Geologia e Geoquímica, Geofísica, Geodesia, Geografia Física, Deteção Remota e Geomatemática, e nas suas 5 linhas de ação focadas na prestação de serviços integrados em Ambiente e Georecursos e na mitigação de Riscos.

Toda esta informação, acrescentada dos responsáveis pelos respectivos recursos em cada instituição, está organizada numa base de dados que suporta a intranet do C4G, área comum de trabalho para todas as equipas, e que sustenta o pedido semi-automático de acesso a recursos via site do C4G. Este desenvolvimento da e.infraestrutura garante a centralização de toda a informação permitindo aproximar-se de uma gestão mais profissional. Do mesmo modo, o site do C4G deve melhorar na sua função de disseminação de conhecimento.

Queremos aproveitar as primeiras edições desta newsletter para dar a conhecer de modo mais detalhado os vários recursos disponíveis através do C4G, publicando para esse efeito pequenos artigos redigidos pelos respectivos responsáveis. Pelo que fica desde já o convite a todos os interessados em colaborar nesta forma de divulgação.

Helena Amaral, Coordenadora da Implementação dos Serviços e Produtos do C4G

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Conversas a propósito de…
Infraestruturas de Investigação

O planeta Terra está sujeito a riscos de origem exterior como colisões com asteroides ou cometas e tempestades solares, entre outros. Tratando-se de riscos de potencial impacto global, é necessária uma abordagem global de mitigação. Para o efeito, o C4G deverá cooperar com instituições nacionais e internacionais para a monitorização e estudo da dinâmica solar e para o rastreio e caracterização mineralógica de asteroides e cometas. Como representantes do CITEUC na PT-Space e membros da linha de ação para a Mitigação dos Riscos Cósmicos do C4G, pretendemos promover atividades e projetos que permitam desenvolver e fortalecer a investigação espacial em Portugal numa estreita colaboração entre a academia, o sector empresarial e a Agência Espacial Portuguesa. Visamos também colaborar num dos eixos diretores da PT-Space relativo à Segurança e Proteção Espacial, através de uma possível futura participação em missões espaciais levadas a cabo pela ESA e pela NASA. Promoveremos uma abordagem proactiva e positiva nas ligações entre o espaço e o não-espaço, envolvendo a academia e as unidades de investigação, tendo como referência metas de desenvolvimento sustentável da ONU.

⁽¹⁾ Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
⁽²⁾ Centro de Investigação da Terra e do Espaço da Universidade de Coimbra (CITEUC)
⁽³⁾ Coordenadora da Linha de Ação 12 do C4G (LA12. Mitigação dos Riscos Cósmicos) e coordenadora do Dia do Asteroide – Portugal
⁽⁴⁾ Coordenador do Grupo de Trabalho 3 do C4G (GT3. Laboratórios de Física das Rochas e Geomecânica)
⁽⁵⁾ Coordenador do Grupo Sistema Solar do CITEUC

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‘Space Weather’:
para quando esperar a tempestade?

Alexandra Pais^1,3, Yvelice Castillo², João Fernandes^1,4, Paulo Ribeiro¹

Fomo-nos habituando à expressão ‘Space Weather’, que em português significa ‘Meteorologia Espacial’. Porém, não raras vezes, subsiste a confusão com o ‘tempo’ troposférico. A ‘chuva’ a que nos referimos, é um fluxo de protões energéticos e eletrões girando em torno das linhas de campo magnético da Terra; o ‘vento’, é plasma que se solta da coroa solar e que, à velocidade média de 500 km/s, demora cerca de 3 dias e meio a atingir a vizinhança da Terra; a ‘temperatura’, da ordem de 10⁵ K, é uma medida da velocidade de agitação das partículas do vento solar. 

Em Meteorologia Espacial procura-se antecipar os estragos das tempestades provocadas pela chegada das nuvens mais energéticas de plasma solar (e partículas cósmicas, em geral). Da interação do plasma com o campo magnético da Terra (geomagnético) resultam perturbações deste campo, por vezes provocando variações da ordem de 2% de intensidade, chamadas tempestades geomagnéticas. As tempestades geomagnéticas estão na origem de correntes elétricas induzidas nas redes de alta tensão ou nos pipelines de combustíveis e, em certas condições, provocam rutura nessas infraestruturas. A chuva de partículas solares é especialmente perigosa para os astronautas e para as tripulações e passageiros dos aviões de grande altitude com rotas polares, e perturba a transmissão de sinais dos satélites através da ionosfera. Boletins e alertas de ‘Space Weather’ como os da ESA são úteis para se tomar medidas de proteção e minorar os estragos. 

Os sistemas de previsão serão tanto mais eficazes quanto mais profundo for o conhecimento dos processos envolvidos. Por isso nos preocupamos em monitorizar o Sol e perceber que condições abrem o escudo protetor da Terra e favorecem a entrada de partículas. Num estudo recente, analisámos a atividade geomagnética em função da orientação das linhas do campo magnético que emanam do Sol, em todas as direções. 

Figura 1 – Durante um período de polaridade solar constante, a Terra “sente” linhas do campo magnético solar com sentidos que vão alternando, consoante atravessa setores acima ou abaixo do ‘lençol’ de correntes (créditos: Margarida Ferreira).

As linhas que emanam do hemisfério Norte e Sul do Sol apontam em sentidos opostos (Figura 1). Para complicar, esses sentidos invertem-se todos os cerca de 11 anos (o ciclo solar). Quer porque o Sol gira em torno de si mesmo, quer porque a Terra gira em torno do Sol, o nosso planeta vai atravessando diferentes setores de polaridade solar, ora a do hemisfério solar norte ora a do hemisfério solar sul. Na Figura 2 estão representados os dias em que a Terra sentiu a polaridade positiva (a azul) e os dias de polaridade negativa (a rosa). 

Figura 2 – Representação dos dias em que a Terra passou por campo solar positivo (azul) ou negativo (rosa). O tempo avança de baixo para cima ao longo de cada ciclo de 27 dias (ciclo de Bartels) (créditos: Castillo et al., 2017).

Analisando as perturbações do campo geomagnético ao longo dos diferentes setores, observa-se algo de interessante. A orientação relativa do Sol e Terra favorece as tempestades por altura dos equinócios, mas não de igual maneira: em março/abril, as tempestades serão maiores nos setores de polaridade negativa, em setembro/outubro nos setores de polaridade positiva. E será que a distribuição de polaridades que a Terra atravessa é simétrica? Depende da escala de tempo que considerarmos. Durante os 11 anos em que o Sol apresenta uma determinada polaridade, a Terra atravessa mais setores com essa polaridade. Mas, em média, ao fim de 22 anos teremos tido tantas tempestades no Outono como na Primavera…

Presentemente, o Sol descreve a fase inicial do ciclo 25. A sua polaridade é positiva, desde cerca 2015, e assim permanecerá até ao próximo máximo solar, previsto para 2025. Para quando escolher a viagem ao norte da Suécia, Noruega ou Finlândia a fim de observar as espetaculares auroras boreais? Durante os próximos 5 anos, o Outono será uma ótima escolha! Viajar de avião? Talvez não…!

[Os recursos disponíveis pelo C4G em ‘Space Weather’ estão integrados na linha de ação LA12 de Serviços Integrados para a Mitigação de Riscos Cósmicos.]

1 – Universidade de Coimbra, CITEUC, Observatório de Geofísica e Astronomia, 3040-004 Coimbra, Portugal.
2 – Departamento de Astronomia e Astrofísica, Universidade Nacional Autónoma das Honduras, Tegucigalpa, Honduras.
3 – Universidade de Coimbra, Departamento de Física, 3004-516 Coimbra, Portugal.
4 – Universidade de Coimbra, Departamento de Matemática, 3004-516 Coimbra, Portugal.

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