AULA 3 - Departamento de Ciências Atmosféricas

AULA 3
BIOMETEOROLOGIA ESPACIAL E CÓSMICA
Ambos estudos acima verificam a adaptabilidade dos seres vivos terrestres às
influências extraterrestres. Diferentemente da Exobiologia, cujo significado baseia-se no
estudo da vida extraterrestre. A cósmica, por sua vez, estuda a influência de fatores
extraterrestres (tais como os raios cósmicos) nas nossas formas de vida e a espacial, a
adaptabilidade destas à ambientes extraterrestres (naves interplanetárias, outros planetas,
etc.).
3.1 ECOSFERA E AS PROPRIEDADES ATMOSFÉRICAS DE OUTROS PLANETAS.
Desde o começo da pesquisa científica extraterrestre nosso conhecimento da
atmosfera de outros planetas cresceu enormemente e a possibilidade de aterrissagem de
naves em alguns deles acrescentou mais informações.
Em 1976, as espaço-naves Vikings 1 e 2 (EUA) pousaram em Marte, um ano antes
foi a vez da espaço-nave Venera (da ex-URSS) em Vênus. As Pioneers e Voyagers
passaram pelos planetas jovianos ou gigantes, estas últimas em 1979 (Júpiter), 1980
(Saturno), 1986 (Urano) e 1989 (Netuno). Serão adicionadas mais informações em 1996
com a Galileo, levada pela sonda Magalhães, em Júpiter.
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Voyager images are copyright Paramount Pictures
(Fonte: http://www.cloudster.com/Sets&Vehicles/STvoyager/Voyager01.JPG)
Jezabel...esta é do seriado Star Trek....e não a verdadeira.rsrsrsrsrsrsrsrsr! A debaixo é!
2
Voyager craft (fonte :http://www.honeysucklecreek.net/images/voyager2_lg.jpg)
Marte e o maior satélite do Sistema Solar, Titan (de Saturno), possuem condições
atmosféricas mais próximas à da Terra e satisfazem uma possível colonização das nossas
formas biológicas. Nos demais planetas, isto se torna mais complexo, especialmente nos
gasosos ou jovianos, pois não possuem crosta sólida.(fig. 2.1).
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Sistema Solar
(fonte:http://www.emefnewtonreis.kit.net/SISTEMA%20SOLAR_arquivos/sistema%20sola
r4.jpg)
Vênus, Terra e Marte se situam no que denominamos ECOSFERA, ou seja, a esfera
(ao redor do Sol) na qual é possível desenvolver a nossa forma de vida em planetas aí
situados; estando os dois planetas (Vênus e Marte) no limite desta. Estrelas do tipo espectral
G, como nosso Sol, possuem uma ECOSFERA entre 100 a 200 milhões de km de raio. Se a
estrela fosse mais quente (classes espectrais O, B, A e F), i.e., temperatura superficial acima
de 6000 K, a ECOSFERA seria mais afastada, conforme o tamanho e a temperatura
superficial destas, como no caso de Sirius, Canopus, Vega e Rigel , etc. As estrelas mais
comuns (classes espectrais K, M e N), com temperatura superficial abaixo de 6000 K,
possuem a ECOSFERA mais próxima, porque são mais frias e menores do que nosso sol,
como exemplos temos Tau Ceti, Epsilon Eridani, Estrela Barnard, etc.
Para nosso tipo de vida sobreviver, o planeta tem que estar dentro da ECOSFERA,
geralmente, além de possuir crosta sólida e não possuir órbita muito irregular (que o
sujeitasse a uma grande oscilação na constante solar). Foi verificado recentemente que
recentemente que sistemas estelares duplos ou triplos podem possuir planetas em órbitas
estáveis o suficiente para nossa adaptação, como no caso de -Centauri, embora este fato
acarreta em redução drástica no tamanho da ecosfera. Haverá necessidade de grandes
oceanos para minimizar o aquecimento/resfriamento do planeta nesta situação.
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Como conseqüência, sistemas estelares simples são os mais adequados a
terraformação (termo cunhado por Isaac Asimov, autor de diversos livros de ficção
científica, significando adaptação do planeta às nossas formas de vida).
Isaac Asimov
(fonte:http://www.theleadershiphub.com/files/images/isaac-asimov.medium_size.gif)
Os planetas que não possuem atmosfera como a nossa, podem, também serem
"terraformados". Há toda uma sorte de bactérias e fungos sintetizando uma enorme gama de
gases (muitas delas tóxicas à maioria dos animais, como o metano nos planetas Jovianos).
Estes organismos poderiam ser utilizados para alterar a atmosfera de outros corpos celestes
para futura colonização.
3.2 Adaptação da vida terrestre a ambientes extraterrestre.
De todos os planetas do sistema solar, Marte é o mais capaz de tolerar as nossas
formas de vida. Experimentos na década de 60, nos quais se supunha que a atmosfera
marciana apresentasse uma pressão de 100 hPa, verificaram uma grande adaptabilidade de
muitos seres vivos, inclusive de plantas cultivadas. Alguns vermes, como a Artemia salina,
resistiram por muito tempo a esta atmosfera.
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Artemia salina
(fonte: http://akvaryum.mavituna.com/%5Cmages%5Cartemia-salina-suministro.jpg)
No entanto, sabemos que a pressão atmosférica média de Marte não passa de 6 hPa
(~ à terra a 22 km de altura), com temperaturas chegando a -195C nos pólos e variando de
20 a -85C no Equador, diminuindo a possibilidade de adaptação de muitos seres
pluricelulares. Mesmo assim, algumas bactérias resistiram a ambientes artificiais, imitando o
marciano, chegando mesmo a se multiplicar, quando imposto um filme de água. Elas
sobreviveram do bombardeio de UV, sobre os grãos arenosos. O TiO presente na
estratosfera marciana, faz o papel do O3 na Terra, ainda que mais fraco.
Recentemente foram encontrados indícios de vida bacteriana em fragmentos
rochosos de origem marciana. São restos de membranas plasmáticas fossilizadas, menores
que um mícron (μm), portanto, menores que a maioria das bactérias terrestres. Estas formas
poderiam ter existido nos períodos interglaciais marcianos, quando havia água em estado
líquido.
Há bactérias capazes de sobreviver à alta atmosfera de Vênus e dos planetas
jovianos, e talvez na lua Europa de Júpiter. Esta lua é formada por uma crosta de 100 km de
gelo, com possibilidades de atividade vulcânica interna, devido às inúmeras rachaduras em
sua superfície. Onde há atividade vulcânica há calor, e, portanto, poderia haver um oceano
líquido abaixo do gelo, podendo, neste caso abrigar formas de vida.
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Lua de Júpiter, Europa
http://www.johnstonsarchive.net/spaceart/render/europanew.jpg 2001-2002 by Wm. Robert
Johnston
Outro problema de adaptabilidade é a aceleração da gravidade, todas as (nossas)
formas de vida estão adaptadas a um g (terrestre), mas isto não as impede de tolerar uma
grande variação desta. A despeito de sua importância, especialmente para os vôos espaciais,
não há muitos trabalhos neste campo.
A exposição de diferentes organismos à aceleração em centrífugas, aumentou o
nosso conhecimento dos efeitos gravitacionais. A bactéria Escherichia coli, muito utilizada
em genética, foi exposta a 110 000 g, onde teve suas organelas esticadas, ficando a célula
mais comprida que as demais. Experimentos com as larvas de Drosophila melanogaster
mostraram diminuição da taxa de crescimento e no tamanho final, em acelerações da ordem
de 1630 a 4000 g. Acelerações da ordem de 2 g afetaram o potencial elétrico das células
vegetais.
O rato branco, Mus musculus, exposto a 4 g por 4 semanas, apresentou uma
diminuição da massa corpórea e alterações no esqueleto. Hamsters, a 4-5 g, também por 4
semanas, obtiveram um aumento da massa do coração, diafragma, músculos
gastrointestinais, pulmões e cabeça, e especialmente do fêmur.
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Mus Musculus bebé
(Fonte:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/80/Mus_musculus_muizenj
ong_1280.jpg/800px-Mus_musculus_muizenjong_1280.jpg)
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Mus Musculus adulto
http://www.hlasek.com/foto/mus_musculus_ag6966.jpg
Seres humanos, expostos a 2 g, por algumas horas, mostraram diminuição da diurese
e aumento dos glóbulos vermelhos. Em pesquisas mais recentes, feitas majoritariamente
pelos russos, mostraram uma intensa perda de cálcio e nitrogênio pelos ossos, especialmente
das pernas, na ausência de gravidade. Além da síndrome da ausência da gravidade, como
desorientação, enjôos e problemas cardiovasculares, que afetam 1 em 3 astronautas. Não se
sabe exatamente como contrabalançar estes problemas.
3.3 Efeitos da radiação cósmica.
A biometeorologia cósmica se divide nos efeitos da radiação solar e cósmica, sendo
que a primeira será vista posteriormente, em biometeorologia vegetal.
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Os raios cósmicos foram descobertos em 1908 por Dr. Hess, na Suiça, sendo que
posteriormente, descobriu-se que se tratavam de prótons e elétrons acelerados (de 100 a 200
000 km/s) por campos gravitacionais de estrelas ou do Sol, penetrando na atmosfera
terrestre até a superfície. Eles são provenientes de todas as direções.
A radiação cósmica comum é chamada de galáctica, com um fluxo primário de 85%
de núcleos de hidrogênio e 14% de hélio. A sua origem não está muito bem estabelecida,
sendo provavelmente remanescentes de explosão de supernovas, sendo acelerados depois.
Com exceção do vento solar, que oscila, os raios galácticos são bastante constantes (6x10 9
eV), sendo a atmosfera terrestre e seu campo magnético, um escudo parcial a estes raios.
Os EUA e a ex-URSS fizeram muitos estudos com animais e plantas a bordo de
naves expostos aos efeitos dos raios cósmicos, e também em seres humanos. A gama
globulina aumenta a sua atividade quando exposta a estes raios, afetando a coagulação.
Houve estudos com as bactérias Clostridium sporogenes, E.coli, com o fungo Neurospora
conidia e com o protoza Paramecium caldatum, todos apresentando alterações nos ciclos
celulares.
Paramecium caudatum
http://www.talkorigins.org/faqs/comdesc/images/Paramecium_caudatum.jpg
Figge verificou a influência dos raios cósmicos aqui na Terra, sobre o Câncer, em
148 ratos. Estes ratos foram injetados 0.25 mg de metilcolantreno (um agente cancerígeno)
e foram colocados em duas gaiolas, em um local alto. Uma coberta fina chapa metálica ( 0.6
10
mm) de modo a produzir uma "chuva” de radiação ionizante, intensificando assim o efeito
dos raios, como radiação secundária. A outra gaiola foi colocada com espessura normal.
Após 10 semanas, dos 111 ratos injetados expostos à radiação, 84 desenvolveram tumores
contra 22, dos 67 expostos à radiação normal.
3.4. Efeitos dos campos magnéticos
Muitos animais mostram tropismos magnéticos, mesmo com um campo muito fraco,
como pássaros migratórios, platielmintes (planarias), caramujos e até plantas. Nos seres
humanos a sensibilidade é existente, embora muito fraca para ser consciente.
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AULA 4
PALEO-BIOMETEOROLOGIA
Um dos objetivos principais da paleo-biometeorologia é a reconstrução de climas do
passado. Para reconstruí-los é necessário estudar diversos campos das Ciências. As Ciências
biológicas fizeram e fazem grandes contribuições, sendo que através destas, acrescidas das
áreas de física e química, podemos obter uma visão dos climas do passado, gerando estudos
paleo-biometeorológicos.
Tendo-se isto em mente, para reconstruirmos uma visão do clima no passado,
devemos estabelecer as características principais para se obter seqüências climáticas,
contanto que:
1) as distribuições observadas das espécies biológicas utilizadas realmente foram uma
conseqüência de diferenças climáticas,
2) os valores observados dos elementos climáticos são baseados em
a) uma compreensão de todo o conjunto de fatores, nem todos climáticos, que
governam as alterações (ocorrências) biológicas,
b) o conhecimento de limiar climático no qual delimita estas alterações e este limiar
deve ser mantido constante, i.e., as espécies não tenham se adaptado (mutação/seleção) a
estas mudanças climáticas, alterando este limiar (aumento da tolerância climática).
De modo geral, os seres humanos e os animais de grande porte são adaptáveis a
diferentes climas ao se moverem durante suas vidas individuais a grandes distâncias.
Entretanto, há exceções, tais como barreiras quase intransponíveis, como os glaciares. Por
outro lado, há espécies adaptadas a habitats (nichos ecológicos) muito estreitos ( ex.;
estenotérmicos ou esteno-hídricos). Estas espécies são, portanto, de grande utilidade,
contanto que:
i) o limite de sua distribuição (observável no tempo) é controlado pelo tempo/clima ou já
foram controlados,
ii) as condições climáticas, que são limitantes para as espécies, hoje são conhecidas,
iii) esta limitação climática não tenha mudado no curso do tempo, através da adaptação
(aclimatização) ou evolução das espécies.
A paleo-biometeorologia pode ser subdividida em 4 principais tópicos, de acordo
com sua contribuição a paleo-climatologia, em:
4.1 Dendroclimatologia,
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4.2 Palinologia ou estudo dos grãos-de-pólen,
4.3 Distribuição da vegetação global e de animais no passado,
4.4 Climatologia histórica.
4.1 DENDROCLIMATOLOGIA
O interesse pelo estudo dos anéis de árvores remonta a Leonardo da Vinci, mas o
estudo sistemático iniciou-se com A.E.Douglass, em 1901, fazendo associações entre
manchas solares, a meteorologia e os anéis de crescimento de árvores. Mais recentemente,
Fritts (1971 a 1976) tem-se aperfeiçoado nos estudos, incluindo técnicas computadorizadas.
Anéis de Sequoia Gigante (Fonte: http://www.fcastelo.net/cemal/dendrocron2.jpg)
O crescimento dos anéis, no qual são predominantemente anéis anuais, mostram uma
"resposta" da árvore a variações do seu ambiente, particularmente devido ao tempo, embora
ataques de insetos e outras pragas também os afetem (bem como alterações no solo).
Devido a estes fatores, falsos anéis podem surgir.
O estudo dos anéis é fácil nos seguintes casos:
i) árvores crescendo no limite polar das florestas (taigas), aonde as variações são devidas
principalmente às diferenças de temperatura no verão (quando se processa o crescimento da
árvore e a formação do anel).
ii) árvores de regiões montanhosas próximas ao limite superior máximo (linha da floresta)
nas mesmas condições,
iii) árvores crescendo em regiões marginais de desertos, ou regiões semi-áridas, onde as
variações são devidas às estações secas e chuvosas.
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Árvores de climas tropicais também podem ser usadas, como no caso de estudos
como para a floresta amazônica, onde há uma estação chuvosa com alagamento bem
definida.
Há, também, o estudo da largura do anel, variando com a idade da árvore. Por
exemplo: a largura do anel da Sequoia washingtoniana é cerca de 2,5 cm nos seus primeiros
10 anos de idade, após 200 anos é de 90% do anel "jovem", após 500 anos é de 60% e após
1700 anos é de 30%.
Em 1971, Fritts desenvolveu os principais métodos aplicados a dendroclimatologia,
que se seguem abaixo alguns deles:
1) a escolha de árvores e lugares na qual a largura dos anéis é limitada, diretamente ou
indiretamente, pelo estresse causado pelo tempo. O mais importante aqui é encontrar a
máxima variação na largura do anel, para, também, maximizar a variação comum em muitas
árvores e ao mesmo tempo, minimizar os efeitos não climáticos.
2) cada série de anéis deve ser ajustada de acordo com as idades das árvores. Este
ajustamento é feito considerando a largura do anel individualmente em relação à curva
exponencial da média de crescimento plotado contra a idade. A largura do anel esperada, y,
é aproximadamente feita pela curva da expressão y= a.e-bx, onde x é o número de anos
depois do período de crescimento máximo na sua juventude e a e b são constantes (ver fig.
4.1).
Figura 4.1. Curva de crescimento da largura do anel do abeto negro em Manitoba (Canadá).Observar que
somente a curva descendente é utilizada.
3) há evidências que mudanças no clima de longo período são menos fielmente registrados
nas séries de anéis em regiões semi-áridas, talvez porque a competição entre as árvores no
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local se acelera com um ligeiro aumento na umidade e altera a série. Nestes locais é melhor
utilizar árvores dos lugares mais secos. E em regiões polares é melhor utilizar as árvores até
o limite de 100 metros do final da taiga.
4.2 PALINOLOGIA
Palinologia é o estudo dos grãos de pólen, incluindo os esporos das plantas inferiores,
partes microscópicas das próprias plantas e materiais fósseis. É um dos ramos que mais tem
contribuído para a Paleoclimatologia. A estratifigrafia feita nos pântanos (e/ou em turfas) é a
análise principal para se obter os perfis verticais de pólens e esporos sedimentados há
séculos. As datações servem para se estimar a idade de cada camada, enquanto que as
espécies encontradas identificam o ecossistema desta camada (ou período), vide figura 4.2.
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Figura 4.2. Diagrama de estratificação de pólens de pântano de turfa no centro-norte da Escócia.
Porcentagens de pólen de diversas espécies, especialmente Betula e Pinus (vidoeiro, próximo ao carvalho, e
pinheiro).
Como exemplo, na Europa, a planta ornamental mais usada foi à hera, embora sendo
esta bastante afetada, na sua distribuição, pela atividade humana. A hera não tolera, no mês
mais frio, médias abaixo de -2C, nem no mês mais quente menos que 13C. Estudando-se
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seu grão-de-pólen temos uma visão de sua distribuição no passado, notadamente durante o
Império Romano.
Deve-se levar em conta, também, a capacidade de transporte do pólen, bem como o
tipo de nicho em que se encontra. Os pólens podem ser dispersos por muitos meios, como
veremos mais para frente em biometeorologia vegetal, não só pelo vento (anemocoria).
Tauber (1965) considera a distribuição dos pólens em três categorias:
1) aqueles que ficam dentro da própria floresta ou por serem pesados demais para o
transporte fora da floresta ou por possuírem outro meio de dispersão = f(1).
2) pólens carregados logo acima das copas das árvores =f(2).
3) pólens carregados por correntes convectivas para cima da camada limite e retornam
através da precipitação da chuva =f(3).
Para cada nicho ecológico (ex.: floresta, pântano ou um grande lago) há diferentes
proporções de deposição destes três tipos de dispersão dos grãos. Por exemplo: para um
pequeno lago ou pântano, f(1)= 0.8, f(2)= f(3)=0.1 e para um grande lago, f(1)=0.1,
f(2)=0.7 e f(3)=0.2.
A Palinologia, no entanto, não pode ser utilizada para a determinação de estrutura de
fina escala nas flutuações climáticas. Devido ao carregamento pelo vento as grandes
distâncias e a possível existência de microclimas favoráveis ao desenvolvimento de uma flora
não compatível com as condições climáticas em geral, a palinologia pode estar, então,
incorreta. Ainda assim o método é utilizado em efeitos de larga escala (macro e mesoescala)
sobre intervalos maiores que 1000 anos até cerca de 50 000 anos.
4.3 DISTRIBUIÇÃO DA VEGETAÇÃO E ANIMAIS NO PASSADO.
O estudo da distribuição de vegetais no mundo denomina-se fitogeografia e de
animais, zoogeografia. Ambas são importantes para se definir ecossistemas e climas/sistemas
meteorológicos de cada região. O seu estudo no passado pode nos fornecer o mesmo tipo
de informação.
i) Distribuição dos vegetais ou fitogeografia.
Visto que o pólen é carregado a grandes distâncias, a descoberta de um tronco antigo
ou pedaço grande de folha nos assegura uma identificação positiva da posição do vegetal.
Este é o recurso mais utilizado para se verificar a distribuição dos vegetais no passado (vide
figura 4.3). Durante o último período glacial, a Amazônia possuía um ecossistema
semelhante ao cerrado, com pequenas "ilhas" de florestas, aonde houve uma grande
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especialização de seres vivos aí presentes, criando, posteriormente, a sua grande diversidade
de flora e fauna.
Figura 4.3. Zoneamento do clima e vegetação na última idade do gelo e no presente para a Europa, setor 015E.
A rubiácea Declieuxia "assumiu" aspecto de gramínea para poder sobreviver ao
rigoroso inverno na Serra do Cipó e da Mantiqueira (ambas em MG), onde segundo alguns
autores esta última teve até glaciares acima de 2000 m durante a glaciação Würm (12 000
anos atrás).
O musgo do gênero Polytrichum, na Grã-Bretanha, ficou atualmente restrito às altas
montanhas da Escócia, enquanto que durante a última glaciação se espalhava por toda ilha.
O gênero Sphagnum é agora o mais comum, sendo adaptado a climas mais amenos com
folíolos mais largos.
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Polytrichum
http://www.perspective.com/nature/plantae/polytrichum-1128-18.jpg
Sphagnum
http://www.adkscience.org/gallery/collections/collectimages/Sphagnum-moss-013E2.jpg
O estudo com os liquens ou liquenometria tem sido utilizado para determinar a
retração de glaciares e do desaparecimento de bancos de neve perenes. Os esporos dos
liquens alcançam a face rochosa recém exposta rapidamente e algumas espécies (p.ex.:
Rhizocarpum geographicum) são conhecidas por serem os primeiros a crescer após a
retração do gelo. O crescimento é vagaroso e contínuo por muito tempo.
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Rhizocarpum geographicum
http://alerce.cnice.mecd.es/~mala0017/Pleistoceno_CC/DSC11.jpg
B) Distribuição de animais ou zoogeografia.
INSETOS: Estes são a mais prolífera fonte de informação da paleoclimatologia de
toda fauna terrestre. Seu pequeno tamanho, a grande diversidade de espécies, a boa
preservação de certas partes duras (ex.: abdômen) os fazem possível ser encontrados em um
grande número nos depósitos sedimentares. Entre os insetos fósseis, os fragmentos mais
identificáveis pertencem aos besouros (ordem Coleoptera) porque seu exoesqueleto é
resistente e sua identificação por espécies é fácil, além de representar cerca de 70% das
espécies da classe Insecta. Em depósitos lacustres, podemos encontrar dípteros (moscas e
mosquitos) comuns a estas áreas. Há, também, trabalhos feitos em formigas (ordem
Hymenoptera), devido a serem espécies muito antigas.
Coleóptera
http://www.worth1000.com/entries/103500/103547HmOL_w.jpg
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Hymenoptera
http://www.scipione.com.br/educa/galeria/10_for/img/fig1.jpg
PÁSSAROS: O alcance das espécies de pássaros, bem como seus ninhos, certamente
mudam com alterações climáticas e meteorológicas, não somente em grandes modificações
(eras glaciais) como também com pequenas flutuações alteram o hábito de muitas espécies.
As espécies migratórias são grandemente afetadas pelas alterações climáticas, como no caso
das aves que aportavam em ilhas, durante a última glaciação, hoje são cobertas pelo mar.
ANIMAIS TERRESTRES: Tais como as aves, estas mudanças também afetam sua
distribuição. Os mais óbvios casos, nos quais estas influíram na zoogeografia, incluem :
i) a imigração dos animais e do próprio ser humano, da Ásia para a América, através do
estreito de Behring, durante a glaciação Würm (cerca de 20 000 anos). Situação similar na
Austrália e N.Zelândia, durante o Pleistoceno ( 500 000 anos).
ii) a recolonização das ilhas Britânicas, durante a última glaciação com a diminuição do leito
do mar (cerca de 100 m), deixando passar grandes mamíferos (ex. ursos).
iii) os movimentos de animais e homens através do Saara, na diminuição das chuvas no
período pós-glacial, quando os níveis do lago Tchad e do Nilo começaram a baixar. Havia
até antílopes, girafas e hipopótamos em 3000-2500 a.C.
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Os moluscos (caramujos, bivalves, etc.) também são interessantes para o estudo
devido à sua abundância, facilitando assim, os métodos estatísticos. Suas conchas calcárias
possuem boa preservação, especialmente em solos não ácidos.
C) vida marinha
A fauna e flora marinha nos indicam muitos fatores climáticos e físicos dos oceanos
como temperatura, salinidade, poluição, etc. Há um ótimo de condições para cada espécie,
no qual a produtividade é máxima e as condições limites onde a espécie (ou o espécime)
padece. No caso do mar, as condições são mais estáveis, havendo um grande número de
espécies adaptadas a nichos ecológicos bastante estreitos, por ex.: os corais de recifes, não
sobrevivem em águas inferiores a 18C, ou, alguns peixes antárticos vivem entre 4C e 4.5
C, qualquer oscilação para cima ou para baixo são fatais.
Corais
http://www.ib.usp.br/ecosteiros/trilhasub/corais.jpg
Os foraminíferos estão entre as espécies mais estudadas em relação a paleoclimatologia, (e obviamente paleo-biometeorologia), porque há espécies adaptadas a
condições bastante específicas, especialmente de temperatura, por todo o globo. Por
exemplo:
i) grupo tropical : entre 30N e 30S, oeste do Atlântico,
10N e 10S, costa da África.
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Espécies: Globigerinoides ruber, G. sacculifer, Globorotalia menardii.
ii) grupo-subtropical: entre 40 e 45N
Espécies dominantes: Globorotalia truncatulinoides, G. falconensis, G.inflata.
iii) grupo sub-polar: norte do Atlântico (até 66) e Antártida,
Espécies dominantes: Globorotalia pachiderma, G. bulloides, Globigerinita glutinata.
iv) grupo polar: mais de 70.
Espécie: Globorotalia pachiderma
Foraminíferos
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Haeckel_Thalamophora_12.jp
g/300px-Haeckel_Thalamophora_12.jpg
4.4 CLIMATOLOGIA HISTÓRICA
1783
Jun 8, In Iceland the Lakagicar volcano began erupting. Over the next 6 months it built a lava
dam 40 miles long and 540 feet high in a month. The Laki volcano wiped out 75% of the crops which led to
a severe famine that killed some 10,000 people, 20% of the population. This was described by Haraldur
Sigurdson in an article titled Volcanic Pollution and Climate
rench Revolution
Laki, Iceland, 8th June 1783 to early February 1784

Very large eruption from a 30-km-long fissure

preceded by a week of earthquakes,
23


produced between 12.5 and 15.7 km3 of basaltic lava, the largest flow on
Earth within historic time,

sent large quantities ~122 Tg = 122 million tonnes (1 Tg = 1 teragram =
1012 g = 106 ton) of sulphur dioxide (SO2), which yielded 50 to 65 million
tonnes of sulphuric acid aerosol (!), and of carbon dioxide (CO 2) in the
atmosphere

“Famine winter” in Iceland
 9,000 people (25% of population of Iceland) died, a few directly
from the lava flows, most from various forms of lung and skin
poisoning
 75% of all livestock died of lung inflammation and of starvation in
the following winter
Benjamin Franklin, living in Paris at the time, attributed, in a 1789 scientific
paper, the extremely cold years that followed throughout Europe to the
emissions from that eruption that prevented sunlight from reaching Earth’s
surface. (And since crop failures in Western Europe at the time have been
alleged to be responsible for great popular discontent, and, in particular, for
the onset of the French Revolution in 1789, it can be at least argued that the
Laki eruption triggered that revolution
The outbreak of the French Revolution in 1789 was explained by the gigantic eruption of Mt. Laki on
Iceland in 1785 , which had caused quasi-atomic -winter and very bad crops over Europe
Decline of the Roman Empire
The impact of Quaternary climate (as a matter of geoscience) was a substantial geological factor for human
life. The great migrations of people in Europe after the end of the Roman Empire were related to
deteriorating climate conditions in Northeast Europe and northern Asia
A flutuação climática afetou muitas as atividades humanas, tanto nos períodos préhistóricos como na própria História, onde há muitas evidências, sendo na sua maior parte,
indiretas, já que os seres humanos constroem abrigos há muito tempo. Entre estas evidências
podemos destacar perdas de safras agrícolas, guerras, epidemias, pressões econômicas,
migrações, etc. Podemos dividir as evidências em pelo menos quatro tipos:
i) relatos diretos, tais como (na Inglaterra, séc. XII) se houve sol, chuva, neve, etc. Relatos
estes foram diários.
24
ii) eventos incomuns, tais como a boa produção de vinhos, por volta de 1085, na mesma
Inglaterra, indicando clima mais ameno do que de hoje. O mesmo ocorrendo até 750 m de
altitude na Floresta Negra.
iii) evidências culturais e econômicas determinando influências nas sociedades em diferentes
períodos, tais como migrações, apogeu de determinadas culturas, vestimentas (toga romana
de linho e seda até próxima à queda do Império), etc.
Determinismo geográfico (no caso climático): a teoria do determinismo assegura que o
clima tem profunda influência no curso da História, sendo este tema muito controverso, pois
há teorias economistas, como o marxismo-leninismo, dizendo que este determinismo é
irrelevante. Exemplo de determinismo; o espessamento da capa de gelo na Groenlândia foi
fatal para a colonização viking, explicação economista: o comércio para estas regiões
remotas não compensava, devido a isto os vikings desistiram de tentar colonização neste
local.
Uma série de colheitas mal sucedidas afetaria a estabilidade política de uma
determinada cultura, facilitando ser dominada por outra. Isto é difícil de se provar, pois o
número de variáveis é astronômico, e também não como fazermos experimentação, seguindo
as três metodologias apresentadas na Aula 1.
Outros exemplos de determinismo podem citar os harapanos, no NW da Índia
(Rajasthan), com pecuária extensiva, entre 3000 e 1700 a.C. Devido a este pastoreio e
agricultura extensiva, o vale foi se desertificando, gerando hoje um deserto "artificial",
chove 4 vezes mais que na maioria dos desertos, mas há uma cobertura permanente de areia
no vale, afetando o balanço radiativo e a pedologia local.
Nos quadros abaixo podemos verificar como clima pode afetar uma população
humana, através de sua agropecuária, e afetando sua saúde, tabela 4.1 e figura 4.4.
Tabela 4.1 Média da altura de jovens (masc.) na Islândia, feita por Bergthorson (1962)
período
média de altura
em cm
874-1000
178.2
1000-1100
171.8
1100-1563
172.0
1700-1800
166.8
1952-1954
177.4
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Figura 4.4 Variação do comprimento dos glaciares na Islândia e Noruega, desde 10000 a.C.
(Ahlman, 1953).
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EFEITOS DA RADIAÇÃO SOLAR
de humanos e animais, tanto efeitos psicológicos como fisiológicos. A pele humana parece
ser um sensor rudimentar ao espectro visível. O efeito emocional das cores já foi relatado
inúmeras vezes, sob o ponto de vista empírico, especialmente na França.
Experimentos recentes mostram que o hipotálamo responde à todos o  (luz
monocromática).
A retina dos seres humanos e primatas evoluídos possui 2 tipos de receptores : os
cones, sensíveis a luz branca (pico de sensibilidade no amarelo,  = 510 nm, comparar com
o pico de emissão do Sol = 480 nm) e os bastonetes, sensíveis ao azul, ideal para a visão
noturna.
Olho humano
http://satelite.cptec.inpe.br/uv/img/olho.jpg
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Olho de mosca
http://br.geocities.com/insecta_tv/anatomia-olho.jpg
Os pássaros possuem visão colorida, também com o pico de sensibilidade no amarelo.
Já os insetos (abelhas e borboletas) não enxergam o vermelho, mas vêem o UV.
Quanto à duração da luz, ela afeta o ciclo circadiano de animais e homens.
3.3.3.3 Efeito do ultravioleta.
As plantas terrestres e o plâncton são responsáveis por praticamente toda a
manutenção dos ecossistemas da Terra. Exceção feita aos ecossistemas existentes nas fossas
vulcânicas abissais (ex. Galápagos), no qual a luz solar não influi em nada, dependentes,
portanto, dos nutrientes exalados por estas fossas e bactérias que se utilizam destes.
Já o UV é danoso para os vegetais e plânctons devido à destruição que provoca na
clorofila A e B, deixando a planta amarelada. Com a atual taxa de diminuição do ozônio, a
produção mundial de alimentos pode cair em 5% ou mais.
Os raios ultravioletas dividem-se em 3 categorias A (de 325 nm a 380 nm), B (de 290
a 315 nm) e C ( < que 290 nm). Nem todos UV causam eritemas e pigmentação
(escurecimento da pele), somente UV-B e  = 380 nm e causam os demais são refletidas
pela pele.
A radiação UV induz a formação de vitamina D a partir do ergosterol e histamina no
sangue, portanto, em pequenas doses, é benéfico.
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As pessoas mais fotossensíveis são as loiras, especialmente as ruivas; as crianças são
menos fotossensíveis que adultos, os homens mais que as mulheres e os indivíduos são mais
sensíveis no outono e primavera do que no inverno e verão.
A exposição à radiação UV nos seres humanos resulta em efeitos nos tratos
gastrointestinais, no sistema circulatório, hipotálamo-pituitária e nas funções endócrinas.
O UV-B é o maior causador de câncer de pele, este só se manifesta após longa
exposição, por anos de banhos de Sol, nas horas mais fortes do dia, em baixas latitudes
(<45o). Há 3 tipos de câncer provenientes do UV-B ; o melanobastoma maligno (+ raro e
pior) a célula de carcinoma e o carcinoma de célula esquamoso basal (+ comum na face e
pescoço) .
carcinoma de célula esquamoso basal
http://www.captaincutaneum.com/science/basal/images/basal_01.jpg
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