Conteúdo Extra - #2. Movimentos da Terra

1. INTRODUÇÃO

A astronomia sempre foi o “berço” da ciência e da descoberta de curiosidades, sempre que as pessoas olham para o céu elas se perguntam, de onde surgiu as estrelas, os planetas, e se os seres humanos são os únicos seres vivos inteligentes no Universo; a astronomia vem para descobrir e responder essas perguntas, e mostrar que o Universo é infinito, e que ele está se expandindo. É essas descobertas que fazem os astrônomos serem tão “adorados” pela ciência, como por exemplo, Carl Sagan, Galileu Galilei, Edwin Hubble, Neil Armstrong, e muitos outros astrônomos fantásticos.

O planeta Terra não está na inércia no universo, assim também acontece com todos os corpos celestes. A mesma realiza uma série de movimentos envolvendo a órbita em torno de si mesmo, ao redor do Sol, em conjunto com a Via Láctea e com o próprio Universo. Os dois principais movimentos realizados pela Terra são: a rotação e a translação. Porém, pela complexidade desses movimentos, só se estuda nas escolas esses dois movimentos principais, mas os outros doze movimentos ainda sim são extremamente importantes.

No presente artigo será abordado todos os movimentos da Terra, no total são quatorze movimentos, visando compartilhar sua importância, e as consequências com o leitor.

2. ROTAÇÃO

O movimento de rotação, é o movimento que o planeta Terra faz em torno do seu próprio eixo, em uma velocidade de aproximadamente 1700 quilômetros por hora na região do Equador, e essa velocidade diminui quanto mais se aproxima dos polos. Não é possível perceber essa velocidade, pois a velocidade é constante, só é possível perceber olhando um referencial externo, que está em repouso ou se movimentando com uma velocidade diferenciada. Um exemplo é o que acontece quando se observa as estrelas, só que como elas estão muito distantes (a mais de 10.000.000.000.000 – dez trilhões de quilômetros), não se tem noção da velocidade que a Terra está.

2.1 CONSEQUÊNCIAS

Esse movimento se faz no sentido anti-horário, de oeste para leste. Para a Terra completar uma volta completa no seu próprio eixo (assim chamada de dia sideral), ela delonga aproximadamente 23 horas, 56 minutos, 4 segundos e 9 centésimos.

O movimento de rotação também é responsável pelas correntes de ar, pois a Terra gira em uma velocidade muito rápida (chama-se de ação centrífuga), essa ação faz com que a troposfera (a primeira camada da atmosfera – mais próxima da superfície terrestre) movimente o ar, formando correntes de ar.

Devido ao movimento de rotação e do efeito coriólis (uma força inercial que atua sobre um corpo em que o sistema de referência encontra-se em rotação) as correntes marinhas ou correntes marítimas circulam entre sentidos diferentes entre os dois hemisférios, no hemisfério Norte elas percorrem no sentido horário, no hemisfério Sul elas percorrem no sentido anti-horário.

O achatamento dos polos e o abaulamento do Equador foi provocado pela inclinação do eixo de rotação terrestre em relação ao plano de sua órbita, e pelas forças sofridas devido à própria rotação em torno de seu eixo, uma dessas forças é a centrífuga, onde a força que aparece quando você se encontra em um veículo em rotação ou movimento em uma linha curva. Quanto maior a velocidade mais achatados são os polos.

Devido a essa rotação da Terra, ela provoca uma elevação do nível do mar a leste dos continentes, isto ocorre em decorrência da primeira lei de Newton, a inércia. Por exemplo, em um continente hipotético, o movimento se dá de oeste para leste, por conta da inércia, a água tende a ficar mais elevada no Leste, o mesmo ocorre quando uma pessoa pega uma bacia com água parada, se ela movimentar a bacia bruscamente para o lado, a água tende a ir no sentido do lado oposto do movimento.

2.2 FUSOS HORÁRIOS

As horas são diferentes de uma região do planeta para outra, essa diferença ocorre também devido ao movimento de rotação. O mundo todo possui ao todo 24 fusos horários (também denominadas zonas horárias) e cada um desses corresponde a uma linha imaginária traçada de um polo ao outro. Dessa maneira, cada fuso se encontra entre dois meridianos (o Meridiano de Greenwich - GMT (sigla do inglês Greenwich Mean Time) e o Linha Internacional da Data - também conhecido como Meridiano Internacional). Toda porção terrestre que se estabelece nesse intervalo possui o mesmo horário.

A relação entre a rotação e o quanto a Terra gira por hora pode ser calculada de um modo bem simples. Sabe-se que o planeta possui formato esférico (ainda que não uma esfera perfeita, devido ao seu formato geoide) e que a medida de uma circunferência em graus é de 360°, é necessário dividir esse valor pelo número 24 (o número de horas de uma volta completa) para perceber que em cada hora que passa, o planeta gira sempre em 15°. O meridiano de Greenwich (o meridiano principal), uma vez que esse é o ponto inicial ou referencial para a implantação dos fusos. Como a Terra gira no sentido de oeste para leste, os horários nos fusos a leste de Greenwich vão estar sempre adiantados, enquanto os horários nos fusos a oeste de Greenwich vão estar sempre atrasados. Se, por exemplo, uma pessoa resolve realizar uma viagem em direção a leste (direita), indo de São Paulo à Austrália, os horários a

Como as divisões territoriais dos países, estados, cidades ou regiões são irregulares, os fusos horários apresentam contornos adaptados às características geográficas de cada país, o que é muito importante para facilitar a vida dos seres humanos.

3. TRANSLAÇÃO

O Movimento de Translação é o movimento que a Terra faz ao redor do Sol, em uma distância aproximada de 1 unidade astronômica, ou 149.597.870.700 metros. Uma translação completa ao redor do Sol leva em torno de 1 ano sideral ou 365,256363 dias solares a uma velocidade orbital média de 29,78 km/s, ou 107.208 km/h. A trajetória realizada pela Terra durante a translação retrata uma órbita elíptica de excentricidade 0,0167 e semieixo maior com 149,6 milhões de quilômetros.

O movimento de Translação, (diferentemente da Rotação), leva aproximadamente 365 dias e 5 horas, 48 minutos e 46 segundos para completar uma volta completa ao redor do Sol. Existe a cada 4 anos o que se chama de ano bissexto, onde a mesma possui um dia a mais do que os outros anos que possuem 365 dias. No calendário gregoriano, este dia extra é contado a cada 4 anos, sendo incluído sempre no mês de fevereiro, que passa a ter 29 dias. O ano bissexto acontece, pois, o ano-calendário tradicionalmente utilizado possui uma diferença em relação ao ano solar, também conhecido como ano trópico, (período de tempo decorrido para completar um ciclo de estações: primavera, verão, outono e inverno. Enquanto que no calendário tradicional o ano dura 365 dias para se completar; no calendário solar, dura 365,25 dias.

Essa diferença de 0,25 corresponde a fração de um quarto de um dia. Sendo assim, a cada quatro anos tem-se a diferença de um dia em relação ao calendário convencional e solar. Esse dia é justamente o que caracteriza o ano bissexto.

3.1 PERIÉLIO E AFÉLIO

Durante o periélio, a Terra fica aproximadamente cerca de 147 milhões de quilômetros, e durante o afélio, aproximadamente cerca de 150 milhões de quilômetros do Sol.

Para entender o que é Periélio e Afélio, é necessário ter um conhecimento das Leis de Kepler. São três leis, mas no presente momento irá ser abordado só a primeira e a segunda lei de uma forma bem direta.

1ª Lei: Lei das Órbitas, Kepler dizia que os planetas estariam em órbitas elípticas ou ovais, e que o Sol estaria em um dos focos dessa elipse.

2ª Lei: Lei das Áreas, Kepler dizia que o raio que liga um planeta ao Sol descreve áreas iguais em tempos iguais. De uma forma mais clara, ela dizia que quanto mais perto o planeta estiver do Sol, maior seria a sua velocidade orbital. Assim, a medida que o planeta se aproxima do Periélio ele vai ficando cada vez mais rápido, e a medida que ele se afasta do Periélio a sua velocidade vai diminuindo gradativamente.

Portanto a primeira Lei de Kepler, ela tem uma relação direta com o fato da Terra estar mais próxima ou mais afastada do Sol. Quando a Terra se encontra mais próxima do Sol, chamasse Periélio. Quando ela está mais afastada do Sol, chamasse de Afélio. O Periélio ocorre aproximadamente dia 3 de janeiro, já o Afélio ocorre aproximadamente no dia 4 de julho, que por coincidência, nesta mesma data, ocorre a independência dos Estados Unidos.

A Terra se encontra aproximadamente a 150.000.000 quilômetros do Sol, quando a Terra se encontra no Periélio, essa distância chega a aproximadamente 147.500.000 quilômetros, e quando a Terra está no Afélio, ela chega em torno de 152.500.000 quilômetros.

3.2 CONSEQUÊNCIAS

A Terra é representada por linhas imaginárias, uma linha imaginária vertical (que é o famoso eixo imaginário da Terra) e um círculo em volta da Terra que se denominasse Linha do Equador. Porém a Terra não é bem assim, o eixo imaginário da Terra, ao contrário do que muita gente pensa, não é reto, tal fato pode ser observada na imagem a seguir:

Como observado na imagem, o eixo imaginário é inclinado em relação a linha reta do Sol, tal “fenômeno” é denominada de Obliquidade da Elíptica, onde a inclinação do eixo imaginário da Terra forma-se um ângulo de aproximadamente 23°.

Se a Terra é inclinada, ela mantém sua inclinação em todos os lados, ou seja, essa inclinação é constante em todo o movimento de Translação, isso acaba gerando diferença de incidência dos raios de Sol. Tal explicação pode ser observada na imagem a seguir:

Como observado na imagem, a Terra para se deslocar leva de três em três meses. Observando a segunda imagem da Terra, se repara a linha do Equador; no Hemisfério Norte, todo o espaço está recebendo incidência de raios de Sol, já no Hemisfério Sul, não, na imagem, a maior parte do Hemisfério Sul está sombreada. Simplificando e esclarecendo a explicação, quando a Terra está naquela posição, por causa da inclinação do eixo imaginário, o Hemisfério Norte está recebendo grande incidência de raios de Sol, já no Hemisfério Sul, pequena incidência de Sol. Nesse período se tem grandes dia iluminados, dias quentes, esse período é conhecido pela famosa estação do ano chamada de verão. Já no período que os dias são “acinzentados”, frio, etc, a mesma se chama inverno.

Ainda observando a segunda imagem, se passa 6 meses, ficando na quarta imagem, a situação se inverte; nota-se que o Hemisfério Sul está bastante iluminado enquanto que no Hemisfério Norte está recebendo menor incidência de raios de Sol, ou seja, no Hemisfério Sul está verão, enquanto que no Hemisfério Norte está inverno.

Se passando mais três meses, se chega na primeira imagem, repare-se que a incidência de raios de Sol é igual nos dois Hemisférios, ou seja não tem maior aquecimento para um menor do que o outro, isso se denomina estações intermediárias, são elas outono e primavera, primavera e outono

Nas duas posições onde há diferença de incidência de raios de Sol se denominasse Solstício, já nas duas posições onde há igualdade de incidência de raios de Sol, chamasse de Equinócio.

Segundo o site mundo educação (2013), Solstício “é uma palavra oriunda do latim que significa “parado”. Esse fenômeno acontece no período do ano em que a Terra recebe uma quantidade maior de luz sobre um hemisfério. Os solstícios ocorrem em duas datas do ano: 21 de junho e 21 de dezembro”.

Já o Equinócio, “é uma palavra derivada do latim que significa “noites iguais”. Esse fenômeno acontece quando os raios solares atingem com grande intensidade a zona intertropical, o que favorece uma uniformidade quanto à quantidade de luz e calor recebida pelos dois hemisférios (Norte e Sul). Os equinócios acontecem duas vezes por ano: 20 de março e 23 de setembro”.

Muitas pessoas acreditam que as estações do ano ocorrem em função da maior aproximação, ou o afastamento da Terra em relação ao Sol, ou seja, acreditam que o verão é ocorre porque a Terra está mais perto do Sol, e que o inverno está mais afastado do Sol, só que essa linha de raciocínio está errônea, se fosse dessa maneira, o Hemisfério Norte e o Sul teriam o verão na mesma época do ano, bem como o inverno também na mesma época do ano. Isto não ocorre, pois quando é verão no Hemisfério Sul, é inverno no Hemisfério Norte, e vice-versa.

Na imagem a seguir, está um plano resumido de tudo que foi abordado anteriormente, para um maior entendimento do assunto.

4. PRECESSÃO DOS EQUINÓCIOS

Enquanto está orbitando em torno do Sol, a Terra inclinasse para “lá e para cá”, essa oscilação é chamada de precessão dos equinócios – também conhecida como precessão da Terra. Se a Terra fosse uma esfera perfeita não haveria precessão, mas as forças gravitacionais da Lua e do Sol, fazem pressão sobre o Equador saliente, perturbando a rotação da Terra. Observe a imagem a seguir, é utilizado como exemplo, o giro de um peão desequilibrado que, em vez de girar com o eixo na vertical, realiza-o com o eixo inclinado, o que propicia que seu giro fique “torto”.

No entanto a processão é causada pela interferência gravitacional, e a Terra começa a oscilar. Enquanto oscila o eixo da Terra descreve um círculo no céu, leva aproximadamente 26.000 anos para completar um círculo. Observe a imagem a seguir.

O eixo de inclinação da Terra é de 23,5º, um valor não muito elevado, o que explica o fato de esse movimento ser relativamente lento, tornando-o quase imperceptível para os seres humanos. Em um ano, sua movimentação é de menos de 1º de deslocamento. Apesar disso, segundo a revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 21, no. 4, Dezembro,1999, “a precessão da Terra foi descoberta por Hiparco em 129 a.C., ao comparar suas medidas de posição da estrela Spica (Virginis) com as de Timocharis, feitas em 273 a.C. A variação desta posição foi interpretada por Hiparco como uma rotação da esfera das estrelas fixas em torno de um eixo perpendicular ao plano da órbita da Terra (a eclíptica) ”.

A precessão ocasiona uma antecipação dos equinócios – o momento no movimento de translação em que a iluminação solar encontra-se igualmente distribuída nos dois hemisférios terrestres. Assim, a cada ano, os equinócios são antecipados 20 minutos, de forma que, a cada 2 mil anos, se tem um mês de diferença.

Do ponto de vista das estações do ano, as alterações são praticamente nulas, mas do ponto de vista astronômico, as transformações são consideradas grandes. Isso porque, atualmente, os equinócios acontecem quando o Sol está aparentemente posicionado sobre a constelação de peixes. Porém, na Antiguidade, ele estaria posicionado na constelação de Áries.

5. NUTAÇÃO

Nutação, é o fenômeno que afeta o movimento de precessão, e ocorre devido à gravidade exercida pela Lua sobre a Terra. Como a órbita da Lua está inclinada cerca de 5º relativamente ao plano orbital da Terra em volta do Sol, o movimento de Precessão que afeta o planeta Terra não é um círculo perfeito. Em vez disso, é uma linha ondulada que descreve um movimento circular. O ciclo de Nutação dura 19 anos e é 9000 vezes menos perceptível que a Precessão. A seguir uma imagem para ser observada.

A nutação foi descoberta pelo astrônomo inglês James Bradley (1693-1762), a nutação também é chamada Nutação de Bradley. Ele, em 1728, pesquisou sobre precisas coordenadas celestes de algumas estrelas quando encontrou o efeito da nutação. Ela tem uma dimensão semelhante à Aberração da Luz, também descoberta por Bradley.

6. DESLOCAMENTO DO PERIÉLIO

O deslocamento do periélio, ocorre em 21 mil anos. Ocorre por causa das influências gerais dos planetas. O eixo maior da órbita da Terra (linha das apsides) se desloca, fazendo com que o periélio e o afélio se mova também. A passagem de um periélio retornará à mesma data a cada 21 mil anos. Atualmente ocorre a 2 de janeiro. Daqui a 6.400 anos ocorrerá no equinócio de outono; daqui a 11.500 anos, no solstício de inverno; e dentro de 21 mil anos, novamente a 2 de janeiro, no solstício de verão.

7. OBLIQUIDADE DA ELÍPTICA

A eclíptica é definida como a circunferência imaginária correspondente à trajetória aparente do Sol na esfera celeste. O eixo da eclíptica é uma reta perpendicular à eclíptica e passa pelo centro da Terra.

A eclíptica possui uma obliquidade em relação ao Equador Celeste de 23,27° (considerando o quadrante da época dividido em 900 partes) que em consequência de uma defasagem secular de 1° com referência ao prolongamento do eixo imaginário da terra, na esfera celeste a estrela do fundo vem modificando de lugar, e lentamente como um pincel riscando um novo ponto fixo na esfera celeste a esse movimento.

8. VARIAÇÃO DA EXCENTRICIDADE DA ÓRBITA

A variação da excentricidade da órbita, ocorre quando o eixo de translação da Terra ora é mais circular, ora é mais elíptico, possuindo uma duração cíclica de 92 mil anos. Isso faz com que a radiação solar chegue de forma diferente em cada hemisfério terrestre de tempos em tempos. Esta variação provoca as variações glaciares, que são períodos de longos verões e longos invernos. A seguir uma imagem.

9. MOVIMENTO DO CENTRO DE MASSA TERRA-LUA

O movimento do centro de massa Terra-Lua indica a órbita que o centro de massa do sistema Terra-Lua realiza ao redor do sol. Da mesma forma, o movimento em torno do centro de massa do Sistema Solar é o movimento realizado pela Terra ao redor do centro de massa do sol e todos os planetas que circundam ao seu redor. Abaixo uma ilustração.

10. MOVIMENTO EM TORNO DO CENTRO DE MASSA DO SISTEMA SOLAR

Da mesma forma, o movimento em torno do centro de massa do Sistema Solar é o movimento realizado pela Terra ao redor do centro de massa do sol e todos os planetas que circundam ao seu redor. Aliás, o próprio Sol, além de rotacionar, também translada em torno desse centro de massa. O centro de massa do sistema solar pode estar a uma distância de dois raios solares do centro do Sol. Porém, na maior parte do tempo essa distância pode ser desprezada e o Sol pode ser considerado o centro do sistema solar.

11. MOVIMENTO DAS MARÉS

O movimento das marés, em que há uma contração e uma descontração cíclicas do globo terrestre por influência da gravidade da Lua. A mais conhecida influência desse movimento é a variação das marés. Segundo o site brasilescola, “esse fenômeno ocorre em razão do movimento periódico de subida e descida do nível da água, produzindo dessa maneira as chamadas marés altas e marés baixas. Foi Isaac Newton que, a partir da expressão da força gravitacional, deu a explicação para esse fenômeno natural. Segundo as explicações do físico e matemático Newton, as marés são causadas pela atração do Sol e da Lua sobre as águas do mar”

12. PERTURBAÇÕES PLANETÁRIAS

Perturbação segundo o Wikipédia, “A perturbação astronômica, ou somente perturbação, é o termo usado pela Astronomia em conexão com as descrições da moção complexa de um corpo maciço que está sujeito a efeitos gravitacionais significativos mais do que uma outra entidade maciça”.

A Terra também realiza alguns movimentos imprevisíveis, com pequenas variações na órbita da Terra. Tem como origem a influência gravitacional dos demais planetas, especialmente Vênus e Júpiter, o mais próximo e o maior planeta, respectivamente. Abaixo uma ilustração dessa perturbação.

13. MOVIMENTO HELICOIDAL

Como o Sol também se desloca, a Terra também realiza um movimento helicoidal em direção ao próprio Sol.

Uma volta completa do Sistema Solar (e com ele, o planeta Terra) ao redor do núcleo central galáctico se realiza em forma de um gigantesco movimento helicoidal em aproximadamente 250 milhões de anos.

Segundo o site Infopedia, movimento helicoidal é, “movimento de um sólido que gira em torno de um eixo fixo, deslocando-se ao longo desse eixo. ”

Abaixo uma imagem para compreender.

14. ROTAÇÃO JUNTO COM A GALAXIA

A Via Láctea gira em torno do seu centro, fazendo uma volta completa em torno de 250 milhões de anos. Assim, o Sol e todos os planetas (inclusive a Terra) giram também em torno da galáxia. A seguir uma bela imagem para observação.

15. TRANSLAÇÃO JUNTO COM A GALÁXIA

Como o universo continua se expandindo, a galáxia também se movimenta, levando todos os seus corpos celestes consigo, o que faz com que seja considerado o movimento de translação junto com a galáxia.

O Sistema Solar completa uma órbita em torno do centro da Via Láctea (um ano galáctico) a cada 225-250 milhões de anos (completou entre 20 e 25 órbitas desde sua formação. A velocidade orbital do Sistema Solar em torno do centro da galáxia é de cerca de 251 km/s (o Sol demora 1,4 mil anos para percorrer 1 ano-luz). O Sol atravessa, atualmente, a "Nuvem Interestelar Local" de gás de alta temperatura, no interior do "Braço de Orion" na Via Láctea, entre os braços maiores "Perseus" e "Sagitário".

O ano galáctico, também conhecida como ano cósmico, é o período orbital do Sistema Solar em torno do centro da Via Láctea. Estimativas do período orbital do Sistema Solar varia entre 225 a 250 milhões de anos terrestres. Abaixo uma representação da mesma.

16. CONCLUSÃO

Por fim, conclui-se que, os movimentos da Terra são muito importantes para a vida e tudo que ocorre no planeta Terra, desde a vida, até o clima e a vegetação (partindo do movimento de Rotação, ele regula a temperatura do planeta, pois se somente um lado do planeta fosse voltado para o Sol esse teria elevadíssimas temperaturas enquanto que a outra parte que se encontraria sombreada seria sempre escura e apresentaria temperaturas muito baixas, sem contar que nenhum desses iria produzir riquezas em biodiversidade em tais condições).

Como abordado, a rotação da Terra é a rotação giratória que a Terra realiza no seu próprio eixo. Seu período (tempo) que leva para girar em uma volta completa é de 23 horas 56 minutos 4 segundos e 9 centésimos. (23h56m04,09).

Já a Translação é definido como o movimento elíptico que a Terra realiza ao redor do Sol. Esse movimento elíptico, juntamente com o eixo de rotação da Terra, é responsável pelas estações do ano. A Translação é de suma importância, pois ela permite conhecer o aspecto de todo o firmamento que circunda a Terra, e as estações do ano, pois ao longo da Translação o eixo de rotação da Terra se inclina, expondo os hemisférios ao calor solar. A excentricidade da órbita da Terra é tão pequena que não influi nas estações.

Devido a esses descobrimentos dos movimentos da Terra, é possível ter satélites na órbita da Terra, é possível ter internet e televisão a todos. É possível ter uma variedade de tecnologias abrangentes acessível para novas descobertas do Universo e no ramo da ciência em geral.

E para o encerramento desse artigo, fica uma frase do astrônomo Carl Sagan, “uma das grandes revelações da exploração espacial é a imagem da Terra, finita e solitária acomodando toda a espécie humana através dos oceanos do tempo e do espaço”.

17. REFERÊNCIAS

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