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Delito de Opinião

As estações do ano como entrada em discussões sobre Ciência

João André, 10.12.20

Estava há uns dias, juntamente com um amigo, a explicar a passagem para o Inverno a uma criança, quando o meu amigo descreveu as mudanças de estações como sendo resultado de o nosso planeta passar meio ano a aproximar-se do Sol e meio ano a afastar-se dele. Esta frase não é errada, mas não explica as estações, e fez-me lembrar como durante grande parte da minha vida, mesmo depois de eu compreender qual a razão para a existência de estações, eu continuei a ter na cabeça essa definição.

Foi muito cedo ao na minha vida escolar que eu aprendi que o Sol tem dois pontos na sua órbita em que está mais afastado e Sol (penso que se chama afélio em portuguêsn, ou aphelion em inglês) e dois pontos em que está mais perto (periélio, ou perihelion). Por causa disto e do conceito de as estações serem resultado da órbita em torno do Sol, é muito fácil pensar nelas como resultado da distância. Infelizmente é errado.

O problema começa porque apesar de haver de facto uma diferença na distância ao Sol, esta é muito pequena entre o afélio e o periélio e completamente insignificante no que diz respeito a estações. No afélio, a Terra está a cerca de 152 milhões de km do Sol. No periélio está a 147 milhões de km do Sol. A diferença de distência entre as duas posições pode parecer grande (cerca de 5 milhões de km) mas representa apenas 3% de diferença entre elas. As representações esquemáticas que vemos nos livros infelizmente transmitem a ideia errada, quase como se a diferença fosse o dobro (veja-se o exemplo abaixo).

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O primeiro problema que deveria existir com esta visualização seria o mais óbvio: os períodos em que a Terra está mais afastada correspondem também ao início do Inverno e do Verão. Os momentos em que está mais próxima correspondem ao início de Outono e Primavera.

Isto significa que essa diferença de 3% na distância não é significativa para as mudanças de estação. É antes a quantidade de exposição solar que faz a diferença. Como toda a gente sabe, a Terra tem uma inclinação em relação ao seu eixo orbital de cerca de 23° (tive de ir ver o valor exacto, não me lembrava). Isso significa que a quantidade de radiação solar que atinge um local específico na Terra durante um dia vai mudando ao longo do ano. por outras palavras, o dia é mais longo ou mais curto. Isso significa que a quantidade de energia que uma região (para o caso, hemisfério Norte ou Sul) recebe é maior no período perifélio a perifélio em que está mais exposto ao Sol.

É essa radiação extra dependente do tempo e não da distância, que faz a diferença. O hemisfério recebe mais energia, aquece a atmosfera (e os Ocanos, que são enormes reservatórios de energia) e muda o clima.

Estes pontos não são óbvios para uma criança e foi o problema que tive ao mostrar um livro com uma ilustração muito semelhante à de cima. As distâncias estão tão mal representadas e são tão mal elaboradas que as crianças não compreendem porque razão não influenciam o clima. É o mesmo problema que teríamos com a distância da Terra à Lua. Se dissermos a alguém que imagine a Terra do tamanho de uma bola de basquetebol e imagine, nessa escala, a distância a que está a Lua (do tamanho de uma bola de ténis), a maioria responderá com distâncias mais ou menos do comprimento do braço. No entanto, a Lua estaria a mais de 7 metros de distância. As distâncias reais são difíceis de transmitir.

Faço esta reflexão, talvez pela milésima vez (não estão todas no blogue) para comentar o estado da educação científica. Não só a forma como a educação científica é algo desprezada quando falamos de cultura geral (o que leva a muitas incompreensões, como na actual pandemia), mas também na forma como é apresentada, com aproximações que não ajudam à compreensão real daquilo que se quer descrever.

Este tema (cultura científica), é um onde já me debrucei no passado. Podem ler alguns dos posts aqui. No que diz respeito às distâncias e às estações, desta vez a criança entendeu (e o meu amigo compreendeu a dificuldade), pelo que só posso considerar-me satisfeito. Uma pessoa de cada vez.

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