Texto: José Tadeu Arantes | Agência FAPESP

Estudo conduzido por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) mediu a contribuição das águas pluviais e subterrâneas para a manutenção de nascentes e rios na região de Brotas, na porção central do Estado de São Paulo, localizada na sub-bacia do Alto Jacaré-Pepira, onde o abastecimento urbano, a agricultura e o turismo intensivo dependem fortemente dos recursos hídricos. Os resultados, divulgados na revista Isotopes in Environmental and Health Studies, indicam que as chuvas não conseguem repor toda a água do Aquífero Guarani que vem sendo utilizada nas diversas atividades humanas, o que coloca a sustentabilidade do sistema em risco.

Os aquíferos são as maiores fontes de água potável do mundo. E o Guarani é o maior aquífero transfronteiriço �?isto é, que se estende pelo subsolo de vários países. Sua área total, de aproximadamente 1 milhão de quilômetros quadrados (km²), abrange trechos no Brasil, no Paraguai, no Uruguai e na Argentina. Dois terços estão no território nacional, alcançando os Estados de Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

À esquerda a posição do Aquífero Guarani no mapa da América do Sul; à direita cortes verticais, mostrando a configuração do relevo (imagem fornecida pelo pesquisador)

Nas partes centrais da Bacia Sedimentar do Paraná, o Aquífero Guarani pode atingir espessuras de até 450 metros e situar-se a profundidades superiores a 1.000 metros. Ainda que a quantidade de água doce seja descomunal �?com um volume total armazenado de 30 mil quilômetros cúbicos (km³) e um volume disponível de 2 mil km³ �? esse recurso natural, como tudo no mundo, também é finito, sujeito a esgotamento e contaminação por poluentes. Daí a necessidade de estudos que possibilitem compreender a fundo seus mecanismos hidrológicos, assim como de ações de monitoramento do consumo e da recarga que permitam a adoção de mecanismos de gestão que garantam o uso parcimonioso e a preservação. Sabe-se que, em algumas regiões, o rebaixamento dos níveis da água subterrânea chega a ultrapassar 100 metros.

O Estado de São Paulo consome cerca de 80% da água extraída do Aquífero Guarani no país. Dados de 2010 indicaram um consumo ainda maior, superior a 95%. Poços para abastecimento urbano, em primeiro lugar, e para irrigação agrícola, em segundo, são os principais fatores de redução do conteúdo líquido �?o que, no contexto da atual emergência climática, com períodos de seca severa, é algo a ser considerado com muita atenção.

“Monitoramos as nascentes, os rios, os poços e a chuva ao longo de oito anos, no período 2013-2021, utilizando isótopos estáveis de hidrogênio [¹H-²H] e oxigênio [¹⁶O-¹⁸O] como marcadores da origem da água. Constatamos que cerca de 80% do volume de água dessas nascentes é proveniente da descarga de águas subterrâneas do Sistema Aquífero Guarani [SAG]�? conta Didier Gastmans, pesquisador do Centro de Estudos Ambientais (CEA) da Unesp, no campus de Rio Claro, coordenador do Laboratório de Recursos Hídricos e Isótopos Ambientais (Larhia) e um dos autores do artigo.

Gastmans informa que, mesmo em períodos de chuva intensa, a maior parte da água que alimenta as nascentes provém do aquífero, com apenas 20% da descarga anual sendo devida à água da chuva recém-infiltrada. Para chegar a essas conclusões, os pesquisadores realizaram um monitoramento detalhado da sub-bacia, acompanhando as variações na profundidade do nível da água subterrânea, a quantidade de chuva e as razões isotópicas da água das nascentes, da água da chuva e da água de um poço profundo de monitoramento instalado na região.

“Os isótopos estáveis de hidrogênio e oxigênio, constituintes da molécula da água, funcionam como ‘impressões digitais�? que permitem identificar a origem da água. As amostras da água da chuva apresentam uma grande variação nos valores dos isótopos, refletindo a influência de diferentes processos atmosféricos sazonais. Já as amostras da água subterrânea mostram uma composição isotópica muito mais constante ao longo do ano. Algo bastante semelhante foi observado na água das nascentes, indicando que elas são predominantemente alimentadas por águas profundas�? explica Gastmans.

A homogeneidade das águas subterrâneas indica que o aquífero não é afetado diretamente por efeitos de sazonalidade, sendo essencialmente composto por uma fonte majoritária de água subterrânea com contribuições bem menores da água da chuva. Por outro lado, o rebaixamento do poço durante o período de monitoramento sugere que tenha ocorrido uma redução das taxas de recarga, devido à diminuição dos volumes totais de precipitação e ao aumento da evapotranspiração. Em outras palavras, o montante de água que entra no aquífero por meio da recarga não está sendo suficiente para repor o montante de água que sai do reservatório �?o que é altamente preocupante.

“Sempre existiu uma falsa ideia de que todas as áreas de afloramento do Aquífero Guarani fossem também áreas de recarga para as regiões confinadas e mais profundas do aquífero. Mas nosso estudo apontou que a recarga que ocorre nas áreas de afloramento contribui fundamentalmente para a manutenção do sistema hidrológico local, ou seja, para a manutenção dos fluxos dos rios e das descargas das nascentes. As águas subterrâneas que estão sendo hoje superutilizadas nas várias modalidades de consumo humano são, na verdade, bastante antigas. Como a datação com carbono-14 apresenta várias incertezas, realizamos em parceria com a Agência Internacional de Energia Atômica um projeto no qual foi utilizado um outro traçador, um gás nobre, o criptônio-81, que, associado a outro isótopo, o hélio-4, proporciona valores muito precisos de idade. E detectamos idades variando de 2.600 anos, em Pederneiras, até 127 mil anos em Bebedouro, 230 mil anos em Ribeirão Preto e 720 mil anos no Paraná�? conta Gastmans.

Sustentabilidade

O Aquífero Guarani abastece cerca de 90 milhões de pessoas. Durante a estação seca, sua contribuição chega a suprir 90% da descarga das nascentes. A exploração excessiva, combinada com secas prolongadas no contexto da emergência climática, pode comprometer sua capacidade de sustentar o fluxo dos rios e nascentes, exacerbando crises hídricas como as que ocorreram entre 2014 e 2015 e, novamente, entre 2017 e 2021, no Estado de São Paulo.

“Compreender como o aquífero é recarregado e a dinâmica entre as águas pluviais e subterrâneas é o primeiro passo para garantir sua utilização de forma sustentável. Monitoramento em larga escala e gestão adequada são os passos subsequentes�? conclui Gastmans.

O estudo recebeu apoio da FAPESP por meio de dois projetos (15/15749-2 e 18/06666-4).

O artigo How much rainwater contributes to a spring discharge in the Guarani Aquifer System: insights from stable isotopes and a mass balance model pode ser acessado em: www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10256016.2024.2397469.

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Para observar a formação da molécula de água, os cientistas utilizaram uma nova técnica para visualizar a fusão dos átomos sobre uma superfície de paládio.

O paládio, elemento raro, consegue catalisar a reação gasosa que forma a água. Ao observar, pela primeira vez, a reação em escala molecular, os cientistas desvendaram como o processo ocorre.

Além disso, os cientistas descobriram como acelerar o processo de criação da água através do paládio. Como a reação não depende de condições extremas, os cientistas afirmam que o paládio pode ser uma solução para geração rápida de água em ambientes áridos �?até mesmo em outros planetas.

“Ao visualizar em escala molecular a formação de água, conseguimos identificar as condições ideias para geração rápida de água sob condições de ambiente. Essas descobertas têm implicações importantes para aplicações práticas, como possibilitar a geração de água em ambientes do espaço sideral usando gases e metais catalisadores, sem a necessidade de condições extremas de reação�? afirmou Vinayak Dravid, co-autor do estudo.

Inspiração cinematográfica

Com as possibilidades de geração de água fora da Terra, Dravid faz uma alusão ao filme “Perdido em Marte�?/a> para explicar o processo. No filme, o personagem de Matt Damon usa combustível de foguete para extrair hidrogênio e, em seguida, adicionar oxigênio por um oxigenador.

Apesar das propriedades catalisadoras do paládio para geração de água serem conhecidas há mais de um século, o mecanismo exato para geração ainda era um mistério.

Além disso, tentativas anteriores de observação da formação da molécula de água eram impedidas pelas limitações tecnológicas.

Contudo, em janeiro deste ano, tais limitações acabaram. A equipe deste estudo desenvolveu uma membrana de vidro ultrafina com nanorreatores.

Desse modo, eles conseguiram observar as moléculas de gás usando um microscópio eletrônico de transmissão de alto vácuo.

Veja a formação da molécula de água:

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Água com gás ou sem gás? Essa é uma pergunta que você normalmente ouve em bares ou restaurantes. Você provavelmente tem uma preferência, mas será que há alguma diferença para a sua saúde escolher uma ou outra?

Se você adora a efervescência, veja aqui por que não precisa deixar de beber água com gás.

O que faz minha água gasosa?

Este artigo se concentra especificamente na comparação entre a água filtrada sem gás e a filtrada gaseificada. Água com gás, mineral, tônica e aromatizada são semelhantes, mas não são o mesmo produto.

As bolhas no líquido gaseificado são criadas pela adição de dióxido de carbono à água filtrada. Ele reage para produzir ácido carbônico, o que torna o conteúdo mais ácido (um pH de cerca de 3,5) do que a água sem gás (mais próxima do neutro, com um pH em torno de 6,5 a 8,5).

Qual bebida é mais saudável?

A água é a melhor maneira de hidratar nosso corpo. Pesquisas mostram que, quando se trata de hidratação, seja com ou sem gás, são igualmente eficazes.

Seja com gás ou sem gás, a água é a maneira mais saudável de se hidratar. Imagem: Christian Moro

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Manoel é o responsável pelo projeto “Rover aquático autônomo para monitoramento da qualidade da água: uma ferramenta portátil de baixo custo”.

O equipamento navega de forma autônoma em corpos hídricos a fim de coletar dados sobre a qualidade da água, realizando medições e transmitindo as informações para um banco de dados.

O estudante teve a orientação do professor Eduardo Alves da Silva Carvalho.

Sobre o Prêmio Jovem da Água de Estocolmo

Na premiação internacional, Manoel competiu com outros alunos de 15 a 20 anos de mais de 40 países. Todos os projetos buscam solucionar os desafios relacionados à água, ao meio ambiente e à sustentabilidade.

A cerimônia aconteceu em 27 de agosto, durante a Semana Mundial da Água de Estocolmo, na capital da Suécia.

O jovem venceu a etapa brasileira em junho, em uma cerimônia no Teatro do CCBB (Centro Cultural Banco do Brasil), em Brasília, Distrito Federal. Além disso, no país, a ABES (Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental) é quem promove a premiação.

A associação atua junto à Câmara Brasileira de Comércio na Suécia e do Programa Jovens Profissionais do Saneamento (JPS) — com mais de 1.300 participantes que desejam atuar com saneamento ambiental.

Criado em 1997 pelo Instituto Internacional de Águas de Estocolmo, o Prêmio Jovem da Água de Estocolmo tem como patrona a princesa Vitória da Suécia. Ele acontece anualmente em duas etapas: nacional, em cada um dos países participantes participantes, e internacional, com a grande final.

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Um experimento realizado pela psicóloga Tanushree Agrawal em 2023 demonstrou que eles podem estar certos. No total, três quartos dos participantes de seus experimentos realmente conseguiam detectar a diferença.

Agora, um cientista chinês parece ter encontrado o motivo. Em artigo publicado apenas em preprint – ou seja, sem revisão de pares -, Xiaotian Bi, da Universidade Tsinghua, diz que tudo se resume ao tamanho das bolhas que se formam durante o despejo. 

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Qual a diferença?

Os pesquisadores descrevem a água fria com sons mais brilhantes e mais respingos. Já a água quente soa mais opaca e espumosa, segundo eles. Para testar a influência da viscosidade do líquido em diferentes temperaturas da água e a influência disso no som, Bi usou sua experiência em dinâmica de fluidos.

Em geral, estudos anteriores demonstraram que bolhas de ar maiores em líquidos produzem sons de frequência mais baixa. Além disso, o pesquisador descobriu que o espectro acústico da água quente tem mais sons de baixa frequência do que o espectro da água fria.

Com isso em mente, ele testou se despejar água quente em um recipiente prenderia bolhas maiores ou menores que da água fria. Primeiro, fez o experimento com o líquido a 10°C e, depois, a 90°C.

Como resultado, notou como a água quente consistentemente produzia bolhas de cinco a 10 milímetros de tamanho. Já a água fria formava bolhas de aproximadamente um a dois milímetros.

Agora, Bi reconhece que mais pesquisas são necessárias para destrinchar o tema. Contudo, afirma que essa percepção da temperatura da água pode até ter implicações para como desfrutamos da comida e da bebida do dia a dia.

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A Associação Brasileira de Medicina de Emergência (Abramede) publicou uma série de recomendações para se evitar doenças e dar mais segurança às vítimas das enchentes no Rio Grande do Sul. A proposta é ajudar a prevenir o adoecimento da população em meio ao período de calamidade pública tendo como base a prática de especialistas que atendem em pronto-socorros e pronto-atendimentos.

A entidade alerta que tragédias de grandes proporções têm impactos significativos sobre a saúde da população e sobre a infraestrutura dos serviços de saúde. Após inundações, por exemplo, é possível que haja registro de casos de doenças como leptospirose, hepatite A e tétano acidental, além de problemas respiratórios e transtornos transmitidos por vetores.

Há ainda risco de acidentes provocados por animais, afogamentos, traumatismos e choques elétricos, comuns em cenários como o registrado ao longo dos últimos dias no Rio Grande do Sul.

Uma das principais orientações está relacionada a ações preventivas de desinfecção da água para consumo humano. De acordo com a associação, nos locais em que a rede de abastecimento estiver comprometida, é indispensável que a população consuma água de fontes seguras, como garrafas e galões lacrados.

“Na impossibilidade de consumir água mineral, é necessário realizar o procedimento de desinfecção caseira da água. Para tanto, é possível aplicar a seguinte fórmula: a cada um litro de água, utilizar duas gotas de solução de hipoclorito de sódio a 2,5%, deixando a mistura repousar depois por 30 minutos.

Outras recomendações de especialistas em medicina de emergência são:

– Em caso de chuva forte, saia de locais de risco o mais rápido possível. Além do risco imediato nas inundações, há ainda riscos tardios, relacionados à leptospirose, ao tétano e a outras infecções.

– Pessoas atingidas por enchentes estão mais suscetíveis a adoecer. Fique atento a sintomas de doenças infecciosas, como diarreia, febre, fadiga e dores no corpo. Caso verifique alguma alteração, procure atendimento médico.

– Ao enfrentar uma inundação, se possível, proteja-se com botas plásticas, roupas resistentes e luvas. Se necessário, não hesite em pedir ajuda a órgãos públicos e não se coloque em situações de risco.

– Em caso de resgate por barco, sinalize o lugar no qual você se encontra pendurando um pano vermelho ou uma lanterna no local para auxiliar a identificação por parte da equipe de resgate.

– Atendimentos em emergência serão mais intensos nesta fase. Por isso, procure os serviços com consciência.

– Caso sua caderneta de vacinação esteja desatualizada, vacine-se o mais rápido possível. A orientação vale para crianças e adultos.

– Observe, a todo tempo, as recomendações das autoridades sanitárias e da defesa civil, evitando o pânico ou iniciativas individuais.

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A pesquisa, liderada por Eliseo Castillo, da Universidade do Novo México, foi publicada na revista Environment Health Perspectives.

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Entenda a pesquisa

Especialista em imunologia mucosa, ou seja, o papel da mucosa no sistema imunológico, Castillo fez um experimento com ratos de laboratórios para analisar o caminho dos microplásticos no organismo.

Durante quatro semanas, ele e sua equipe de cientistas deram água potável com microplásticos para os camundongos. Em geral, a concentração das partículas na água era de 4 miligramas por semana, parâmetros que, segundo o estudo, representa a média que as pessoas ingerem.

Assim, os pesquisadores descobriram que os microplásticos se movem do intestino para outros tecidos do corpo, inclusive para aqueles do cérebro. De acordo com o estudo, os ratos que estavam saudáveis antes do experimento apresentaram sinais de mudanças físicas após o período ingerindo microplásticos.

“Esses camundongos foram expostos por quatro semanas. Agora, pense em como isso se equipara aos humanos se formos expostos desde o nascimento até a velhice”, alertou Castillo.

Em outro estudo, este publicado na revista Cell Biology and Toxicology, o pesquisador já havia descoberto que microplásticos alteram células imunes chamadas macrófagos. Em geral, eles são responsáveis por proteger o corpo de partículas estranhas, levando assim à inflamação no corpo.

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Próximos passos

Agora, os pesquisadores querem analisar como os alimentos presentes na dieta de uma pessoa afetam a maneira como os microplásticos são absorvidos por seu corpo.

“Então, o que vamos fazer é dar a esses animais de laboratório uma dieta rica em gordura ou uma dieta rica em fibras, e eles serão expostos ou não a microplásticos“, explicou Castillo.

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Abelhas mamanavas descobertas ao acaso

Rondeau descobriu por acidente que as rainhas de mamangava podiam resistir ao “afogamento”. Como a espécie cava buracos na terra para hibernar durante o inverno, ela pesquisava se resíduos de pesticidas presentes no solo afetavam os insetos de alguma maneira.

Até que um dia, durante o experimento, água entrou acidentalmente nos tubos. Mas, para a surpresa da pesquisadora, nada de prejudicial aconteceu com as abelhas. 

“Estudo abelhas mamangavas há muito tempo. Falei sobre isso com muitas pessoas e ninguém sabia que isso era possível”, contou a cientista.

Então, ela realizou um experimento para entender melhor o que aconteceu. Dessa vez, a pesquisadora colocou dentro de tubos 143 abelhas da espécie Bombus impatiens que estavam no período de hibernação.

Parte dos tubos permaneceram sem água, outros com pouca quantidade e, por fim, havia aqueles em que as abelhas mamangavas ficavam totalmente submersas. A pesquisadora realizou testes que variaram de oito horas a sete dias de duração.

Como resultado, 81% das abelhas mamangavas rainhas que foram submersas enquanto hibernavam  sobreviveram. Elas permaneceram vivas durante os sete dias de experimento e por mais oito semanas depois.

Resiliência às mudanças climáticas

Embora mais pesquisas sejam necessárias para a compreensão do impacto desse processo a longo prazo na saúde das abelhas mamangavas, Rondeau afirma que este é um indicativo de que a espécie tem uma certa adaptabilidade. 

De acordo com a pesquisadora, os representantes da espécie na América do Norte são particularmente resistentes. Em geral, eles não mostram o mesmo grau de declínio populacional que outras abelhas.

Além disso, a resistência à submersão na água pode ser positiva frente às mudanças climáticas, que aumentam a frequência de inundações. 

“É encorajador saber que pelo menos (as inundações) não são outra grande ameaça que temos que considerar”, conclui Rondeau.

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O sistema de água de Cutzamala, que fornece entre 20% e 25% da água utilizada pelos habitantes da cidade, está funcionando com reservatórios que têm apenas 38% de sua capacidade preenchida.

Por isso, a Conagua (Comissão Nacional de Águas) do país, tem restringido a distribuição de água deste sistema desde outubro de 2023. Dessa forma, parte da população da Cidade do México não tem acesso a abastecimento diário de água nas suas casas.

De acordo com o Pulitzer Center, essa parcela consistia em 30% da população urbana total da capital em julho do ano passado, quando o México passava pelo verão e enfrentava chuvas que inundavam a cidade.

Frente a esse cenário, os moradores contratam caminhões pipa de água não potável, mas limpa, para poder fazer os afazeres domésticos, como dar descarga, por exemplo. Além disso, também tem que gastar com a compra de água potável para beber.

Assim, a água é um recurso tão precioso e escasso que há relatos de guardas que acompanham os tanques de abastecimento.

Até agora, autoridades locais minimizam a crise e culpam o período de seca enfrentado do final de 2023 até agora pela escassez de água. Até o próximo verão no hemisfério Norte, estação de chuvas no país, ainda faltam muita semanas.

Por isso, a mídia mexicana especula se a cidade enfrentará o “Dia Zero”, quando a água deixaria de fluir do Cutzamala. A previsão é que a data seja o próximo dia 26 de junho.

A cidade que afunda

A localização da Cidade do México sugere que, na verdade, a capital devia ter água em abundância. Em geral, a cidade ocupa um vale de grande altitude, a 2.200 metros acima do nível do mar, no meio do país.

Entre as montanhas, desciam rios que alimentavam cinco lagos rasos da região. Por ali, próximo ao maior lago, os astecas construíram sua capital, Tenochtitlan, em 1325.

Na época, eles construíram um sistema de diques e aquedutos que possibilitava o aproveitamento dessa água para a sobrevivência, irrigando campos de cultivo de alimentos. Contudo, com a colonização espanhola do século 16, a engenharia asteca foi esquecida.

Para evitar as inundações que acometiam a cidade construída em cima de Tenochtitlan, os espanhois implementaram um projeto de drenagem que durou séculos. Dessa forma, a Cidade do México cresceu.

Atualmente, 47 dos 48 rios do local estão fechados por canos de esgoto. No total, 60% da água da Cidade do México provém do seu aquífero subterrâneo. Contudo, os lençois freáticos estão secando, o que exige perfurações mais profundas para captação de água. 

A extração tem sido tão intensa que está fazendo a cidade afundar em um ritmo acelerado, a cerca de 50 centímetros por ano, segundo estudo. Com isso, a capital mexicana afunda à medida que bebe antigas reservas de água subterrânea.

Motivos de falta de água

Além do crescimento urbano acelerado e da geografia mal aproveitada, a crise hídrica na Cidade do México também tem outros dois agravantes. O primeiro consiste nos problemas de infraestrutura do sistemas de abastecimento.

Em geral, a cidade perde 40% da água enviada para as casas por problemas de vazamentos na tubulação. Além disso, não há uma iniciativa de captura da água da chuva, o que aliviaria o sistema.

O segundo agravante da crise é a seca que afeta 60% do México e 90% de sua capital. A cidade já sofria para reabastecer os reservatórios depois de três anos de La Niña e a chegada do El Niño.

Com a influência das mudanças climáticas, que aumentam a frequência de ondas de calor, não só a Cidade do México enfrenta a seca como também perde a água disponível nos reservatórios pela evaporação, devido às altas temperaturas.

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Artigo publicado no periódico Catalysis Communications descreve uma abordagem simples, eficiente e sustentável para degradar e monitorar quantitativamente uma mistura de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) �?poluentes emergentes que atingem vários ecossistemas impactados por derrame de combustíveis fósseis e descarte incorreto de resíduos industriais.

São considerados poluentes emergentes aqueles compostos químicos que, embora possam causar danos à saúde e ao meio ambiente, ainda não são monitorados nem removidos pelos tratamentos de água convencionais. É o caso, por exemplo, do bisfenol (presente em certos tipos de plástico), de alguns pesticidas e de substâncias encontradas em produtos de beleza e medicamentos.

Em busca de soluções para esse problema, pesquisadores das universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Estadual Paulista (Unesp) e Federal da Paraíba (UFPB) prepararam uma mistura contendo baixas concentrações de naftaleno, antraceno e dibenzotiofeno em águas superficiais que simulavam o ambiente natural. Utilizando espectroscopia de fluorescência de matrizes de excitação e emissão como método de análise e calibração de ordem superior por meio de análises de fatores paralelos para tratamento dos dados, foi possível separar os componentes espectrais da mistura, identificar e quantificar cada poluente, além de outros potenciais compostos presentes nas águas naturais.

A mistura de poluentes foi degradada por meio de um sistema fotoquímico em que a luz é alimentada por radiação de micro-ondas (imagem: CDMF/divulgação)

Essa metodologia permitiu que cada análise fosse feita em menos de dois minutos, sem a produção de qualquer resíduo nem a necessidade de técnicas mais caras e sofisticadas, como a cromatografia.

A mistura foi então degradada utilizando-se um sistema fotoquímico em que a luz é alimentada por radiação de micro-ondas. O sistema conseguiu degradar entre 88% e 100% dos poluentes orgânicos em apenas um minuto. A alta performance foi associada à fotólise da água, efetiva na geração de radicais hidroxila, que são espécies oxidantes capazes de degradar os poluentes orgânicos com alta velocidade.

Segundo Kelvin Araújo, primeiro autor do artigo e pesquisador do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na UFSCar, um dos destaques do trabalho foi a escolha do método de monitoramento dos HPAs. Ele destaca que o uso da cromatografia, técnica convencional para essa análise, é um fator limitante para o avanço desse tipo de pesquisa em muitas regiões, pois os equipamentos são caros e a técnica requer treinamento mais sofisticado.

Na abordagem do trabalho, usou-se um espectrofluorímetro, equipamento mais acessível a muitos laboratórios. As análises são até cinco vezes mais rápidas do que na cromatografia e nenhum resíduo é gerado após o processo. O pesquisador salienta ainda que a demanda por métodos mais acessíveis foi observada no grupo de pesquisa, que vem trabalhando com processos de tratamento de água e faz uso da cromatografia como técnica analítica.

Sistema fotoquímico

Outro destaque do trabalho foi o uso do sistema fotoquímico acionado por micro-ondas para degradação dos HPAs. Segundo Ailton Moreira, atualmente pesquisador no Instituto de Química da Unesp em Araraquara e coautor do artigo, alcançar uma degradação eficiente e rápida de poluentes emergentes sem o uso de catalisadores é um grande desafio.

“Esse desafio aumenta quando trabalhamos com misturas de poluentes em águas naturais, porque a quantidade de potenciais inibidores do processo de degradação é uma realidade. Contudo, o sistema fotoquímico que usamos mostrou uma performance excepcional�? comenta Moreira. Ele também destaca que esse sistema já se mostrou efetivo em estudos de degradação de resíduos agrícolas e farmacêuticos. A pesquisa também permite concluir que o sistema fotoquímico deve ser pensado para aplicação em escalas ampliadas, como em estações de tratamento de águas e efluentes.

Os autores confirmam que tanto o método analítico quanto o processo de degradação devem ser objeto de estudos futuros em diferentes projetos liderados pelos integrantes do grupo. Entre os próximos passos, está a aplicação dessas tecnologias em uma estação de tratamento de esgoto no município de Gavião Peixoto, em São Paulo, para monitoramento e degradação de poluentes emergentes.

O artigo Fast and efficient processes for oxidation and monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental matrices pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566736723002364.

* Com informações do CDMF.

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“Isso influencia nossas ideias sobre a água em Marte em geral e, portanto, nossa busca por vida no planeta”, disse o líder da pesquisa, Lonneke Roelofs, em um comunicado.

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Entenda o contexto da vida em Marte

Marte é vizinho da Terra e, assim como o globo terrestre, também é rochoso. Além disso, o planeta vermelho está na “zona verde” do Sistema Solar.

Isso significa que ele se localiza em uma faixa longe o suficiente do Sol para que exista água no estado líquido em sua composição — um requisito para que haja vida em Marte.

Antes, cientistas pensavam que os canais formados na superfície de Marte, também conhecidos como ravinas, marcavam o fluxo de água que um dia pode ter passado por ali. Mas não é isso que mostra a nova pesquisa.

O que diz o novo estudo

Usando informações coletadas por espaçonaves como a MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA, os cientistas concluíram que as ravinas são resultado da evaporação do gelo de dióxido de carbono.

Em geral, a atmosfera de Marte tem em sua composição 95% de CO2. Durante o inverno, com a queda de temperatura no planeta para até menos que -120°C, esse gás passa do estado gasoso direto para o gelo.

Dessa forma, pula a fase líquida. Depois, quando Marte volta a se aquecer em meados da primavera, o gelo de dióxido de carbono pode voltar a uma forma gasosa diretamente mais uma vez.

Contudo, devido à baixa pressão atmosférica, esse processo é particularmente violento no planeta vermelho: ele causa explosões. Para testar como isso acontece, Roelofs e seus colegas simularam as condições de Marte no laboratório e observaram a sublimação do gelo de CO2.

“A pressão de gás criada empurra os grãos de sedimento para longe, causando o fluxo do material. Semelhante aos fluxos de detritos em áreas montanhosas na Terra. Esses fluxos podem remodelar a paisagem marciana �?mesmo na ausência de água”, explica Roelofs.

De acordo com o cientista, isso “empurra a presença de água em Marte ainda mais para o passado. Tornando a chance de vida em Marte menor”.

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Os cientistas utilizaram dados coletados pelo agora aposentado Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha (Sofia, na sigla em inglês).

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Observações feitas pelo instrumento Faint Object InfraRed Camera (Forcast) do Sofia mostraram que dois asteroides �?chamados Iris e Massalia �?exibem um comprimento de onda específico de luz. Nesse sentido, esse comprimento indica a presença de moléculas de água em sua superfície.

“Os asteroides são restos do processo de formação planetária. Portanto, suas composições variam dependendo de onde se formaram na nebulosa solar�? disse em um comunicado a principal autora do estudo, Anicia Arredondo.

“Dessa forma, de particular interesse é a distribuição de água nos asteroides. Porque isso pode esclarecer como a água foi entregue à Terra”, completou a cientista.

Importância da descoberta

Massalia é um grande asteroide do cinturão principal. Foi descoberto por Annibale de Gasparis em 19 de setembro de 1852. Assim, Massalia possui um diâmetro médio de 145 km, e orbita o Sol a uma distância média de 2,0671 UA (cerca de 150 milhões de quilômetros).

Já Íris tem uma superfície é muito refletiva (brilhante) e a sua composição é de uma mistura de níquel e ferro com silicatos de ferro e magnésio. Além disso, a Íris foi descoberto a 13 de Agosto de 1847 por John Russell Hind do Reino Unido. O nome provém da deus grega Íris, irmã das Harpias.

De acordo com a pesquisa, a descoberta de água em asteroides do Sistema Solar interno é importante pois aumenta a probabilidade de encontrar água em outros planetas e luas. Assim, expandindo as possibilidades para a busca por vida extraterrestre

Assim, segundo os pesquisadores, compreender a localização dos asteroides e as suas composições nos diz como os materiais foram distribuídos e evoluíram desde a sua formação. O estudo descrevendo as descobertas foi publicado no Planetary Science Journal neste mês.

A pesquisa se baseou na descoberta de água na superfície da Lua iluminada pelo Sol. Em 2020, uma pesquisa usou os dados do Sofia para detectar moléculas de água numa das maiores crateras do hemisfério sul da Lua.

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A pesquisa inédita analisa os efeitos das mudanças climáticas na disponibilidade de água no Brasil. Os resultados indicam uma tendência de redução generalizada na disponibilidade hídrica para quase todo o país.

Segundo a pesquisa, essas mudanças impactam não apenas áreas urbanas. Mas também regiões cruciais para a produção agrícola, como a bacia do rio São Francisco.

Onde a falta de água será pior

De acordo com o estudo, as regiões hidrográficas do Norte, Nordeste, Centro-Oeste e parte do Sudeste são as mais afetadas, com uma queda prevista na disponibilidade hídrica.

Essa redução pode resultar no aumento de trechos de rios intermitentes, especialmente no Nordeste, afetando setores-chave como geração hidrelétrica, agricultura e abastecimento de água nas cidades dessas áreas.

Mapa mostra redução na disponibilidade hídrica até 2040. Imagem: ANA/Reprodução

Enquanto isso, a região Sul apresenta uma tendência oposta, com um possível aumento de até 5% na disponibilidade hídrica até 2040.

No entanto, essa melhoria vem acompanhada de maior imprevisibilidade climática, com aumento da frequência de cheias e inundações, desafiando a infraestrutura e a gestão de recursos hídricos da região.

Entenda a situação por região

Centro-Oeste: A região enfrenta incertezas devido à divergência entre os modelos climáticos. Tornando crucial a avaliação de medidas para lidar com possíveis cenários de escassez hídrica. A região é estratégica, concentrando importantes nascentes de rios e áreas agrícolas significativas.

Nordeste: O estudo alerta para a redução das vazões dos rios e volumes médios de chuvas, indicando a necessidade de medidas de convívio com períodos de seca mais severos e prolongados, especialmente no Semiárido e na faixa litorânea.

Norte: A região, que abriga parte significativa da Amazônia, enfrenta a perspectiva de secas mais frequentes e intensas. O estudo destaca a necessidade de gestão da demanda hídrica e infraestrutura para comunidades isoladas que dependem da navegação em rios.

Sudeste: A maior população e grandes centros urbanos, como São Paulo e Rio de Janeiro, enfrentam a tendência de redução nas vazões, exigindo estratégias de adaptação, eficiência no uso de recursos hídricos e expansão da infraestrutura.

Sul: A região, apesar de apresentar aumento na disponibilidade hídrica, enfrenta desafios com a imprevisibilidade climática, demandando medidas de preparação para eventos extremos.

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Dessa forma, a perda de água das reservas subterrâneas é alarmante. A redução do recurso tem implicações no cotidiano da população mundial, de forma que pode dificultar o acesso à água doce para beber. 

Além disso, também pode prejudicar a irrigação de plantações, o que influencia na produção de alimentos no mundo. A seca também pode ocasionar no afundamento de terras, gerando problemas ambientais.

Entenda o panorama

Para analisar a redução das reservas subterrâneas de água e também a velocidade com que elas estão reduzindo, os pesquisadores compilaram dados sobre os níveis de 1.693 sistemas aquíferos. Todos foram analisados do período de 2000 a 2022.

Contudo, os cientistas acessaram dados de 1980 a 2000 de apenas 542 deles. Assim, concluíram que a queda nos níveis das águas subterrâneas acelerou durante as duas primeiras décadas do século 21 em 30% dos aquíferos.

Quando analisaram a perda de água a partir dos anos 2000, os pesquisadores notaram que 617 locais tiveram quedas no nível do recurso de mais de 0,1 metros a cada ano. Isso totaliza 36% dos aquíferos analisados em um rápido declínio anual.

De acordo com os dados da pesquisa, o Aquífero Ascoy-Soplamo, na Espanha, por exemplo, foi o que perdeu água mais rápido entre aqueles estudados. Na média, as reservas do local caíram cerca de 2,95 metros por ano.

O problema também afeta o Brasil, como pode ser visto no mapa abaixo:

O cinza escuro representa os sistemas de aquíferos em que os níveis de água subterrânea foram relativamente estáveis. Amarelo, laranja e vermelho representam sistemas aquíferos em que os níveis de água subterrânea se tornaram mais profundos. O azul representa os sistemas aquíferos em que os níveis de água subterrânea se tornaram mais rasos. Cores mais escuras indicam taxas mais rápidas.

“Estes casos de declínio acelerado do nível das águas subterrâneas são duas vezes mais prevalentes do que o esperado diante de flutuações aleatórias na ausência de quaisquer tendências sistemáticas em qualquer período de tempo�? observaram os pesquisadores no estudo.

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A investigação indica que a crosta lunar, que remonta a mais de 4 bilhões de anos, era significativamente mais rica em água do que se pensava anteriormente.

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A pesquisa começou quando após a análise de uma amostra de rocha para um colecionador, que a identificou como um meteorito lunar. O artigo descrevendo a descoberta foi feita por Tara Hayden, da Universidade Western (Canadá).

Além disso, os pesquisadores perceberam que o exemplar continha uma peça-chave de dados sobre a água na Lua. Foi identificado, pela primeira vez, apatita no meteorito �?o mineral predominantemente composto por fosfato de cálcio.

A identificação de apatita, que tem voláteis em sua estrutura, forneceu uma janela direta para este período enigmático da história lunar.

Mar de magma na Lua

A apatita foi encontrada dentro dos “anortositos ferroanos” na amostra. Os anortositos ferroanos são as únicas rochas lunares conhecidas que se formaram diretamente a partir do mar de magma. Um oceano de rocha derretida que existiu na superfície da Lua entre 4,5 milhões e 4,3 milhões de anos atrás.

Isso indica que a água estava presente em estágios anteriores da Lua do que se pensava. “Isso nos permite juntar as peças de um estágio até então desconhecido da história lunar, revelando que a Lua primitiva era mais rica em água do que esperávamos”, disse Hayden ao portal Space.

“Os meteoritos lunares estão abrindo novos capítulos da evolução da Lua. E a melhorar o nosso conhecimento para além do que foi recolhido durante as missões Apollo�? explicou Hayden.

Com as próximas missões Artemis preparadas para coletar mais amostras, cientistas como Hayden estão esperançosos com os segredos adicionais que a Lua pode revelar.

“Compreender a história da água na crosta lunar mais antiga é crucial para melhorar a nossa compreensão da origem da água no Sistema Solar�? afirmou Mahesh Anand, professor de ciência planetária e exploração na Open University (Reino Unido) e orientadora do artigo.

Água escondida na superfície da Lua

Apesar da existência de água na Lua não ser algo novo para os cientistas, por outro lado, pouco se sabe sobre a origem e o comportamento do líquido.

Há teorias: os cientistas acreditam que a Lua estava completamente seca bilhões de anos atrás, mas foi atingida por um fluxo de partículas vindo do Sol que levou a formação de água na superfície.

Além disso, os cientistas acreditam que exista hoje cerca de 270 trilhões de quilos de água escondidos sob a superfície lunar. Assim, o reservatório seria suficiente para manter uma civilização no satélite, o que já está nos planos dos cientistas.

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Estudo divulgado no Chemical Engineering Journal descreve uma estratégia para produzir um material à base de óxido de zinco (ZnO) capaz de degradar a molécula de sertralina �?fármaco antidepressivo que, assim como outras drogas do tipo, tem sido identificado em águas superficiais de todo o mundo, sendo considerado um poluente emergente. Esse tipo de substância possui certas propriedades físico-químicas que dificultam sua remoção pelos métodos convencionais de tratamento da água.

A pesquisa recebeu apoio da FAPESP e envolveu pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) e das universidades Federal de Alfenas (Unifal) e Federal da Paraíba (UFPB). O CDMF é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

O grupo descreveu uma estratégia para produzir estruturas hierárquicas de óxido de zinco (ZnO) 3D capazes de promover a degradação fotocatalítica da sertralina com alta performance.

Aplicando o método hidrotérmico assistido por micro-ondas e o planejamento de experimentos, condições sintéticas otimizadas foram selecionadas para produzir fotocatalisadores de ZnO com estrutura 3D em apenas dez minutos. Para correlacionar as propriedades físico-químicas e fotocatalíticas dos materiais com as condições sintéticas investigadas, foi utilizada a análise de componentes principais (PCA), ainda pouco explorada em síntese de materiais.

Os resultados mostraram que o uso das ferramentas quimiométricas é de grande relevância para estudar sistemas sintéticos que geram significativas quantidades de dados experimentais.

Assim, identificadas as amostras com maior potencial para remediação ambiental, a atividade fotocatalítica do ZnO 3D mostrou alta performance para degradar um corante orgânico e o poluente emergente sertralina em águas naturais. Os resultados confirmaram que o ZnO 3D produzido é capaz de absorver a energia luminosa (luz ultravioleta dos tipos A e C) para promover eficientemente a foto-oxidação da água, produzindo espécies oxidantes responsáveis pela degradação dos contaminantes orgânicos.

Os resultados de aplicação, de reúso em até cinco ciclos e de toxicidade usando organismos vegetais confirmam que a atividade fotocatalítica se mantém elevada e que os materiais não exibem toxicidade associada para os organismos testados. Isso ocorre porque a estrutura cristalina, a morfologia e outras propriedades são mantidas mesmo após os cinco ciclos, evidenciando a estabilidade do fotocatalisador.

Segundo os autores, esses resultados mostraram-se competitivos em comparação a outros materiais presentes na literatura, permitindo que se investigue agora o desempenho do fotocatalisador em sistemas reais de tratamento de águas contaminadas.

Na avaliação de Ailton Moreira, pesquisador do CDMF e autor correspondente do artigo, um dos destaques do trabalho foi a escolha do contaminante emergente sertralina para os estudos de aplicação. Moreira aponta que o descarte inadequado de produtos farmacêuticos vem causando muitos problemas de contaminação ambiental e, no caso da sertralina, foram identificados poucos estudos com a proposta de tratamento por meio da fotocatálise heterogênea. O pesquisador destaca ainda que o tema é muito atual em razão dos riscos à saúde e ao meio ambiente trazidos pelos poluentes.

Em razão dos resultados, a perspectiva para o futuro próximo é testar o ZnO 3D para a degradação de outros poluentes emergentes isolados ou misturas que utilizem matrizes ainda mais complexas, como os efluentes de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) doméstico ou hospitalar. A equipe e outros pesquisadores planejam ampliar os estudos em uma ETE no município de Gavião Peixoto (SP).

O artigo Hierarchical structure of 3D ZnO experimentally designed to achieve high performance in the sertraline photocatalysis in natural waters pode ser lido em: //www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723049665?via%3Dihub.

* Com informações do CDMF, um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão da FAPESP.

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E não era uma alteração pequena, que passaria despercebida. Muitas vezes, o excesso de evaporação foi significativo, dobrando ou triplicando a taxa máxima segundo a teoria.

Agora, após a realização de uma série de novos experimentos e simulações, uma equipe de pesquisadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) chegou a uma conclusão surpreendente: a luz pode causar a evaporação da água diretamente, sem necessidade de energia térmica.

As descobertas foram publicadas esta semana em um artigo na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

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Entenda a pesquisa

Frente à evaporação incomum, os pesquisadores passaram a suspeitar que os fótons de luz estavam soltando aglomerados de moléculas da superfície da água. Em laboratório, eles monitoraram a superfície de um hidrogel, que é um material parecido com gelatina, composto basicamente por água.

Então, esse hidrogel foi submetido a diferentes cores de luz em sequência, com comprimentos de onda controlados. Assim, os pesquisadores puderam medir sua resposta à luz solar simulada.

“Testamos sob o nosso simulador solar e funcionou”, afirmou Gang Chen, autor do estudo. De modo geral, os resultados confirmaram a taxa de evaporação excepcionalmente alta.

Por fim, eles descobriram que o efeito variava com a cor e atingia um pico em um comprimento de onda específico de luz verde. De acordo com o que os cientistas escreveram no artigo, a dependência de cor não tem relação com o calor. 

Portanto, apoia a ideia de que é a própria luz que está causando pelo menos parte da evaporação.

Contudo, o efeito só ocorre na camada de fronteira entre a água e o ar, ou seja, na superfície do material de hidrogel utilizado. Na prática cotidiana, isso significa que a luz pode auxiliar na evaporação de água na superfície do mar, de gotículas em nuvens ou neblina.

O avanço da ciência

“Embora a água em si não absorva muita luz, e o próprio material de hidrogel também não o faça, quando os dois se combinam, eles se tornam absorvedores eficientes”, disse Chen. Após descobrirem isso, os pesquisadores passaram a trabalhar em como aplicar esse efeito às necessidades do mundo real.

Por exemplo, uma das aplicações do “efeito fotomolecular” é na melhoria da eficiência dos sistemas de dessalinização da água. Chen acredita que é possível aumentar o limite de água produzida neste processo em até três ou quatro vezes. 

“Isso poderia potencialmente levar a uma dessalinização barata”, afirmou o pesquisador.

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Pesquisadores vinculados ao Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) descreveram no Journal of Molecular Liquids o desenvolvimento de um sensor capaz de detectar o antibiótico metronidazol, usado na medicina humana e veterinária, no organismo ou em amostras ambientais.

O acúmulo dessa substância no corpo ou em alimentos, por exemplo, pode resultar em diferentes problemas para a saúde, o que torna necessário monitorar a concentração do composto.

O dispositivo foi testado em amostras de água, onde apresentou boa sensibilidade e facilidade de manuseio (imagem: divulgação)

O sensor desenvolvido combina o uso de nanopartículas magnéticas e polímeros fluorescentes com impressão molecular. O dispositivo foi testado em amostras de água, onde apresentou boa sensibilidade e vantagens práticas, incluindo possibilidade de análise em tempo real e facilidade de manuseio.

O CDMF é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Assinam o estudo Luiz Fernando Gorup, Laís Mendes Alvarenga, Cristiane dos Reis Feliciano, Bruno Giordano Alvarenga, Hauster Maximiler Campos de Paula, Yara Luiza Coelho, Luís Henrique Mendes da Silva, Mariane Gonçalves Santos e Luciano Sindra Virtuoso.

O artigo Preparation of a composite sensor based on a fluorescent and magnetic molecular imprint polymer for metronidazole extraction–detection pode ser encontrado em: //authors.elsevier.com/c/1hm7Tc8qpaWLQ.

* Com informações do CDMF, um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão da FAPESP.

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Em geral, compreender as concentrações e distribuições de água na Lua é fundamental para entender sua formação e evolução. Nas missões espaciais, a água também é essencial para fornecer recursos hídricos para futuras explorações humanas. 

Além disso, a nova descoberta também pode ajudar a explicar a origem do gelo de água previamente descoberto nas regiões permanentemente sombreadas da Lua.

Entenda o contexto

Devido ao magnetismo da Terra, há um campo de força que cerca o planeta, chamado magnetosfera. Ela protege o planeta de interferências espaciais e da radiação prejudicial do Sol. 

Ainda assim, o vento solar empurra essa magnetosfera, o que a remodela, formando uma longa cauda no lado noturno da Terra. Dentro dessa cauda forma-se uma região composta por elétrons e íons de alta energia. 

Esses elementos podem ser provenientes tanto da própria Terra quanto do vento solar.

Estudos anteriores consideravam que o vento solar bombardeava a superfície lunar com partículas de alta energia, como prótons. Até agora, esse era o principal entendimento de como a água se formou na Lua.

As novas descobertas

No entanto, analisando os dados coletados pelo instrumento Moon Mineralogy Mapper, a bordo da missão indiana Chandrayaan 1, os pesquisadores descobriram que há também uma relação com o plasma terrestre.

Eles avaliaram as mudanças na formação de água à medida que a Lua atravessava a cauda magnética da Terra, o que inclui o plasma.

“Quando a Lua está fora da cauda magnética, a superfície lunar é bombardeada pelo vento solar”, explicou ao Science Daily o autor do estudo, Shuai Li. “Dentro da cauda magnética, quase não há prótons do vento solar e esperava-se que a formação de água caísse para quase zero”, completou.

Surpreendentemente, a pesquisa descobriu que a formação de água é quase idêntica nos dois períodos: tanto pela influência dos ventos solares quanto pela cauda magnética da Terra. 

“Isso indica que, na cauda magnética, pode haver processos adicionais de formação ou novas fontes de água que não estão diretamente relacionados com a implantação de prótons do vento solar. Em particular, a radiação por elétrons de alta energia exibe efeitos semelhantes aos prótons do vento solar”, afirmou Li.

Agora, Li pretende trabalhar em uma missão lunar por meio dos programas Artemis, da NASA. A ideia é, por exemplo, monitorar o ambiente de plasma e o conteúdo de água na superfície polar lunar em diferentes fases da Lua.

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