Características da Terra

Desde seu surgimento, e sobretudo nas primeiras civilizações, o ser humano observa o céu e nele busca conhecimentos para entender seu lugar no Universo. Por isso, pode-se dizer que a Astronomia, que estuda os astros e seus movi mentos, é uma das ciências mais antigas de que se tem registro.

O conhecimento dos astros e de seus movimentos, especialmente os do Sol e da Lua, ajudou as sociedades a entender os ciclos da natureza e a utilizar esse conhecimento em sua relação com o ambiente.

Características da Terra

A Terra é um planeta rochoso, que tem a forma de uma esfera ligeiramente achatada nos polos. Isso significa que, se medirmos seu diâmetro de polo a polo, teremos um valor menor do que seu diâmetro no equador.

No entanto, a diferença entre os diâmetros é tão pequena − cerca de 42 quilômetros, sendo que os diâmetros chegam a quase de 13 mil quilômetros − que não percebemos o achatamento da Terra nas imagens dela obtidas do espaço.

polo norte

 diâmetro polar 12 714 km

polo sul                                          diâmetro equatorial 12 756 km

A distância entre a Terra e o Sol permite uma combinação ideal para a existência de vida tal como a conhecemos: quantidade de luz e temperatura na medida certa para que a água exista na forma líquida.

Por isso, em nosso planeta, podemos encontrar água em abundância, sobretudo na forma líquida. Cerca de três quartos da superfície do planeta são cobertos por água líquida, que pode ser encontrada nos oceanos, rios, lagos e aquíferos.

Imagem da Terra vista do espaço obtida pela composição de várias fotografias de satélite. Montagem divulgada em abril de 2014 pela Nasa.

O satélite natural da Terra

A Lua é o corpo celeste que está mais próximo da Terra. Ela gira ao redor do nosso planeta a uma distância de, aproximadamente, 34 mil quilômetros, constituindo, assim, o único satélite natural da órbita terrestre. Ao mesmo tempo que gira em torno da Terra, a Lua também gira ao redor de si mesma.

Por não emitir luz própria, a luminosidade da Lua que observamos da Terra é consequência do reflexo da luz do Sol em sua superfície.

Em noite de lua cheia, quando o disco lunar está inteiramente visível no céu, é possível, usando um binóculo, observar as imensas crateras formadas pela queda de asteroides e meteoroides na superfície lunar.

Imagem da Lua obtida de dados da Nasa, fornecidos pela sonda Lunar Reconnaissance Orbiter, em 2021.

O formato da Terra

Antes das viagens espaciais, que permitiram observar diretamente a Terra do espaço, foram elaboradas muitas hipóteses acerca de seu formato. As explicações sobre o formato da Terra misturavam-se, muitas vezes, com os mitos de criação dos povos.

Em geral, ao observar o horizonte terrestre sem o uso de instrumentos, não conseguimos constatar nenhuma curvatura. Se estivermos em um local plano, enxergamos apenas uma linha reta. Por isso, alguns modelos da Antiguidade partiram dos dados imediatos da experiência e se basearam na hipótese de que a Terra seria um disco plano.

Ao longo da história, no entanto, outras evidências diretas e indiretas da esfericidade do planeta foram sendo observadas, de modo que os modelos que não consideravam a curvatura do planeta não puderam ser sustentados.

Gradualmente, foram substituídos por modelos mais completos, que explicavam melhor uma série de fenômenos relacionados à Terra.

Na cultura babilônica, acreditava-se que o mundo tinha a forma de um disco que flutuava no oceano. Imagi Mundi, mapa-múndi da civilização babilônica, século VI a.C.

Estrelas que só podem ser vistas de um hemisfério 

Desde a Antiguidade, o ser humano percebeu que poderia utilizar as constelações para se orientar. No hemisfério sul, é comum utilizar para orientação a constelação do Cruzeiro do Sul, por ela ser facilmente identificável no céu noturno. Constituída de quatro estrelas que descrevem uma cruz imaginária no céu, a constelação do Cruzeiro do Sul pode ser observada apenas do hemisfério sul e de regiões do hemisfério norte próximas à linha do equador. 

No hemisfério norte, costuma-se utilizar para orientação a estrela Polaris. Conhecida também como Estrela Polar, ela parece estar fixa no céu noturno, pois situa-se, aproximadamente, sobre o polo norte. A es trela Polaris pode ser observada apenas do hemisfério norte.

Diferentes posições aparentes das estrelas 

A curvatura da Terra também faz que observadores em regiões diferentes do mesmo hemisfério observem a mesma constelação em regiões diferentes do céu noturno. Um observador em Porto Alegre (RS), por exemplo, observa o Cruzeiro do Sul em uma região mais alta no céu do que um observador em Macapá (AP), que está próxima à linha do equador.

Sombra da Terra na Lua Outra evidência decorrente da observação do céu noturno é o aspecto do eclipse lunar. Durante esse fenômeno, o Sol, a Terra e a Lua ficam alinhados, e a Lua fica na região de sombra projetada pela Terra. 

Na Grécia antiga, Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.) observou que a sombra projetada pela Terra sobre a Lua durante um eclipse lunar sempre tinha formato aproximadamente circular. Essa observação levou-o a considerar que a Terra poderia ser esférica.

Sombra da Terra projetada na Lua durante eclipse lunar, em julho de 2018.

Evidências cientificas do formatos da Terra 

Apesar de não conseguirmos observar a curvatura da Terra no horizonte, podemos verificá-la quando um navio se afasta da costa. Para um observador na costa, o navio não só fica cada vez menor devido ao distanciamento como também parece “afundar” à medida que se afasta: a primeira parte a desaparecer da visão do observador é o casco do navio (parte inferior), e a última, o mastro (parte superior). Se a superfície da Terra não fosse curva, o observador veria o navio cada vez menor, mas sempre inteiro, até ele desaparecer de seu campo de visão.

Algumas dessas ideias sobre a forma da Terra foram aproveitadas pela literatura, como no livro A cor da magia (1983), do escritor inglês Terry Pratchett (1948-2015). Esse é o primeiro livro de uma série chama da Discworld (Planeta Disco, em tradução livre para o português) sobre aventuras em um planeta plano. No livro, esse mundo em forma de disco está posicionado nas costas de quatro elefantes que se equilibram sobre uma tartaruga gigante. 

É justamente até a tartaruga que os aventureiros querem chegar. Não foi somente na Índia de muitos séculos atrás que coexistiram crenças de uma Terra plana ou redonda; o mesmo ocorreu na Grécia por determinado tempo. No século VI a.C., por exemplo, algumas pessoas defendiam um formato plano, outras um formato redondo. 

Com o passar do tempo, o modelo esférico foi tendo cada vez mais prestígio e o modelo plano foi sendo abandonado. Foi justamente na Grécia antiga que um pensador chamado Eratóstenes (276 a.C.-194 a.C.) obteve uma importante medida que serve de evidência para nossa investigação sobre o formato da Terra. 

Se o Sol estiver exatamente em cima de uma vareta vertical, ela não produzirá sombra. Essa posição do Sol é conhecida como “sol a pino”. Na época de Eratóstenes, muitas observações dos astros do céu já haviam sido feitas e era possível saber, com exatidão, o dia e o horário em que ocorreria o fenômeno do sol a pino em algumas localidades. Essas previsões podiam ser encontradas em bibliotecas, como a da cidade de Alexandria, uma das maiores e mais importantes bibliotecas do mundo na Antiguidade, fundada no início do século II a.C., no Egito. 

Ao pesquisar nos registros daquela biblioteca, Eratóstenes encontrou dados sobre o dia e o horário em que uma vareta não produziria sombra na cidade de Siena (atual Assuan, no Egito), no início do verão. Entretanto, naquela mesma data e naquele mesmo horário, o sol não estaria a pino em Alexandria. Então, ele cravou uma vareta sob o sol e mediu, para esse mesmo dia e horário, o comprimento da sombra da vareta em Alexandria. Caso a Terra fosse plana, não deveria haver diferença entre a sombra das varetas em Alexandria e em Assuan, mas a diferença existia. Se alguém repetir essa medida atualmente, fará a mesma observação que Eratóstenes. Essa é mais uma evidência a favor da curvatura da Terra.

Circum-navegação

Essa pesquisa nos leva a vários nomes, como o do português Fernão de Magalhães (1480-1521). Ele viveu na época das Grandes Navegações, em que Portugal e Espanha buscavam novas rotas comerciais para o Oriente, em especial para a Índia. Além das rotas pretendidas, as expedições levaram os viajantes a terras antes desconhecidas pelos europeus, como a América. 

Esquema de uma bola esférica e de um disco de vinil plano. Se a Terra for redonda como uma bola, navegar sempre na mesma direção contornaria o planeta. Mas, se a Terra for plana como um disco, em algum momento se chegaria ao limite; então, como seria esse fim?

Em 1519, a expedição comandada por Magalhães saiu da Espanha e seguiu sempre para oeste. Em 1521, ele morreu em uma batalha nas Filipinas, e seu lugar na expedição foi assumido pelo espanhol Juan Sebastián Elcano (1476-1526). Quase três anos depois, Elcano conseguiu retornar à Espanha. 

Magalhães e Elcano não chegaram ao fim da Terra, em um abismo no oceano, em um grande paredão de montanhas ou em qualquer outro obstáculo que os impedisse de continuar viajando sempre na mesma direção. O que fizeram foi completar uma volta inteira ao redor do planeta, outra evidência de que o modelo de Terra arredondada é mais adequado em comparação com o modelo de Terra plana.

Esses navegadores foram os primeiros a dar a volta ao mundo, o que chamamos de circum-navegação. Muitos outros homens e mulheres também fizeram viagens assim e, hoje, existem até competições de velocidade para circum-navegar o planeta.

Um brasileiro que deu uma volta completa navegando ao redor do mundo foi Amyr Klink (1955-). Em 1998, a bordo do veleiro Paratii, ele utilizou uma rota bem mais curta que a da expedição Magalhães-Elcano. Sua ideia foi navegar no entorno da Antártida, no polo sul. É uma travessia difícil por causa das correntezas e do frio, mas Klynk a completou após somente 88 dias. Em 2003, ele repetiu a façanha, em uma nova embarcação e com uma tripulação de cinco pessoas. Nessa segunda vez, completou a volta em 76 dias.

Modelos geocêntrico e heliocêntrico

Além de criar hipóteses sobre o formato da Terra, os povos da Antiguidade, ao observarem o céu com atenção, também começaram a elaborar teorias a respeito da posição e do movimento dos astros, inclusive do planeta em que vivemos. Desde aquela época, dois modelos que tentavam explicar a relação da Terra com os outros corpos celestes se destacaram: o geocêntrico e o heliocêntrico.

Modelo geocêntrico 

O filósofo grego Aristóteles adotou a hipótese de que a Terra estaria no centro do Universo, com a Lua, o Sol, os planetas e os demais astros girando ao seu redor. Essa tentativa de explicar o movimento dos astros no céu foi chamada modelo geocêntrico (em grego, geo = “terra”, que significava a Terra como centro). 

O sistema filosófico-científico aristotélico era bastante completo e propunha explicações tanto para o movimento dos astros no céu como para o movimento dos objetos na Terra. No século II, o matemático e astrônomo Ptolomeu (cerca de 100 d.C.-170 d.C.) desenvolveu uma base matemática complexa e aperfeiçoou esse modelo, que foi amplamente aceito até o século XV.

Representação do modelo geocêntrico proposto por Aristóteles. A imagem é a reprodução da gravura que integra o Harmonia Macrocósmica, grande atlas estelar publicado em 1660 e elaborado por Andreas Cellarius (1596-1665), matemático, cartógrafo e astrônomo holandês.

Modelo heliocêntrico

Aristarco de Samos (310 a.C.-230 a.C.), astrônomo grego, foi um dos primeiros a defender que a Terra girava em torno do Sol, e não o contrário. Esse modelo, chamado heliocêntrico (em grego, helios = “Sol”, o Sol como centro), propunha que o Sol estaria no centro do Uni verso e que os outros corpos celestes girariam em torno dele. 

Porém, com a hegemonia do modelo ptolomaico-aristotélico, que oferecia previsões muito precisas para a Astronomia da época, o heliocentrismo perdeu força e só veio a ser retomado na Europa no século XVI, durante o Renascimento. Um de seus primeiros defensores nesse período foi o polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), que publicou sua teoria em 1543, ano de sua morte, após décadas de estudo. Depois, o modelo foi defendido e aperfeiçoado por Galileu Galilei (1564-1642), por Johannes Kepler (1571-1630) e por Isaac Newton (1643-1727). 

Galileu, em especial, contribuiu para o avanço da Astronomia ao usar uma luneta para estudar o céu noturno. Além disso, ele publicou uma extensa defesa do modelo copernicano heliocêntrico, criticando, de maneira consistente, o modelo defendido por Aristóteles e seus seguidores.

Representação do modelo heliocêntrico defendido por Nicolau Copérnico. Esta gravura também faz parte do atlas Harmonia Macrocósmica.

Modelo atual do Universo 

Com o avanço das teorias físicas sobre a interação entre os corpos e o aperfeiçoamento de instrumentos de observação do céu, os cientistas constataram que o Sol pode ser considerado o centro apenas do Sistema Solar, e não do Universo. Para além do Sistema Solar, que não está no centro nem da galáxia da qual faz parte (a Via Láctea), os astrônomos estimam que há inúmeros outros sistemas solares e galáxias no Universo.

Galileu Galilei 

Nascido na Itália, na cidade de Pisa, em 1564, é reconhecido por sua atuação em diferentes áreas do conhecimento, entre elas, Matemática, Física e Astronomia. Galileu foi também um grande inventor. 

Em 1633, foi investigado pela Inquisição por suas observações astronômicas, que contrariavam a visão geocêntrica adotada pela Igreja católica. Durante seu julgamento, Galileu foi ameaçado e obrigado a negar suas descobertas e afirmações anteriores. 

Assim, ele es capou da morte, mas foi condenado à prisão domiciliar. Somente em 1992 o papa João Paulo II (1920-2005) reconheceu, em nome da Igreja católica, a importância do trabalho de Galileu para a ciência e a humanidade e pediu perdão pelos erros cometidos pela instituição no passado. Em 2009, declarado Ano Internacional da Astronomia, o Vaticano fez uma homenagem ao astrônomo.

Retrato do astrônomo Galileu Galilei. Pintura de Justus Sustermans (c. 1640). 

Luneta 

A luneta foi desenvolvida para a observação de objetos que estão a uma grande distância do observador. Sua estrutura é bastante simples: é com posta de um tubo com lentes que, em conjunto, fornecem a imagem ampliada. Galileu foi o primeiro cientista a utilizar uma luneta para observar o céu e os astros. Ele aperfeiçoou uma luneta desenvolvida pelo holandês Hans Lippershey (1570-1619) anos antes. Em 1610, fez observações da Lua e descreveu suas crateras.

Seis representações da Lua feitas por Galileu Galilei, em cerca de 1610, com base nas observações que realizou com a luneta.