Não foi sempre azul: como a cor do céu mudou 'dramaticamente' no planeta Terra

A maioria das pessoas acha que o céu azul é algo garantido. Mas essa cor já pode ter sido bem diferente ao longo da história da Terra, e cientistas dizem que ela pode mudar outra vez.

Existem dois fatores principais que fazem o céu parecer azul durante o dia, segundo Finn Burridge, divulgador científico do Observatório Real de Greenwich (Reino Unido).

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"O primeiro é o Sol", explica. "A luz solar normal é branca, o que significa que contém todas as cores do arco-íris: vermelhos, amarelos, verdes e azuis."

O segundo fator é a composição da atmosfera. O céu contém enormes quantidades de partículas minúsculas, como nitrogênio, além de oxigênio e vapor d'água, que espalham a luz em todas as direções, afirma Burridge.

A luz azul tem comprimento de onda menor do que a maioria das outras cores e é mais dispersada, preenchendo o céu com essa tonalidade.

Esse processo é conhecido como dispersão de Rayleigh, em referência a Lord Rayleigh (1842-1919), físico britânico que desenvolveu a teoria na década de 1870.

Ao nascer e ao pôr do Sol, a luz solar precisa atravessar uma porção muito maior da atmosfera, porque o Sol está mais baixo no horizonte.

A luz azul é então dispersada com tanta intensidade que é desviada para longe de nós. Restam os tons de vermelho e laranja, menos dispersados, que alcançam nossos olhos e produzem os céus que vemos.

Outros planetas

O céu azul brilhante da Terra é único no Sistema Solar, afirma Burridge, do Observatório Real de Greenwich.

Embora alguns planetas, como Júpiter, sejam considerados como tendo uma camada superior levemente azulada semelhante à da Terra, a tonalidade é muito menos intensa.

Por estar mais distante do Sol, Júpiter recebe apenas cerca de 4% da luz solar que chega à Terra. "Por isso, não se tem aquele azul forte e bonito que vemos aqui", explica Burridge.

Em outros planetas, o cenário é completamente diferente.

Marte tem uma atmosfera fina, o que faz com que a dispersão de Rayleigh ocorra de forma limitada. Em vez disso, as numerosas partículas de poeira, maiores do que o nitrogênio e o oxigênio presentes na atmosfera terrestre, espalham a luz de outra maneira.

Esse fenômeno é chamado de "espalhamento Mie" e resulta em um céu avermelhado ou amarelado, com pores de sol azulados.

O céu sempre foi azul?

O céu azul que conhecemos hoje é um fenômeno relativamente recente na longa história da Terra.

Embora não seja possível saber com certeza como era o céu no passado, cientistas estimam que sua cor pode ter variado conforme os gases presentes na atmosfera em cada período.

Quando a Terra se formou, há cerca de 4,5 bilhões de anos, a sua superfície era em grande parte composta por material fundido. À medida que o planeta esfriou, uma hipótese indica que a atmosfera primitiva era formada principalmente por gases liberados por erupções vulcânicas e outras atividades geológicas — como dióxido de carbono e nitrogênio, além de pequenas quantidades de metano, com pouquíssimo oxigênio presente.

Com o tempo, a vida surgiu na forma de bactérias ancestrais, que passaram a liberar grandes quantidades de metano na atmosfera. A luz solar que incidia sobre esse metano o transformava em compostos orgânicos mais complexos, formando névoas alaranjadas no céu, semelhantes à poluição atmosférica.

Uma mudança significativa ocorreu há cerca de 2,4 bilhões de anos, durante o chamado "Grande Evento da Oxidação", quando os organismos primitivos conhecidos como cianobactérias passaram a realizar fotossíntese, convertendo a luz solar em energia e liberando grandes quantidades de oxigênio.

O oxigênio começou a se acumular em níveis relevantes na atmosfera, eliminando gradualmente as névoas de metano. Com a consolidação de uma atmosfera semelhante à atual, o céu passou a apresentar a coloração azul observada hoje.

O céu permanecerá azul para sempre?

No curto prazo, o céu azul da Terra não deve desaparecer. Embora a poluição, os incêndios florestais, as erupções vulcânicas e as tempestades de poeira possam alterar temporariamente sua cor, esses efeitos são passageiros.

Após a grande erupção do vulcão Krakatoa, na Indonésia, em 1883, foram observados pores do Sol intensamente vermelhos e até pores do Sol esverdeados e Luas azuladas. O fenômeno foi atribuído a partículas como sulfatos e cinzas na atmosfera, que dispersam a luz de maneira diferente do habitual.

Claire Ryder, professora associada de meteorologia na Universidade de Reading (Reino Unido), afirma que o efeito geral dos aerossóis — partículas sólidas ou líquidas suspensas na atmosfera — depende do tamanho relativo das partículas.

"Costumamos observar efeitos de coloração muito intensos, especialmente ao pôr do sol, quando as partículas de aerossol têm tamanho semelhante entre si", diz, o que intensifica a dispersão de maneira uniforme.

"Quando há uma variedade de tamanhos, cada partícula interage de forma diferente com os comprimentos de onda da luz, produzindo uma mistura de cores", explica ela. Se esses efeitos ocorrem simultaneamente, podem resultar em uma "névoa esbranquiçada ou amarronzada". Isso pode acontecer em erupções vulcânicas, tempestades de poeira ou em situações de poluição atmosférica.

Segundo Ryder, é importante considerar como as mudanças climáticas podem afetar a cor do céu no futuro.

"Com o aumento da temperatura, haverá mais vapor d'água na atmosfera", afirma. "Isso pode fazer com que as partículas de aerossol se expandam com a umidade, aumentando a capacidade de dispersão da luz e o efeito de esbranquiçamento do céu."

"Por outro lado, se as emissões de poluentes diminuírem no futuro, o céu pode se tornar mais azul", observa Ryder.

Ainda assim, em escala astronômica, essas mudanças podem não ter grande relevância.

Em 1 bilhão de anos

Para que haja uma mudança duradoura na cor do céu, seria necessária uma alteração drástica na composição da atmosfera, afirma Burridge, do Observatório Real de Greenwich.

"Algo dessa magnitude não deve acontecer no curto prazo, a menos que tenhamos um azar extraordinário e sejamos atingidos por um enorme meteoro", diz Burridge. "Mas isso provavelmente não vai acontecer."

Ele estima que restam ao menos 1 bilhão de anos antes que o céu deixe de ser azul.

À medida que o Sol envelhece, sua luminosidade aumenta gradualmente. Em cerca de 1 bilhão de anos, ele deverá emitir aproximadamente 10% mais luz do que hoje, afirma Burridge.

"Isso vai aquecer a Terra, reduzir dióxido de carbono da atmosfera e, eventualmente, começar a evaporar os oceanos."

Segundo Burridge, esse processo pode liberar grandes quantidades de oxigênio na atmosfera, o que poderia até tornar o céu temporariamente mais azul.

Mas, depois que esse oxigênio desaparecer, o céu passaria a ter "uma atmosfera esbranquiçada, amarelada, muito quente, mais parecida com a de Vênus", diz Burridge.

Ainda mais adiante — em cerca de 5 bilhões de anos — o Sol começará a ficar sem combustível e se expandirá, transformando-se em uma gigante vermelha.

"À medida que a Terra se aproxima do fim de sua existência, o primeiro ingrediente se perde: a luz azul do Sol", afirma.

"Quando o Sol começar a morrer e se expandir nessa estrela enorme e extremamente vermelha, qualquer atmosfera que ainda reste na Terra terá um tom intensamente avermelhado."

"Não haverá vida para presenciar isso", diz Burridge. "Com sorte, os humanos já terão partido em busca de outro céu azul em algum outro lugar do universo."