Barragem das Três Gargantas altera ligeiramente a rotação da Terra, diz a NASA

Construída para dominar um rio perigoso e alimentar uma economia em rápida expansão, a Barragem das Três Gargantas é tão colossal que, segundo cientistas da NASA, altera ligeiramente a rotação da Terra. O efeito é minúsculo, quase cómico, mas demonstra que a engenharia humana já consegue produzir impactos mensuráveis à escala planetária.

A mega-barragem que altera o tempo numa fracção

A Barragem das Três Gargantas atravessa o rio Yangtzé, na província chinesa de Hubei. Continua a ser a maior barragem hidroeléctrica do mundo em capacidade instalada e figura entre os projectos de infra-estruturas mais ambiciosos alguma vez realizados.

As obras arrancaram na década de 1990 e decorreram por fases até cerca de 2012. Aldeias e cidades inteiras ficaram submersas, milhões de pessoas foram reassentadas e formou-se, a montante da barragem, um lago artificial com centenas de quilómetros de extensão.

As autoridades chinesas avançaram com o projecto por três motivos principais: produzir a electricidade de que o país necessitava, reduzir as cheias mortais a jusante e afirmar a força industrial e política nacional. Visto do espaço, o reservatório é uma cicatriz azul inconfundível desenhada no continente.

“O enorme volume de água retido pela Barragem das Três Gargantas é suficiente para afectar subtilmente a forma como a Terra gira sobre o seu eixo.”

De quanta água estamos a falar?

Quando está cheio, o reservatório das Três Gargantas pode armazenar cerca de 40 km³ de água. Isto corresponde aproximadamente a 38 mil milhões de m³, ou a água suficiente para encher milhões de piscinas olímpicas.

Esta massa de água não está simplesmente acumulada num ponto qualquer. Encontra-se a uma altitude superior àquela em que estaria naturalmente, contida por betão e pela gravidade. Em termos físicos, isto significa que uma quantidade gigantesca de massa foi deslocada relativamente ao centro da Terra.

• Localização: rio Yangtzé, província de Hubei, centro da China
• Volume do reservatório (cheio): ~40 km³ de água
• Período de construção: aproximadamente 18 anos, em várias fases
• Percentagem da procura de electricidade da China: cerca de 3%, em vez dos 10% inicialmente prometidos

Esta deslocação de massa é a peça central da aparente estranheza de uma barragem poder modificar a duração de um dia.

O veredicto da NASA: a duração do dia na Terra muda mesmo

Há muito que investigadores da NASA estudam a forma como os movimentos de massa, à superfície e no interior da Terra, influenciam a rotação do planeta. Em 2005, salientaram que acontecimentos de grande dimensão - desde mega-sismos até ao enchimento de reservatórios - deixam marcas ténues na maneira como o nosso planeta gira.

O sismo e tsunami do oceano Índico, em 2004, constituíram um exemplo particularmente dramático. A ocorrência teve força suficiente para alterar ligeiramente a distribuição de massa na crosta e no manto terrestres.

“Os cálculos da NASA indicam que o sismo de 2004 encurtou a duração do dia em cerca de 2,68 microssegundos, ao deslocar a massa interna da Terra.”

Se uma deslocação tectónica súbita consegue acelerar a rotação terrestre, um reservatório de água gigantesco pode causar o efeito contrário. Ao transferir uma enorme quantidade de água para mais longe do centro de rotação da Terra, uma barragem como a das Três Gargantas aumenta ligeiramente o momento de inércia do planeta. Em termos simples, é como se um “patinador em rotação” abrisse um pouco mais os braços.

A analogia da patinadora no gelo

Imagine uma patinadora artística a rodopiar com os braços junto ao corpo. Quando estende os braços, a sua rotação abranda. A mesma lei da física aplica-se à Terra.

A Terra não é uma esfera totalmente rígida. Comporta-se mais como um pião complexo, composto por rocha, metal, água e ar. Quando grandes massas se deslocam - pelo degelo das calotes polares, pela extracção de águas subterrâneas ou pelo enchimento de reservatórios gigantescos - o equilíbrio desse pião é alterado.

Segundo cálculos associados à NASA, o enchimento do reservatório das Três Gargantas teria os seguintes efeitos:

Um microssegundo equivale a um milionésimo de segundo. Assim, 0,06 microssegundos correspondem a 0,00000006 segundos. Ninguém dará por isso ao pequeno-almoço, mas a alteração pode ser medida com instrumentos geofísicos modernos.

Projectos humanos que dão um pequeno impulso a um planeta

A Barragem das Três Gargantas não é um caso isolado. Em teoria, qualquer grande infra-estrutura que desloque volumes imensos de água ou rocha afecta a rotação terrestre.

O cientista da NASA Benjamin Fong Chao resumiu esta ideia ao afirmar que todos os acontecimentos globais que envolvem deslocação de massa contam, desde padrões meteorológicos sazonais até algo tão banal como conduzir um automóvel. A maioria destas variações é tão diminuta que só pode ser identificada através de medições precisas por satélite e de observações prolongadas.

“A actividade humana chegou a uma fase em que os nossos maiores projectos entram nas mesmas equações que os sismos, as calotes de gelo e as correntes oceânicas.”

Ainda assim, nem todas as fontes de alteração têm o mesmo peso. Ao longo das escalas de tempo geológicas, os fenómenos tectónicos e a lenta reorganização do gelo, dos oceanos e dos continentes continuam a ser os factores predominantes.

Alterações climáticas e massas em movimento

As alterações climáticas acrescentam outra dimensão à questão. À medida que as calotes de gelo da Gronelândia e da Antárctida derretem e mais água chega aos oceanos, a massa é redistribuída das altas latitudes para os oceanos e latitudes inferiores. Isso também pode ajustar a rotação da Terra e até deslocar ligeiramente a posição do eixo de rotação.

Estes movimentos subtis já são acompanhados por satélites que monitorizam alterações no campo gravitacional terrestre. Os dados ajudam os cientistas a perceber a velocidade a que o gelo está a derreter e para onde a água se desloca no planeta.

Um dia mais longo muda alguma coisa para nós?

Um acréscimo diário de 0,06 microssegundos pode parecer dramático quando associado a uma barragem gigantesca e a uma manchete, mas, na vida quotidiana, o efeito prático é essencialmente nulo.

Os relógios atómicos, que definem os padrões oficiais de tempo, têm precisão suficiente para detectar variações desta dimensão. Os responsáveis pela medição do tempo já fazem ajustamentos periódicos, como os segundos intercalares, para manter os relógios alinhados com a rotação ligeiramente irregular do planeta. Estas correcções resultam de um conjunto de influências: marés, interacções entre o núcleo e o manto, ventos atmosféricos, correntes oceânicas e, de forma marginal, grandes reservatórios.

É em áreas que exigem precisão extrema - como a navegação por satélite, a observação da Terra e as comunicações no espaço profundo - que estes números assumem importância. Ao calcular trajectórias de naves espaciais ou comparar décadas de dados climáticos, engenheiros e cientistas têm de considerar pequenas mudanças na rotação.

O “momento de inércia” explicado de forma simples

Um conceito útil neste contexto é o “momento de inércia”. Descreve a dificuldade de alterar a rotação de um objecto. Quanto mais afastada estiver a massa do centro, maior é o momento de inércia e mais difícil se torna acelerar essa rotação.

Ao elevar biliões de litros de água e distribuí-los por um reservatório extenso, o projecto das Três Gargantas aumenta ligeiramente o momento de inércia da Terra. A velocidade de rotação diminui apenas o suficiente para acrescentar essa fracção de microssegundo ao dia.

Os engenheiros já lidam com este princípio em escalas menores, por exemplo no desenvolvimento de turbinas eólicas, maquinaria rotativa ou até equipamento desportivo, situações em que a distribuição do peso condiciona o desempenho e a estabilidade.

Um vislumbre da futura engenharia à escala planetária

A história da Barragem das Três Gargantas e da rotação terrestre antecipa debates mais amplos que poderão intensificar-se neste século. À medida que as sociedades recorrem a barragens cada vez maiores, ilhas artificiais, cidades subterrâneas e defesas costeiras, a nossa marca física no planeta continuará a expandir-se.

Por si só, esta mega-barragem chinesa não ameaça a estabilidade da Terra nem transforma radicalmente a medição do tempo. O seu impacto na rotação é uma curiosidade científica, não um desastre iminente. Ainda assim, evidencia quão estreitamente as decisões humanas estão ligadas a sistemas planetários que antes pareciam intocáveis.

Projectos futuros - desde enormes sistemas de armazenamento hidroeléctrico por bombagem até ideias de geoengenharia que redistribuem água ou reflectem a luz solar - levantarão questões semelhantes. Os cientistas precisarão de modelos claros e o público necessitará de linguagem clara para ponderar benefícios, como energia limpa ou controlo de cheias, face a efeitos secundários subtis e de longo prazo.

Neste sentido, a Barragem das Três Gargantas é mais do que uma central eléctrica. É um estudo de caso sobre como as ambições de infra-estrutura de uma nação podem ser acompanhadas até à rotação de um planeta inteiro, até aos últimos 0,06 microssegundos de um dia.