Quais seriam os efeitos de curto prazo de uma Explosão de Raios Gama sobre a vida oceânica na Terra?

 

Se uma explosão de raios gama com origem próxima atingir a Terra, esta poderá ser extremamente prejudicial para o plâncton do oceano em profundidades que atingem até 75 metros, de acordo com o estudo de uma equipe de pesquisadores cubanos.
Seus resultados foram aceitos para publicação na revista de Astrofísica e Ciências Espaciais e o documento de seu trabalho está disponível no arXiv (Short-term effects of Gamma Ray Bursts on oceanic photosynthesis).

Estes importantes micro-organismos são responsáveis por 40% da fotossíntese produzida pelos oceanos, portanto a sua destruição poderia produzir um sério impacto sobre os níveis de dióxido de carbono na Terra.

As explosões de raios-gama (GRB ou Gamma-Ray-Burst, em inglês) são os eventos eletromagnéticos mais luminosos que ocorrem no Universo observável, levando a liberação descomunal de 1044 joules sob a forma de radiação de raios gama em um feixe luminoso concentrado que tem uma duração de alguns segundos. Há dois tipos conhecidos de GRBs: as explosões de longa duração e as de curta duração. O primeiro tipo é o mais comum, que é gerado no processo de colapso do núcleo de uma supernova. Até hoje, felizmente, todas as explosões de raios gama já detectadas ocorreram em galáxias distantes e jamais em nossa própria galáxia, a Via Láctea. Não obstante, alguns pesquisadores estimam que uma explosão de raios gama foi responsável pela extinção em massa do Ordoviciano-Siluriano, há 450 milhões de anos.

Considerando este cenário, um grupo de biólogos e físicos da Universidade Central de Las Villas, Santa Clara, Cuba, tem especulado sobre o que poderia acontecer se uma explosão de raios gama nas proximidades, em torno de 6.000 anos-luz de distância, golpear a Terra hoje. “Nosso desejo era o de vincular um fenômeno da astrofísica com a ciência ambiental, até agora é uma área pouco explorada. Queríamos entender como as explosões estelares poderiam afetar a evolução da vida na Terra”, disse o físico Rolando Cardenas .

 
Extraindo os elétrons

Na verdade, o perigo para a vida de plâncton nos oceanos não seriam diretamente os raios gama em si, mas os flashes da radiação ultravioleta causados pela interação dos raios gama com o ambiente atmosférico. No início, os primeiros raios de uma explosão extrairiam os elétrons das moléculas do ar. São estes elétrons livres excitariam outras moléculas, criando uma produção de energia UV. De acordo com Cárdenas, 1 a 10% da energia incidente de raios gama atinge o solo em forma de luz UV e tem o potencial de ser daninho para o plâncton. O resto vem sob a forma de luz visível ou infravermelho, que é menos perigosa para a vida.

Para investigar o efeito da radiação UV, a equipe considerou o albedo típico dos oceanos da Terra, para calcular o espectro de UV em diferentes profundidades. Eles também levaram em conta a qualidade ótica da água porque os oceanos em geral não são tão transparentes. Combinando esses fatores com outros concluíram que um flash de raios UV poderia penetrar até 75 metros dentro da água límpida, danificando uma enzima crucial para a fotossíntese e fazendo com que o plâncton destine a energia usada na fotossíntese para o reparo de DNA danificado.

 
Esta supressão da capacidade do plâncton em processar a fotossíntese poderia ter um efeito profundo sobre o clima da Terra. O dióxido de carbono é consumido em grandes quantidades pelo plâncton do oceano. Uma só espécie, o Prochlorococcus marinus, representa 20% de toda biosfera fotossintética. O plâncton é também o primeiro elo na cadeia alimentar no ambiente oceânico e sua morte nas mãos de uma explosão de raios gama levaria a um efeito dominó sobre os organismos que dele se alimentam. A cadeia alimentar sofreria em demasiado, provocando uma possível extinção em massa de várias espécies de animais marinhos.

GRB 020813 de 2002

Explosões de raios gama são eventos raros em galáxias ricas em metais?
No entanto, felizmente, as explosões de raios gama são raras em galáxias como a Via Láctea (veja a lista de canditadas a supernova próximas). “A explicação mais provável para isso é que a Via Láctea é muito rica em metais (em cosmologia os elementos mais pesados que o hélio são considerados metais) e as explosões de raios gama ocorrem com menor freqüência nos lugares que têm essas condições”, explica Andrew Levan, um pesquisador explosão de raios gama da Universidade de Warwick, no Reino Unido.

Apesar desta raridade, um golpe proveniente de uma explosão de raios gama na Terra não seria um exagero. “As explosões de raios gama, provavelmente, ocorrem em nossa galáxia uma vez a cada 10 milhões de anos”. Para afetar a Terra da explosão teria que estar alinhada com o planeta com a gente e não ocorrer demasiadamente longe.
De qualquer forma, é plausível que no passado, durante os 4,5 bilhões de anos da história da Terra, nosso planeta tenha ter sido afetado por erupções de raios gama próximas”, disse .