Setembro 2015 www.sciam.com.br
Outras espécies humanas habitaram o planeta, mas só a nossa o dominou. Uma nova hipótese explica por quê
Como
CONQUISTAMOS o PLANETA EXOPLANETAS
Astrônomos buscam imagens de novos gigantes fora do Sistema Solar
9 771676 979006
ISSN 1676-9791
00160
ANO 14 | no 160 | R$ 13,90 | Portugal € 4,90
EDUCAÇÃO
Estudos propõem avaliações que evitam ansiedade e prejuízos ao aprendizado
NEUROCIÊNCIA
Os ruídos do dia a dia podem gerar danos auditivos irreparáveis
N A C A PA 20
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-9791
ANO 14 | no 160 | R$ 13,90 | Portugal € 4,90
BRASIL
Setembro 2015 | N o 160
Outras espécies humanas habitaram o planeta, mas só a nossa o dominou. Uma nova hipótese explica por quê
Como
CONQUISTAMOS o PLANETA EXOPLANETAS
Astrônomos buscam imagens de novos gigantes fora do Sistema Solar
EDUCAÇÃO
Estudos propõem aval ações que ev tam ansiedade e p ejuízos ao aprend zado
NEUROCIÊNCIA
Os u dos do dia a dia podem gerar danos audit vos irreparáve s
Há cerca de 70 mil anos, nossos ancestrais Homo sapiens deixaram seu continente natal, a África, e deram início à sua expansão pelo planeta. Outras espécies de hominídeos, como os neandertais, já haviam se estabelecido na Ásia e na Europa, mas a nossa sobreviveu e colonizou toda a Terra. Paleoantropólogos têm novas explicações para esse processo. Imagem: Pavel Suprun
sumário
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EVOLUÇ Ã O
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A espécie mais invasiva de todas Outras espécies de hominídeos habitaram a Terra. Mas a nossa é a única que colonizou todo o planeta. Uma nova hipótese explica por quê. Curtis W. Marean
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C IÊNC IA ES PAC IA L
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Procurando jupiteres Duas equipes rivais de astrônomos competem para obter imagens inéditas de planetas gigantes ao redor de outras estrelas. Suas descobertas poderão mudar o futuro da busca por planetas. Lee Billings
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NEUROC IÊNC IA
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A perda auditiva oculta Britadeiras, shows e outras fontes de ruídos podem provocar danos irreparáveis aos ouvidos de maneiras inesperadas. M. Charles Liberman C L IMA
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Mudança de estado Seca pode fazer a Califórnia ficar como o Arizona. Dan Baum
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PA R A FORMA R O ESTUDA NTE D O S ÉCULO 2 1
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Uma nova visão para exames Muitas vezes avaliações escolares aumentam a ansiedade e atrapalham o aprendizado. Uma nova pesquisa mostra como reverter essa tendência. Annie Murphy Paul
SE Ç ÕE S
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7
Carta do editor Cartas C IÊNC IA EM PAUTA
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Médicos, armas e balas perdidas Leis que impedem médicos de discutir a posse e a segurança de armas de fogo com pacientes são prejudiciais à saúde pública. Pelo Conselho de Editores da Scientific American FÓRUM
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Caubóis do espaço Chauvinismo corrompe nos EUA a retórica sobre voos espaciais tripulados. Linda Billings
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Avanços
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Memória
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Balé e vertigem
C IÊNC IA DA S A ÚD E
Pesquisas com bailarinos podem ajudar a desenvolver novas tentativas para amenizar problema que atormenta milhões de pessoas durante anos. David Noonan
9
TEC NOLOGIA
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A geração da tela sensível ao toque Os dispositivos móveis estão prejudicando as crianças? A ciência avalia. David Pogue OBS ERVATÓRIO
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A teoria da relatividade métrica Cada corpo tem sua geometria particular na qual ele é um corpo livre de ações externas. Mario Novello D ES A FIOS D O COS MOS & C ÈU D O MÊS
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A caçada às ondas gravitacionais Eclipse lunar total será visível em todo o Brasil Salvador Nogueira C IÊNC IA EM GRÁ FICO
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Bactéria resistente no estômago Uma cepa difícil de combater a Shigella fincou âncora nos Estados Unidos. Rebecca Harrington EDIÇÃO
DIN ESPECIAL
OSSAUR
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IÇÃO ESPE CIAL DIN
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ESPECIAIS Continuam à venda pela internet os dois volumes de “Dinossauros”, edição especial da Scientific American Brasil. Entre os artigos, há o que demonstra a relação entre as alterações causadas pelo nascimento do Oceano Atlântico e a preservação dos fósseis na região equatorial brasileira. Na Bacia do Araripe, em Pernambuco, as condições de mineralização especialmente favoráveis de espécimes animais têm permitido observar detalhes da paleofauna. Mas a região convive com o comércio clandestino de fósseis que ameaça os esforços de conhecimento. Há também
R OSS SAURO AU S ER O SES VA D O S DBIN EM P R artigos sobre os desafios climáticos enfrentados por dinossauros da Austrália, as descobertas recentes de sangu desses animais e ainda o possível conv vio entre eles e aves. Estudos sobre a evolução das penas e um relato da história da paleontologia no Brasil também fazem parte da edição, que pode ser adquirida na Loja Segmento. Basta entrar no site site http://www.lojasegmento.com.br mister oso Assassino cova coletiva, produziu es de anos há 70 milhõ rto da em dese Armadilha rva o estilo ocupantes China prese antigos de seus m s questiona os Paradoxo primeiro — veio penas? que o ou suas pássaros ge de rocha emer Sangue teoria sobre e questiona o orgânica a fossilizaçã
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CARTA DO EDITOR $Dùà `¹ 5ùD´ é editor da SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL.
Quem não somos nós?
A
JON FOSTER
propensão geneticamente determinada para a cooperação é uma hipótese considerada já há algum tempo por estudiosos da evolução humana para explicar como nossa espécie conseguiu se expandir para todo o planeta. O artigo do paleoantropólogo Curtis Marean, da Universidade Estadual do Arizona, destacado na capa da presente edição de Scientific American Brasil, apresenta um dos mais recentes desdobramentos dessa hipótese, que é sua vinculação à consistente conjectura referente à habilidade desenvolvida pelo Homo sapiens para produzir lanças, dardos, flechas e outras armas de arremesso. O autor, que também é diretor associado do Instituto de Origens Humanas em sua universidade, atuou durante muitos anos em sítios paleontológicos no litoral da África do Sul, região que cada vez mais tem sido apontada como palco de uma etapa decisiva do desenvolvimento das habilidades cognitivas de nossa espécie. Entre as hipóteses apresentadas anteriormente sobre a cooperação, vale destacar o trabalho desenvolvido no final do século 20 pelo etólogo britânico Robert Hinde, professor de neurociência comportamental da Universidade de Cambridge, cuja abordagem é certamente não só compatível, mas também complementar à tese de Marean, apesar de ter sido formulada em outro contexto. Em 1999 esse pesquisador consolidou e divulgou seus estudos sobre o tema em seu livro Why gods persist: a scientific approach to religion (“Por que os deuses persistem: uma abordagem científica da religião”, em inglês). Nessa obra, o autor ressalta que as chamadas “características psicológicas panculturais” são biologicamente adaptativas. Diferentemente do que o título do livro de Hinde possa suge-
rir, sua abordagem não consiste em legitimar deuses e crenças. A obra, na verdade, percorre os avanços de áreas do conhecimento essenciais para a evolução humana – entre elas a paleontologia, a genética, as neurociências e a psicologia evolutiva — para compreender as condições de origem da religião e sua função no contexto do desenvolvimento e da manutenção de comportamentos de altruísmo e de reciprocidade essenciais para a preservação do Homo sapiens. Esse modelo explicativo não tem como consequência o que poderia ser chamado de propensão humana para a religião, que tornaria o ateísmo praticamente impossível. Na verdade, trata-se de compreender a configuração evolutiva, assimilada geneticamente em nossa estrutura psíquica, relacionada a esses comportamentos que são essenciais para a fé. Uma excelente e sintética apresentação em português dessa obra de Hinde foi feita pelo físico Eduardo Rodrigues Cruz, professor de ciências da religião da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, em seu livro A persistência dos deuses (Editora Unesp, 2004). Enfim, da mesma forma que para Marean, para Hinde a cooperação foi decisiva para nossa espécie ter sobrevivido. Ambos os trabalhos são importantes para sabermos quem somos nós. Ao levar em consideração esses e outros fatores evolutivos que foram essenciais para chegarmos aonde chegamos, torna-se cada vez mais importante compreender melhor outros hominídeos que desapareceram e hoje sabemos não terem sido nossos ancestrais , como os neandertais. Como bem disse o paleoantropólogo espanhol Juan Luis Arsuaga em seu livro O colar do neandertal (Editora Globo, 2005), “quem não somos nós?”.
ALGUNS COLABORADORES ´´y $ùàÈĂ 0Dù¨ é colaboradora frequente do The New York Times, e das revistas Time e Slate. É autora de The cult of personality testing e de Origins, que foi incluído na lista dos 100 Livros Notáveis de 2010 do The New York Times. ùàïå =Î $DàyD´ é professor da Escola de Evolução Humana e Mudança Social da Universidade Estadual do Arizona, onde também é diretor associado do Instituto de Origens Humanas.
D´ Dù® é escritor; sua obra mais recente é Gun guys: A road trip. Ex-redator da equipe da revista The New Yorker, já fez reportagens em cinco continentes.
"yy ¨¨´å é editor associado da IY_[dj_ÒY American. Ele é autor de Five billion years of solitude: The search for life among the stars (Current/Penguin Group, 2013).
Dÿm %¹¹´D´j autor de “Epidemia não tão silenciosa”, 3`y´ï` ®yà`D´ àDå¨, ed. 158, julho de 2015, é escritor freelance especializado em ciência e medicina.
"´mD ¨¨´å tem doutorado e faz pesquisas sobre ciência das comunicações em Washington, D. C. Escreve sobre história de astrobiologia, voos espaciais tripulados e operações de relações públicas da Nasa.
Dÿm 0¹ùy é colunista-âncora do Yahoo Tech e apresentador das minisséries NOVA na PBS.
$D๠%¹ÿy¨¨¹ é pesquisador emérito do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. $Î Dà¨yå "Uyà®D´ é professor de otologia e laringologia na Escola de Medicina de Harvard e diretor dos Laboratórios Eaton-Peabody no Hospital de Olhos e Ouvidos de Massachusetts. 3D¨ÿDm¹à %¹ùyàD é jornalista de ciência especializado em astronomia e astronáutica.
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CARTAS
[email protected] Agosto 2015 www sc am c m br
Brasil
DO LOBO AO CÃO
Mariana Salles, São Bernardo do Campo (SP), por e-mail
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Adorei o artigo “Do lobo ao cão” , da edição de agosto [159]. São impressionantes os aspectos evolutivos apresentados nessa matéria.
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ANO 13 | no 159 59 | R$ 13,90 3 90 | Portugal Po tugal € 4,90 4 0
DO LOBO AO CÃO Novas pistas sobre como o melhor amigo do homem evoluiu a partir de uma espécie feroz e selvagem
MATEMÁTICA
A luta para um teorema gigantesco não se tornar ncompreensível
ENERGIA
Subst tuto do s lício promete cé ulas solares Dä UDßDîDä x x`x³îxä
ASTROFÍSICA
Matéria escura pode ser ma s estranha do que ísicos imaginam
EDIÇÃO 159
TAMANHO DAS LETRAS
Muito oportunas, tanto a sugestão do prof. William Daher [carta publicada na ed. 159], quanto a decisão da Editora em aumentar o corpo da letra da Scientific American. Também sou leitor assíduo da publicação, e já estava notando cansaço visual. Espero que a mudança permaneça. Eduardo Higino da Silva Filho, Recife (PE), por e-mail
LUZ DO UNIVERSO
Sou graduando em física pela Universidade Federal de Itajubá e me sinto absolutamente encantado pela revista. E sou sincero quando digo que o artigo “Toda a Luz que Sempre Existiu”, da edição de julho [ed. 158], é maravilhoso, me senti fascinado com a abordagem da medição da luz extragaláctica de fundo utilizando a radiação gama emitida por blazares. Parabéns aos pesquisadores e à equipe de edição! Daniel Ferreira, Itajubá (MG), por e-mail
Sou licenciado em física pela Universidade Estadual Vale do Acaraú (UVA), professor da rede estadual do Ceará, representante da Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica pela EEM Maria Menezes Cristino, assinante de Sciam Brasil desde 2009 e leitor desde 2005. O artigo “Toda a Luz que Sempre Existiu” mostra o quanto é grande a curiosidade do homem que o faz mergulhar através de imensidões espaciais e temporais até os confins do Cosmos para descobrir seus mistérios Parabéns a todos que fazem a revista. Paulo Souza, Coreaú (CE), por e-mail
CORREÇÕES
Excelente o artigo “O Incrível Cérebro Adolescente” publicado na edição de julho [158]. Apenas um pequeno detalhe: na teoria dos grafos, o termo “edge” , em inglês, é traduzido como “aresta” e não “borda”, como aparece no texto. Arestas representam as ligações entre dois vértices. Renato Tinós, Ribeirão Preto (SP), por e-mail
Caros amigos, na edição de julho acredito haver um erro na Carta ao Editor na grafia do hormônio do amor. O correto seria “ocitocina” ou “oxitocina”, e não “citoxina”. O novo design ficou muito melhor e mais agradável de ler. Parabéns pelo excelente trabalho. Vocês são reformadores sociais. Diego Adão Fanti Silva, São Paulo (SP), por e-mail
Nota da Redação: Agradecemos pela atenciosa colaboração do professor Renato Tinós, da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, da USP, e do médico Diego Adão Fanti Silva, da Universidade Federal de São Paulo. O nome do hormônio foi corretamente grafado como “oxitocina” na pág. 33, mas não notamos a alteração do mesmo termo pelo corretor ortográfico na Carta do Editor. POR RESTRIÇÃO DE ESPAÇO, A REDAÇÃO TOMA A LIBERDADE DE ABREVIAR CARTAS MAIS EXTENSAS.
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PRESIDENTE Edimilson Cardial DIRETORIA Carolina Martinez, Marcio Cardial, Rita Martinez e Rubem Barros ANO 14 – Nº 160 SETEMBRO DE 2015 ISSN 1676979-1 DIRETOR EDITORIAL Rubem Barros EDITOR Maurício Tuffani EDITOR DE ARTE João Marcelo Simões ESTAGIÁRIA Jullyanna Salles (redação) COLABORADORES Luiz Roberto Malta e Maria Stella Valli (revisão); Aracy Mendes da Costa, Marcio G. B. Avellar, Regina Cardeal, Suzana Schindler (tradução) PROCESSAMENTO DE IMAGEM Paulo Cesar Salgado PRODUÇÃO GRÁFICA Sidney Luiz dos Santos PUBLICIDADE E PROJETOS ESPECIAIS GERENTE Almir Lopes
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Michael Moyer, George Musser, Gary Stix, Kate Wong DESIGN DIRECTOR: Michael Mrak PHOTOGRAPHY EDITOR: Monica Bradley PRESIDENT: Steven Inchcoombe EXECUTIVE VICE-PRESIDENT: Michael Florek SCIENTIFIC AMERICAN ON-LINE Visite nosso site e participe de nossas redes sociais digitais. www.sciam.com.br www.facebook.com/sciambrasil www.twitter.com/sciambrasil REDAÇÃO Comentários sobre o conteúdo editorial, sugestões, críticas às matérias e releases.
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CIÊNCIA EM PAUTA PELOS EDITORES Opinião e análise do Conselho Editorial da 2_w²í_ Ĉ¬wÞ_C²
Médicos, armas e balas perdidas Leis que impedem médicos de discutir a posse e a segurança de armas de fogo com pacientes são prejudiciais à saúde pública Nós, nos EUA, nos queixamos de que nossos médicos não conhecem seus pacientes: consultas médicas no consultório duram poucos minutos, as conversas são rápidas e exames de alta tecnologia substituem a interlocução. Agora, perversamente, um estado aprovou uma lei que proíbe expressamente os médicos de fazer certas perguntas sobre saúde ou estilo de vida dos pacientes. As questões se referem a uso de armas e segurança. Este ano o Tribunal de Apelações da 11ª Jurisdição dos EUA ouviu o argumento do estado da Flórida de que médicos não podem perguntar ao paciente se ele é dono de algum tipo de arma — inclusive questões de segurança e acesso a crianças — a menos que acreditem que essa informação será relevante para o atendimento do paciente. Se a lei for aprovada, médicos não poderão conversar com pacientes sobre uma das maiores ameaças à saúde pública nos EUA — armas de fogo estavam envolvidas em mais de 11 mil homicídios, 21 mil suicídios e 500 mortes acidentais em 2013, segundo os Centros de Prevenção e Controle de Doenças dos EUA. Excluir esse tópico das conversas entre médico e paciente é um passo perigoso. A posse de arma de fogo nos EUA é um direito protegido por lei, na Segunda Emenda da Constituição. Em 2011 o governador da Flórida, Rick Scott, e a Assembleia Legislativa do estado entenderam que esse direito estava sendo infringido por médicos. Scott Ilustração de Thomas Fuchs
assinou a lei da Privacidade dos Portadores de Armas, que autorizava os pacientes a entrar com queixa contra o Estado se entendessem que os médicos estavam sendo muito enxeridos. Robert Young, do grupo Médicos pela Propriedade Responsável de Armas, que apoiou a lei, afirmou: “Muitos cidadãos da Flórida já tiveram más experiências com médicos que os aconselharam a se livrar de suas armas de fogo, quando muitos pacientes que possuem e usam armas sabem que isso não está correto”. E acrescentou que “muitos donos de armas também temem pela criação de bases de dados de proprietários porque isso poderia ser mais um passo para facilitar o confisco, no futuro”. Os médicos da Flórida contra-atacam afirmando que a lei os priva de seu direito constitucional, que a Primeira Emenda garante, de liberdade de expressão e que essa privação os impede de ajudar os pacientes. Essa objeção conta com o apoio da Associação Médica Americana e outros grupos de médicos. A Primeira Emenda tem papel importante nisso: um juiz que ouviu o caso observou que tribunais têm afirmado reiteradamente que a comunicação livre e aberta entre médico e paciente é essencial para a medicina e o bem comum. (O juiz também comentou que, ao criar a lei, legisladores da Flórida se basearam em relatos informais e não em dados ou estudos concretos.) É dever de médicos oferecer aconselhamento não apenas sobre regimes e exercícios, mas também sobre prevenção de acidentes relacionados ao uso de embarcações, bicicletas e motocicletas, observou Stuart Himmelstein, num processo judicial, quando foi diretor do Conselho Regional de Medicina da Flórida. Aconselhar um motociclista a usar capacete não é diferente de aconselhar um dono de arma de fogo a guardá-la em segurança. Comportamento seguro com armas se refletirá na saúde, não só de seus proprietários: segundo um estudo publicado no JAMA Pediatrics em 1996, 89% dos ferimentos acidentais associados a armas de fogo com crianças acontecem em casa, geralmente quando um jovem apanha uma arma carregada sem a devida atenção de pessoas autorizadas. Preocupações de que médicos poderiam criar bases de dados de donos de armas também são descabidas; eles já são explicitamente proibidos de manter registros desse tipo por uma lei federal sobre assistência médica economicamente acessível. O processo sobre as leis da Flórida, que se chamou “Médicos vs. Glock”, tem circulado por vários tribunais nos últimos anos, com alguns juízes cumprindo a lei e outros a contrariando. Enquanto isso, Indiana e Texas examinaram suas próprias versões no último trimestre. A 11ª Jurisdição deveria seguir as evidências e derrubar a lei da Flórida este ano, uma atitude que poderia evitar que outros legisladores se intrometessem entre pacientes e seus médicos. Ninguém quer tirar direitos constitucionais dos donos de armas. Mas a Segunda Emenda não protege nem eles, nem pessoas inocentes de balas. www.sciam.com.br 7
FÓRUM
LINDA BILLINGS
Ilustração de Ross MacDonald
Fronteiras da ciência comentadas por especialistas
Caubóis do espaço Chauvinismo corrompe nos EUA a retórica sobre voos espaciais tripulados Na história dos voos espaciais tripulados dos EUA, uma retórica tipicamente norte-americana, baseada no ideário do destino expansionista, tem dominado o discurso público e oficial. Tome-se como exemplo a Space Frontier Foundation, grupo sem fins lucrativos “dedicado à abertura das fronteiras do espaço à colonização o mais rapidamente possível... criando uma vida mais livre e próspera para cada geração com o uso dos recursos materiais e energéticos ilimitados do espaço”. Essa retórica revela uma ideologia sobre os voos espaciais – a crença no direito da nação de expandir seus limites, colonizar outras terras e explorar seus recursos. Essa ideologia se baseia em alguns pressupostos sobre o papel dos EUA na comunidade global e o caráter nacional norte-americano. Segundo ela, o país precisa continuar sendo o “número um” na comunidade mundial, desempenhando o papel de líder político, econômico, científico, tecnológico e moral, disseminando o capitalismo democrático. A metáfora da fronteira, com sua imagem associada ao pioneirismo na demarcação de terreno, cultivo e domesticação, se agiganta dentro desse sistema de crenças. A retórica da viagem espacial humana fortalece a concepção do espaço sideral como um lugar livre e recursos ilimitados – uma fronteira espacial. De John F. Kennedy a Barack Obama, os presidentes dos EUA abraçaram essa retórica de conquista e expansão. Da mesma forma o fizeram administradores da Nasa, membros do Congresso e comissões de especialistas ao longo das décadas. 8 Scientific American Brasil | Setembro 2015
"´mD ¨¨´åtem doutorado e faz pesquisas sobre ciência das comunicações em Washington D. C. Ela escreve sobre história de astrobiologia, voos espaciais tripulados e operações de relações públicas da Nasa. Possui um blog em http://doctorlinda.wordpress.com
Eu ouvi uma autoridade da Casa Branca defender a ideia de uma industrialização em larga escala da Lua como “uma visão de longo prazo fenomenalmente inspiradora” para o programa espacial. Aberta só para convidados em fevereiro, em Washington, a Cúpula Nacional sobre Pioneirismo Espacial rendeu uma declaração de que “o objetivo de longo prazo do programa de voo e exploração espacial tripulado dos EUA é expandir a presença humana permanente além da órbita baixa da Terra e fazer isso para permitir a colonização humana e uma próspera economia espacial”. Um dos grupos participantes da reunião, o Tea Party in Space, defende a “aplicação dos princípios fundamentais de responsabilidade fiscal, governo limitado e mercados livres para a rápida e permanente expansão da civilização americana na fronteira espacial”. A retórica importa. Mais de 30 anos de observações próprias, juntamente com resultados de pesquisas de opinião pública em tantos anos, indicam que a comunidade de defensores da exploração humana dos EUA é predominantemente branca e masculina. A retórica da conquista e exploração de fronteiras pode atrair essa faixa demográfica, mas duvido que exerça um fascínio mais amplo. As mulheres constituem metade da população mundial. A maioria da população da Terra não é norte-americana, europeia ou “branca”. Em meus muitos anos de críticas à ideologia conhecida desde o século 19 nos EUA como Destino Manifesto, pessoas de outros países me disseram reiteradas vezes como a retórica dessa crença os deixa desconcertados, quando não ofendidos. Outras nações exploradoras do espaço adotam uma postura mais pragmática em seus projetos. No prefácio do Catálogo Espacial Europeu 2015, Jean-Jacques Dordain, diretor-geral da Agência Espacial Europeia, escreveu que o objetivo do órgão é “manter seu papel como uma das principais instituições espaciais do mundo, com foco nas relações-chave com seus parceiros e na eficiência”. O slogan da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão é “explorar para alcançar”, expressando sua “filosofia de se tornar uma agência para alcançar uma sociedade segura e afluente”. Em um momento em que os Estados Unidos precisam construir parcerias sustentáveis com outros países para continuar explorando o espaço, “EUA, Número Um!” não é uma boa maneira de iniciar conversações produtivas. Em um estudo de 2012, Jacques Blamont, diretor fundador da agência espacial francesa CNES, argumentou que as pessoas estão perdendo o interesse na exploração tripulada do espaço “porque países exploradores e, sobretudo, os EUA se apegaram a modelos de pensamento ultrapassados da Guerra Fria. A atitude de o país ‘comandar’ seus parceiros internacionais não vai mais funcionar”. Está na hora de os defensores dos voos espaciais tripulados reexaminarem sua retórica – para refletir sobre o que essas palavras significam para a vasta maioria das pessoas que não são americanas, brancas, do sexo masculino nem estão interessadas em se mudar para Marte.
AVANÇOS Conquistas em ciência, tecnologia e medicina
Terremotos no Himalaia (fotos acima) poderiam romper barragens e levar a cenários catastróficos como os vistos em 2013 no povoado indiano de Kedarnath, quando as chuvas de monções levaram uma represa a transpor suas margens (fotos abaixo).
Desastre à vista no Himalaia China e Índia, os países mais populosos do mundo, constroem centenas de barragens em uma zona geológica violentamente ativa No início deste ano, terremotos no Nepal destruíram milhares de edifícios, mataram mais de 8.500 pessoas e feriram outras centenas de milhares. Os sismos, de magnitude de 7,8 e 7,3 na Escala Richter, também danificaram ou provocaram rachaduras em diversas hidrelétricas, destacando outro perigo iminente: o rompimento de barragens. Mais de 600 dessas massivas estruturas foram construídas ou estão em algum estágio de construção ou planejamento na cordilheira geologica-
mente ativa do Himalaia, porém muitas provavelmente não são nem foram projetadas para resistir aos piores terremotos que poderiam atingir a região, de acordo com vários sismólogos e engenheiros civis. Se uma dessas barragens ceder, reservatórios enormes, do tamanho de lagos, poderiam se esvaziar sobre povoados e cidades rios abaixo. Um colapso da barragem de Tehri, na região central do Himalaia, por exemplo, construída sobre uma falha geológica, liberaria um paredão de água de
cerca de 200 metros de altura que se abateria violentamente sobre duas pequenas cidades. Ao todo, a inundação afetaria seis centros urbanos com uma população combinada de dois milhões de pessoas. De fato, modelos sismológicos mostram que terremotos mais poderosos possivelmente abalarão o Himalaia nas próximas décadas. O subcontinente indiano está se empurrando à razão de 1,8 metro por século sob o planalto do Tibete, mas encontra resistência e fica “preso” regularmente; quando a obstrução cede, uma parte da placa tectônica tibetana avança alguns metros para o sul e libera a energia acumulada em um terremoto. Os abalos sísmicos no Nepal também desestabilizaram a região a oeste, observa Laurent Bollinger, www.sciam.com.br 9
LORENZO MOSCIA Redux Pictures (acima, à esquerda); BULENT DORUK Getty Images (acima, à direita); GETTY IMAGES (abaixo, à esquerda); CORBIS (abaixo, à direita)
G EOLOGI A
AVANÇOS
A barragem de Tehri, na Índia, bloqueia o Rio Bhagirathi, um dos principais afluentes do Ganges.
ções para padrões estruturais. A Probe International, uma organização de pesquisa ambiental canadense, relata que os projetistas da hidrelétrica chinesa das Três Gargantas se basearam “na interpretação mais otimista possível” de abalos sísmicos. Da mesma forma, a barragem de Tehri, na Índia, nunca passou por simulações realistas, de acordo com Gaur, que atuou em seu comitê de supervisão, juntamente com o engenheiro civil R. N. Iyengar, anteriormente do Instituto Indiano de Ciência, em Bangalore. Cientistas e engenheiros associados ao governo alegam que a estrutura de Tehri pode sobreviver a um terremoto de magnitude 8,5, mas especialistas independentes não são tão otimistas. Qualquer uma de centenas de barragens poderia correr o risco de se romper quando ocorrer o próximo grande abalo. A corrupção local pode complicar ainda mais as coisas ao permitir que empreiteiros utilizem, impunemente, materiais
B¹´Då my àùÈïùàD my ïà{å ïyàày®¹ï¹å å´`Dïÿ¹å (1905, 1934 e 1950) "D`ù´D å å®`D ®È¹àïD´ïy D¨D y¹¨º`D
DààDy´å åy¨y`¹´DmDå Ê`¹´`¨ù mDåj Èà¹È¹åïDåË
1905: Magnitude 7,9
CHINA
1950: Magnitude 8,6
25 de abril de 2015: Magnitude 7,8
Barragem de Tehri
Kathmandu
N E PA L BUTÃO
ÍNDIA
12 de maio de 2015: Magnitude 7,3 1934: Magnitude 8,0 BANGLADESH
Sismólogos esperam futuros terremotos de magnitude 8,0 ou mais no Himalaia. O risco de grandes abalos é muito elevado em falhas geológicas não afetadas recentemente por terremotos. Um subconjunto de barragens é mostrado acima. 10 Scientific American Brasil | Setembro 2015
abaixo do padrão ou se desviem dos parâmetros obrigatórios. Um estudo de 2011, publicado na Nature, concluiu que a esmagadora maioria das mortes decorrentes do colapso de construções em terremotos ocorre em países corruptos. (A Scientific American integra a Springer Nature.) Escândalos envolvendo projetos de hidrelétricas agitaram tanto a Índia quanto a China, ao ponto de que o ex-premiê chinês, Zhu Rongji, cunhou o sugestivo termo “construção tofu” para descrever um dique defeituoso. Um pequeno grupo de cientistas assumiu a liderança dos argumentos em prol de avaliações realistas e explícitas para proteger a população da região, embora somente com sucesso limitado. Em uma ação judicial movida por ambientalistas contra a barragem de Tehri, a Suprema Corte da Índia apoiou cientistas do governo por descartarem preocupações de segurança. E, em 2012, o sismólogo Roger Bilham da Universidade do Colorado, em Boulder, foi deportado do aeroporto de Nova Délhi, em parte, segundo ele, por sua previsão indesejada de que o Himalaia pode sofrer um terremoto de magnitude 9,0. Bilham sustenta que, desde então, o governo indiano tem desencorajado colaborações estrangeiras em sismologia. Por enquanto, tudo o que as partes interessadas podem fazer é chamar a atenção para o problema. “Luz solar é o melhor desinfetante”, diz Peter Bosshard da International Rivers em Berkeley, na Califórnia. “Sem escrutínio público, é muito mais fácil escapar das consequências de optar pelo caminho mais fácil.” Em vista dos riscos, será necessário mais que transparência ou “luz solar”: o próximo terremoto na área pode resultar em um tsunami “feito pelo homem”. —Madhusree Mukerjee Mapa de Terra Carta
HANS GEORG ROTH Corbis (acima)
sismólogo na Comissão de Energia Atômica e Energias Alternativas (CEA) da França. Essa instabilidade geológica provavelmente acabará produzindo mais cedo que tarde um grande terremoto, definido como um sismo de magnitude de 8,0 ou mais. Outros estudos indicam que os terremotos recentes só liberaram uma pequena fração do estresse, ou da pressão desta falha geológica, que deverá se acomodar com abalos de magnitude igual ou maior. “Não se pode prever se eles irromperão agora [com magnitude] 8 ou se esperarão mais 200 anos para então explodir com 8,7”, salienta Vinod K. Gaur, sismólogo do Instituto CISR Fourth Paradigm (CSIR-4PI, em inglês), em Bangalore, na Índia. Essas regiões sismicamente ativas se localizam exatamente onde centenas de barragens de 15 metros ou mais estão em construção ou planejamento; a maioria para fornecer energia hidrelétrica à Índia ou à China. Qualquer estrutura que esteja sendo erguida nesse boom financiado pelo governo, assim com as já concluídas, precisa ser capaz de resistir ao forte tremor do solo no caso de um terremoto extremo, adverte Martin Wieland da Comissão Internacional de Grandes Barragens, um grupo de engenheiros que faz recomenda-
PALAVRAS DE SOBREVIVENTES
E N E RG I A N UCL E A R
Relembrando a explosão Sobreviventes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki na 2ª Guerra Mundial dão depoimentos por ocasião do 70º aniversário das detonações Em agosto, há 70 anos, bombas atômicas dos EUA destruíram as cidades de Hiroshima e Nagasaki, matando cerca de 200 mil japoneses no até agora único uso bélico de armas nucleares do mundo. Muitos dos que sobreviveram às explosões iniciais morreram pouco após ferimentos, queimaduras e doenças provocadas pela radiação. A escala da destruição gerou um debate persistente sobre se o uso dessas armas jamais seria justificável e até que ponto cientistas são moralmente responsáveis por consequências de suas descobertas. Hoje há cerca de 22 mil bombas atômicas em pelo menos oito países, segundo a ONU. Mais de 65 nações apoiam uma proibição mundial de armas nucleares. Muitos dos países que têm esses armamentos, inclusive os EUA, reduziram seus arsenais, embora continuem aprimorando sua tecnologia nuclear. Vários hibakusha (sobreviventes da explosão), e seus familiares visitaram o escritório da Scientific American em Nova York durante uma viagem para participar da conferência 2015 de revisão do Tratado de Não Proliferação de Armas Nucleares, de 1970. Ao lado, trechos editados da conversa traduzida por intérprete. —Clara Moskowitz
Em 8 de agosto a bomba foi jogada em Nagasaki. Eu trabalhava para o Estaleiro Nagasaki. Às 11h02 parecia que havia um grande sol ardente sobre o edifício. Cinco ou seis segundos depois uma enorme explosão sacudiu o prédio e lançou estilhaços de vidro por toda parte. As pessoas que estavam perto das janelas foram atingidas por vidro. Elas tinham tantos buracos nelas que pareciam romãs... Muitas pessoas se moviam laboriosa e lentamente para a frente. Seus rostos estavam tão queimados que pareciam bolas de rúgbi. Suas mãos estavam inchadas, e parecia que elas usavam luvas de beiseU¸§ÍxäøDä
D`xäxT¸äÇx³lDÇx§xE`lDÍ1øD³l¸³D§x³îx`xøxD¸xø dormitório em Urakami, ele estava completamente queimado, e todas as pessoas lá dentro tinham sido mortas. – Takamitsu Nakayama tinha 16 anos na ocasião do bombardeio www.sciam.com.br 11
GETTY IMAGES (vista aérea e nuvem em forma de cogumelo); AP PHOTO (vista do chão); ELIENE AUGENBRAUN (retratos de sobreviventes)
O mundo testemunhou um nível de destruição nunca visto antes com o bombardeio nuclear de Hiroshima em 6 de agosto de 1945.
[Após o bombardeio de Hiroshima], decidimos deixar a cidade. Nós nos refugiamos em vinhedos. Como não havia alimentos, `¸³äø¸äøþDäþxßlxäjx`D¸ä`¸ febre, diarreia e vômitos. Minha mãe pensou que era disenteria. Agora acho que foi por envenenamento radioativo... Muitas Çxää¸DäþßDäxø䧸ä¸ßßxßlx§xø`xmia ou câncer muito jovens, na casa dos 40 anos. Eu me preocupo comigo, e tamUy`¸xø䧸äxDäDùlxlx§xä. – Tamiko Nishimoto tinha quatro anos quando a bomba caiu a apenas 2,3 km de sua casa
AVANÇOS
E N G E N H AR I A
A câmara com o campo magnético mais fraco da Terra Cinco perguntas que ela poderia responder
CORTESIA DE ASTRID ECKERT Universidade Técnica de Munique
Recentemente pesquisadores iniciaram experimentos em um recinto (abaixo) que tem o campo magnético mais fraco em nosso Sistema Solar — e estão empolgados. Construída por físicos da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, a câmara reduz a um milionésimo a intensidade de campos magnéticos ambientes, um aprimoramento 10 vezes superior a qualquer estrutura feita pelo homem, registrando até menos atividade desse tipo que no vasto espaço vazio entre planetas. O isolamento, ou blindagem, da instalação consiste em camadas de um metal altamente magnetizável que “prende”, ou captura campos magnéticos para que não consigam passar para o interior da estrutura. Lá dentro podem ocorrer experimentos ultraprecisos, com interferência mínima dos efeitos da Terra. Portanto, a câmara oferece uma oportunidade única para investigar questões importantes em física, biologia e medicina. —Sarah Lewin
G E NÉ TI C A
Atenção, cervejeiros lager! Cientistas conseguem produzir novas leveduras Cervejas tipo lager são sem graça. Quando você abre uma lata, saboreia o produto de cepas estreitamente aparentadas de Saccharomyces pastorianus. Sua variedade genética empalidece em comparação com o grupo pequeno, mas diverso, de leveduras usadas para produzir cerveja tipo ale e vinho, que resultam em vários sabores. Lagers têm mantido sua aparência e sabor basicamente inalterados há séculos porque o cultivo de cepas com novas características de fermentação e sabores provou ser difícil; os híbridos eram estéreis. Mas isso está prestes a mudar. 12 Scientific American Brasil | Setembro 2015
1 Por que há mais matéria que antimatéria no Universo? Os físicos observarão se as propriedades magnéticas de um nêutron se comportam de maneira uniforme na presença de campos elétricos intensos e aqueles precisamente controlados. Discrepâncias acentuadas no equilíbrio de partículas, como diferença de carga, poderiam indicar como ocorreu a assimetria entre matéria e antimatéria. 2 Monopolos magnéticos existem? Se houver partículas com um único polo lá fora, elas poderão atravessar o escudo protetor da câmara. Sem interferência, sensores registrariam a atividade magnética ³îx³ä`DlDÍ 3 Do que é feita a matéria escura? Os pesquisadores pretendem monitorar a
câmara em busca de partículas de matéria escura “parecidas com axônios”, que poderiam afetar os spins de alguns átomos. 4 Como animais usam campos magnéticos para se orientar? Ao criar organismos em um ambiente com pouquíssima atividade magnética, os pesquisadores talvez consigam discernir se o uso desses campos é uma característica aprendida ou inata. 5 O que o magnetismo pode revelar sobre a saúde humana? Qualquer espaço com muito pouco ruído magnético abre a possibilidade de diagnósticos mais detalhados: por exemplo, distinguir o campo magnético do coração de uma gestante do de äxø
øîø߸ §¸ ÇDßD detectar irregularidades.
A boa notícia remonta às origens de cervejas tipo lager no século 15. O fungo S. pastorianus teria sido cultivado após um cruzamento acidental de duas outras espécies em uma caverna fria e escura na Baviera, Alemanha, quando monges começaram a praticar o “lagering”, ou armazenamento de cervejas. Na década de 80, cientistas identificaram um dos pais originais: S. cerevisiae, a mãe de todas as leveduras usadas na panificação e produção de cerveja. O outro permaneceu desconhecido até 2011, quando Diego Libkind, microbiólogo da Argentina, identificou o fungo S. eubayanus nas florestas da Patagônia como o elo perdido, que em estado selvagem não era bem adaptado para a fermentação industrial de cerveja, mas sua descoberta abriu a possibilidade de desenvolver novos cruzamentos de levedura. “Uma vez que o eubayanus foi descoberto, as coisas de repente ficaram muito
mas talvez seja algo que nem sempre queremos. A ideia é ter toda uma gama de cepas, e você só seleciona e escolhe.” Agora, a busca voltou-se para encontrar novas uniões de leveduras que consomem açúcar com mais eficiência, criando potencialmente cervejas menos calóricas. Gibson observa que desenvolver uma grande variedade de cepas saborosas de lagers deve ser relativamente fácil, o que é favorável para as cervejarias ainda não divulgadas que estão adotando os novos fermentos. De acordo com uma estimativa de 2012, cervejas tipo lager respondem por mais de 75% do mercado de cerveja dos EUA. —Peter Andrey Smith
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Ilustração de Thomas Fuchs
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interessantes”, observa Brian Gibson, que estuda leveduras de cerveja no Centro VTT de Pesquisa Técnica da Finlândia, em Espoo. Amantes de cervejas lager agora podem brindar oficialmente porque Gibson e seus colegas recentemente registraram o sucesso de recriar o antigo “caso” entre S. cerevisiae e S. eubayanus. “Agora é possível produzir leveduras lager que são muito diferentes umas das outras”, comemora Gibson. Todos os híbridos resultantes superaram seus pais, produzindo álcool mais depressa e em concentrações mais elevadas, além de resultarem em produtos mais saborosos, como foi documentado em um artigo no Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. Em particular, eles produziram 4-vinil-guaiacol, o que resultou em sabores mais característicos de cervejas de trigo belgas. “As cervejas têm um aroma que lembra cravo”, explica Gibson. “Isso é bem agradável,
Podem me ouvir agora?
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§`¦ §`¦`§`¦îā`§`¦`§`¦Í7³Í §`¦7¸§³¸ nariz-de-garrafa (Tursiops truncatus) tenta se comunicar com amigos próximos, mas eles não conseguem escutar seus chamados. Há navios demais na água fazendo barulho. CLICK! Para serem escutal¸äDÇxäDßl¸äßøl¸äÇ߸løąl¸äÇx§¸¸xjUD§xDäx¸§³¸ä precisam, efetivamente, levantar suas vozes, o que fazem ao alterar a frequência, amplitude ou duração de suas vocalizações, ou simplesmente ao repetirem sem parar seus chamados. Infelizmente, essa alteração acústica também afeta a saúde dos animais. Para descobrir como, a bióloga Marla M. Holt e seus colegas da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA, em inglês) xäîølDßDøÇDßlx¸§³¸ä³DßąlxDßßD
Dl¸"DU¸ßDî¹ß¸ Marinho Joseph M. Long da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. Os animais foram treinados para produzir uma vocalização discreta, de baixa amplitude, sob comando, assim como um chamado de alta amplitude, 10 decibéis mais alta. Os pesquisadores moniî¸ßDßD¸`¸³äø¸lx¸Āz³¸l¸ä¸§³¸äløßD³îx¸äl¸äîǸä de chamados e descobriram que quanto mais alta a vocalização, mais oxigênio necessitavam. Em seguida, a equipe combinou suas observações de consumo lx¸Āz³¸`¸lDl¸älx¸§³¸ääx§þDx³äÇDßD`D§`ø§DßÔøD³îDä calorias a mais os animais precisariam consumir para compensar a energia que queimam ao fazerem chamados mais altos. As estimatiþDä¸äîßDÔøx¸§³¸ääx§þDx³äîxßDlx`¸³äøßløDä`D§¸rias nutricionais extra de peixes para cada dois minutos que passam assobiando, clicando e guinchando para superar o ruído de barcos. Embora essa sobrecarga metabólica seja pequena, ela se soma (avoluma) com o tempo.“Para sobreviver e se reproduzir, você precisa DßD³îß Ôøx îx `D§¸ßDä äø`x³îxä î¸l¸ä ¸ä lDä ÇDßD äøäîx³îDß
essas atividades”, argumenta Holt, e animais que vivem em ambientes ruidosos, com alimentos limitados, que dependem de sons para se comunicar, caçar ou procriar podem não ser capazes de encontrar sustento äø`x³îxÇDßD`¸Çx³äDßDl
xrença. O risco para a saúde é maior ainda para animais jovens e fêmeas lactantes, que já precisam, naturalmente, de recursos alimentares adicionais para obter toda a nutrição de que necessitam. Os resultados foram divulgados nesta primavera boreal na publicacT¸`x³î`DJournal of Experimental Biology. Ruídos subaquáticos criados pelo homem, tanto faz se são provocados pela rotação das pás de um navio, pelo zumbido de um motor, o tilintar de uma construção ou pelos estrondos de explorações sísmicas, fazem mais que forçar os odontocetos (subordem dos cetáceos que têm dentes) a erguer a voz. Outra pesquisa mostra ÔøxUD§xDäx¸§³¸ääD§îDZ
¸ßDlDEøD[jäxxßøxþxßî`D§mente para dar uma olhada nas redondezas (spy-hop, em inglês) e batem a cauda na superfície com mais frequência quando há embarcações por perto, e todas essas atividades sugam mais energia. Sonares militares também perturbam a audição de cetáceos e alteram seus comportamentos de mergulho, levando muito provavelmente a doenças e encalhamentos. Agora, Holt e seus colegas querem investigar ações que podem ser tomadas para mitigar efeitos de ruídos gerados por humanos em ¸§³¸ä x ¸øîßDä `ßDîøßDä Dß³Däj `¸¸ xĀß Ôøx ³Dþ¸ä lxäDcelerem motores quando entram em um porto ou manter barcos de observação de baleias a uma distância mínima dos mamíferos marinhos que procuram. Além disso, humanos não deveriam ser mais educados? Interromper uma conversa é rude. – Jason G. Goldman
COMPORTAM E N TO A N I M AL
AVANÇOS
FAZENDO NOTÍCIAS
Notas rápidas
REINO UNIDO
NORUEGA
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