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Mente brilhante e elementar

Num dia como hoje de 1794, “bastou um instante para cortar essa cabeça, e cem anos podem não ser suficientes para dar outra igual”, disse um grande matemático ao conhecer como Lavoisier tinha morrido na guilhotina. 

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Antoine-Laurent Lavoisier. Autor: Louis Jean Desire Delaistre

Primeiro foi preciso que Robert Boyle, de Oxford, separasse a Química da Alquimia, uma mudança que viria a ser mais lenta do que o autor de The Sceptical Chymist teria desejado. Depois foi preciso um extraordinário (e azarento) Scheele ‘descobir’ o oxigénio apesar dos louros terem ido para Joseph Priestley. Mas a Química continuava a ser uma área muito desorganizada, cheia de dúvidas e buscas mais ou menos infundadas. Era necessário alguém que, com a visão suficiente, lançasse a Química na era moderna. Esse alguém foi Antoine-Laurent Lavoisier. Nascido em 1743, numa família rica, investiu numa empresa que cobrava impostos apenas aos pobres e de forma arbitrária. Claro que ele só queria a empresa para ter os recuros para o que ele realmente gostava: a ciência. Mas essa empresa viria a custar-lhe a vida. Lavoisier nunca descobriu um único elemento, mas deu sentido a todas as descobertas feitas pelos outros. Ignorou o flogisto, mas compreendeu para que servia e o que fazer com o oxigénio e o hidrogénio. Deu clareza e método à química enquanto ciência, pois era obcecado por medir e pesar tudo com enorme exactidão e foi assim que derrubou a teoria dos 4 elementos (ar, água, terra e fogo), segundo a qual a água podia transformar-se em terra.

No entanto, nem a fortuna que herdou com apenas 25 anos, livrou Lavoisier da guilhotina por ter ficado do lado errado na Revolução Francesa. Antes disso, teve ainda a sorte de casar com a filha de um dos seus patrões, que viria a ficar conhecida por Madame Lavoisier por ter trabalhado activamente junto do marido, tomando notas, fazendo ilustrações e traduzindo artigos em inglês. Juntos abordaram um dos temas mais prementes à época: por que é que umas coisas ardem e perdem peso quando aquecidas enquanto que outras – os metais – cobrem-se de óxido e ganham peso? Lavoisier suspeitava que os metais ganhavam o que o ar perdia e segiu as pistas de outros químicos.

De medição em medição chgeou ao seu acerto final: o Tratado Elementar da Química (1789), publicado no ano da Revolução Francesa, no qual explicava que a combustão, a oxidação dos metais e a respiração dos animais pertencem ao mesmo tipo de processos: reacções que consomem oxigénio. Como fazia as suas experiências em recipientes fechados, verificou que, nas reacções químicas, não se perdia nem ganhava nada e assim nasceu a primeira teoria científica da Química: a lei de conservação da massa de Lavoisier.

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Elementar, meu caro Mendeleyev

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Mendeleyev em 1897

 

O seu nome ficou mais famoso por estar em milhões de garrafas de vodka e ele atravessou ‘as passas do algarve’ para vingar na Ciência com uma vida tão atribulada. Mas o seu legado é elementar: a Tabela Periódica, criado no século XIX, por Dimitri Mendeleyev (1834-1907).

Em 1849, quando tinha apenas 15 anos a sua família perdeu tudo num incêndio e a sua mãe levou-o para St. Petersburgo para que ele pudesse continuar os estudos. E foi assim que o jovem Mendeleyev deixou a sua Sibéria natal e atravessou mais de 6000km, sem que houvessem combóios. Nesse mesmo ano, Dostoyevsky fez a viagem inversa quando foi deportado para a Sibéria.

Anos depois, as aulas de Mendeleyev eram bastante populares com centenas de estudantes  atentos a um homem extravagante que admitia mulheres nas suas turmas e que só se barbeava e cortava o cabelo 1 vez por ano. Mas Mendeleyev não era um showman, apenas leccionava aulas interessantes e animadas, sem seguir qualquer livro de texto, até porque não havia nenhum sobre química em russo. Quando se propôs a escrever um, decidiu resolver também o problema da desordem dos elementos químicos.

Fechou-se no seu gabinete a ordenar os dados de cada elemento. Primeiro, ordenou os elementos de acordo com o peso dos seus átomos. Outra possibilidade era formar grupos com elementos semelhantes. Então, ele percebeu que poderia combinar as duas regras e, com o seu baralho de 63 elementos conhecidos, formou uma espécie de jogo do solitário, com o peso atómico aumentar em cada linha e os elementos de propriedades semelhantes alinhados em colunas. E ele não se ficou por aí: também mudou de lugar os elementos que não se encaixam devido ao seu peso e deixou espaços livres para elementos ainda não descobertos. Além disso, baseando-se no facto de que as propiedades químicas dos elementos se repetirem periodicamente em cada fila, foi fazendo as suas previsões de novos elemetos que viriam a ser descobertos mais tarde. Daí também o nome de Tabela Periódica.

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Monumento à Tabela Periódica em Bratislava (Eslováquia). Crédito: MMMDIRT

Dez anos depois, já se tinham descoberto 3 novos elementos que encaixavam nas previsões de Mendeleyev: o gálio, o escândio e o germânio. A Ciência rendeu-se, então, aos pés do cientista russo rebelde. E até o Czar Alexandre II perdoou a insubordinação política do cientista e a sua bigamia quando este se apaixonou por uma jovem estudante de Artes. “É certo que Mendeleyev tem duas mulheres, mas eu só tenho um Mendeleyev”, disse o governante.

Conta-se ainda que o czar definiu que o vodka com denominação de origem deveria ter 40 graus de álcool para aproveitar ao máximo o seu sabor, segundo calculou Mendeleyev na sua tese de doutoramento. Mas isto não passa de um mito e de uma operação de marketing, já que Mendeleyev nunca estudou a vodka e a marca dos 40 graus foi estabelecida quando ele tinha apenas 9 anos.

A personalidade instável de Mendeleyev viria a trazer-lhe problemas entre os seus pares, pois ele ficava furioso com os seus colegas que adoptavam novas ideias como a da existência do electrão, algo que o russo se negou a aceitar. No entanto, conhecer o interior dos átomos serviu para consolidar a sua tabela periódica que, hoje, se ordena não pelo peso atómico, mas pelo número de protões. Mas Mendeleyev viria ainda a ser homenageado quando, em 1955, se denominou mendelévio ao elemento 101 que é altamente instável.

Como se Dividem as Células?

Foi ainda nos finais do século XIX que Walther Flemming se apercebeu da existência, no interior das células, de uma substância capaz de absorver corantes e que assumia inúmeras formas ao longo do tempo. Esta substância viria a ser apropriadamente apelidada de cromatina – essa, na altura ainda desconhecida, amálgama de DNA, proteínas e RNA. E o que Flemming observara, e que acabou por ilustrar no seu livro “Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung” (1882), eram nada mais nada menos do que os cromossomas e as suas várias conformações ao longo do ciclo celular.

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Legenda: Morfologia dos cromossomas ao longo do ciclo celular; ilustrações de Walther Flemming / Public Domain Imagem retirada do livro de Walther Flemming https://cellbiology.med.unsw.edu.au/cellbiology/index.php?title=File:Walther-flemming-mitosis-2.jpg).

O ciclo celular, o período de vida de uma célula, inclui a interfase (período onde a célula passa a maior parte do seu tempo, crescendo, desempenhando as suas funções específicas, e preparando-se para a etapa seguinte) e a divisão celular. Este processo de divisão celular é complexo e divide-se em várias etapas: profaseprometafasemetafaseanafase, e telofase (que perfazem a mitose) e a etapa final de citocinese, onde a célula original efetivamente se separa, gerando duas células-filhas. E como uma imagem vale mais do que mil palavras, convido-vos a assistirem à animação que se segue e, em 3 minutos apenas, descobrirem afinal como se dividem as células…

Animação “How Cells Divide? 3 Minutes on Mitosis” por Diogo Guerra / © Diogo Guerra. 2017

A Ciência do Leitor

Diogo Guerra, Médico Veterinário e Ilustrador Médico / www.diogoguerra.com

Diogo Guerra
Dr. med. vet.
Medical & Veterinary Illustration / Diogo Guerra /

A máquina do tempo

Alimentado pelo calor do Sol, o estado do tempo é um sistema de ciclos e de forças no seio da atmosfera, o manto de ar que rodeia o nosso planeta. Vastas ondas de ar e turbilhões de nuvens circulam em padrões complexos e em mudança constante, dando origem a ventos, tempestades e outros fenómenos atmosféricos.

A previsão meteorológica é hoje um processo complexo e altamente técnico, dependendo de observações, imagens de satélite, radares e simulações de computador. Evoluiu-se muito desde os tempo das superstições. E como eram essas lendas?

Os povos antigos reagiam muitas vezes ao estado do tempo de uma maneira supersticiosa. Acreditavam que os deuses controlavam os ventos, a chuva e o Sol. Quando as condições meteorológicas eram favoráveis, haveria uma grande abundância  de animais para caçar e peixes para apanhar, e as plantações renderiam colheitas generosas. Contudo, o seu sustento estava à mercê da instabilidade do tempo: as tempestades violentas eram capazes de danificar aldeias, de destruir plantações e de gerar inundações que podiam arrastar o gado. Em tempo de seca, a escassez de alimentos e a fome eram uma ameaça constante.

Os povos antigos acreditavam que os imprevistos do tempo estavam intrinsecamente ligados ao estado de espirito e às atitudes dos seus deuses. Por esta razão, gastavam muito tempo e esforços tentando apaziguá-los. Os egípcios celebravam Rá, o deus-Sol. Tor era o deus nórdico dos trovões e dos relâmpagos, um deus a quem deveriam agradar para que as águas tranquilas agraciassem as suas expedições marítimas.

Apesar destas superstições, várias civilizações antigas recorreram às observações astronómicas para vigiarem as alterações estacionais. Os chineses inventaram, por volta do ano 300 a.C., um calendário que dividia o ano em 24 festivais e descrevia os estados de tempo associadas a cada um. A primeira referência a um udómetro (Instrumento destinado a medir a quantidade de chuva que cai num dado lugar e em determinado tempo) registou-se na Índia por alturas de 300 a.C. O estudo dos céus também permitiu prever as mudanças do estado do tempo: os assírios associavam os halos (Círculo luminoso que às vezes se nota em volta do Sol e de alguns planetas devido a certo estado da atmosfera) à aproximação da chuva.

O início científico

As primeiras tentativas científicas para compreender o estado do tempo remontam o livro Meteorologica do filósofo grego Aristóteles (384 a 322 a.C). O tratado foi uma tentativa ambiciosa para descrever o mundo físico, e o seu título deu origem ao termo meteorologista. Teofrasto, pupilo de Aristóteles, deu seguimento à obra com Sobre os Sinais do Tempo, que enumerava 50 tipos de tempestade, 80 de chuva e 45 de vento.

À semelhança de Aristóteles, as suas observações eram mistas, com algumas deduções argutas e algumas permissas mal orientadas. Também os sábios romanos demonstraram interesse pela meteorologia. A obra monumental de Plínio, o Velho (23 a 79 d.C.) Historia Naturalis, compila registos, observações e superstições do Egipto, da Babilónia, da Grécia e de Roma, alguns deles exatos e outros perpetuando mitos dos primórdios dos tempos. Quando o Império Romano se desmoronou, no século V d.C., as diligências científicas ficaram confinadas ao mundo Islâmico.

Um belo exemplo da tentativa de uma civilização antiga para explicar o estado do tempo associando um fenómeno particular com a sua própria divindade mítica é a estrutura conhecida como a Torre dos Ventos. Construída em mármore por volta do ano 100 a.C., continua em pé e em excelente estado de conservação em Atenas, na Grécia. Em cada lado deste edifício octogonal está representada, num friso decorativo, uma personificação masculina do vento do lado para onde está voltado. No seu estado original havia relógios de sol nas paredes exteriores e um relógio de água no interior. Em 1840, a torre foi libertada dos escombros, e foi restaurada durante a Primeira Guerra Mundial, e novamente durante os meados da década de 1970.

Mas a evolução das metodologias utilizadas nas previsões meteorológicas não ficam por aqui. Na próxima crónica iremos olhar desde o Renascimento até aos nossos dias.

Pausa para o almoço

O Permafrost, ou solo permanentemente gelado, é um componente chave da Criosfera e de interesse Global para a compreensão das alterações climáticas. Este curto filme apresenta uma perspectiva do permafrost na Terra e foca as actividades desenvolvidas durante o Ano Polar Internacional (API) por um grupo de investigação da Universidade de Lisboa e respectivas colaborações internacionais

in Programa Polar Português