Efeitos do álcool no corpo e cérebro das pessoas

O álcool é uma das drogas recreativas favoritas do mundo. Depois de uma bebida, a maioria das pessoas se tornam mais sociáveis, menos estressadas e mais felizes, e provavelmente vai tomar outra bebida antes de muito tempo. Para tudo isto ocorrer, o álcool na bebida tem de fazer um grande número de coisas. Quando você saborear o gim tônico e saboroso, o etanol vai para seu estômago e intestino delgado, onde ele é rapidamente absorvido em sua corrente sanguínea. Algumas das moléculas de etanol são quebradas no fígado para lhe dar energia (cerca de 7 kcal por grama), e algumas das quais chegam ao cérebro. Uma vez no cérebro, elas começam a interferir com vários tipos de neurotransmissores - as moléculas mensageiras que informam diferentes partes do cérebro para iniciar ou parar várias atividades. Embora nós não sabemos o que exatamente acontece, temos algumas pistas. EM SEU COMPORTAMENTO - O álcool é pensado afetar dois dos mais importantes neurotransmissores do cérebro: o glutamato, o que estimula a atividade elétrica do cérebro, e GABA, o que inibe. Os efeitos do álcool bloqueia o glutamato e aumenta os efeitos de GABA, de modo que o resultado global é que o álcool age como um depressor, tornando-o mais sociável e relaxado sobre o sono. Por causa de seus efeitos sedativos, o álcool o faz adormecer mais fácil. No entanto, isso reduz a qualidade do sono porque diminui a quantidade de duas das três fases de sono: o movimento rápido dos olhos - movimento (REM) - e  ondas lentas. O sono REM também é fundamental para a formação da memória, e é uma das razões por beber muito está associada com apagões. SOB PENA - Beber também pode entorpecer a dor, não apenas o sofrimento emocional, mas a dor física real. Isso ele consegue por atenuar os sinais de dor que os neurônios sensoriais enviam para o cérebro. Mas esse efeito é muito variável e não acontece em todos. O ALCOÓLATRA 'ALTO' - O álcool não é apenas um depressor. Ele também estimula a produção de dopamina, substância química associada com muitas atividades prazerosas como sexo, boa comida, e jogar jogos de vídeo. A dopamina é uma parte fundamental do sistema de recompensa-motivação no cérebro. Quanto mais dopamina uma atividade lança, mais provavelmente você se envolve na atividade para um outro disparo de libertação de dopamina. O BRILHO QUENTE - Além da mente, o álcool tem outros efeitos físicos. Embora você sinta uma certa quantidade de calor depois de uma bebida, às vezes chamado de "jaqueta de cerveja", você de fato fica mais frio mais rapidamente. Isto é porque o álcool suja o hipotálamo, a parte do cérebro que, entre outras coisas, regula a temperatura corporal. Normalmente, quando você sentir frio, seu corpo reduz o fluxo sanguíneo para a pele e direciona para os órgãos, para preservar a sua temperatura central. O álcool inverte o reflex (paywall), o envio de sangue para a pele, o que faz você se sentir quente. Mas isso também significa mais calor está vazando de seu sangue quente para o mundo exterior, por isso, se você não está vestida calorosamente o suficiente, você pode estar em risco de hipotermia. NO SEXO - Quando se trata de sexo, os homens e as mulheres respondem de forma diferente ao álcool. Para os homens, em geral, o álcool reduz a excitação e prazer. Para as mulheres, a excitação sexual sobe, mas o prazer vai para baixo. (Eu encontrei um estudo apoiando a hipótese "óculos de cerveja", que diz o álcool reduz a inibição sexual, fazendo outras pessoas olharem mais atraentemente para você, mas usa apenas uma pequena amostra de indivíduos). Todos estes efeitos variam de pessoa para pessoa com base em fatores como a genética, o tamanho do corpo, e as refeições. Mas quando você bebe muito, todos os efeitos se tornar graves. Em condições extremas, glutamato baixo e os níveis de GABA mais elevados são o que causa fala arrastada, movimentos descoordenados, e dificuldade em colocar pensamentos juntos. Consistentemente, beber muito desenvolve danos no cérebro, prejudica o coração e aumenta o risco de câncer. Mais de uma em cada 20 mortes no mundo a cada ano são causadas por causa do consumo de álcool. Então beba com moderação e segurança. Editor Paulo Gomes.

Herpes e constipação

Constipação e uma incapacidade de esvaziar a bexiga são raros, mas não inédito, queixas de pacientes que adquirem uma infecção por herpes genital. A coisa é, os médicos não poderiam dizer como estes sintomas aparentemente não relacionados foram ligados à infecção. Agora, uma equipe liderada por Akiko Iwasaki, professor de imunobiológicos da Universidade de Yale e um investigador do Howard Hughes Medical Institute, descobriu um mecanismo que liga diretamente a infecção viral com complicações gastrointestinais. Os resultados trouxe um pouco de uma surpresa para Iwasaki, e seu estudo serve como lembrete de que as doenças virais ainda comuns, ainda podem representar mistérios médicos. "Talvez esta seja a ponta do iceberg, e há outros efeitos secundários que normalmente não se associam com esta infecção", diz Iwasaki. "As doenças virais podem ter espectros mais amplo  do que o previsto."

Viajar através do corpo - Pesquisadores se concentraram seus estudos sobre "herpes oral", ou herpes simplex tipo 1 (HSV-1). Apesar de HSV-1 geralmente provoca feridas na boca e lábios, também é uma das principais causas da herpes genital. A equipe de Iwasaki utilizou um análogo de ratinhos infectados com HSV-1, e estudaram seus efeitos sobre o organismo. Eles descobriram que, em um terço dos ratos infectados pelo vírus, acometiam o tecido genital e medula espinhal. A partir daí, se espalhou para as raízes do sistema nervoso entérico, que controla os músculos que ajudam a passar os movimentos intestinais, e matou os neurônios. Uma vez que os neurônios foram incapacitado, os músculos pararam de fazer contratação e ratinhos desenvolveram uma condição conhecida como megacólon tóxico - uma complicação potencialmente fatal de doença inflamatória intestinal. Os ratos foram ajudados com um tratamento laxante. A equipe publicou seus resultados quarta-feira na revista Cell Host & Microbe.

No corpo humano - Felizmente, uma infecção por herpes não afeta os seres humanos tão drasticamente como nos ratos, e constipação grave é rara em pessoas com uma infecção HSV-1. Ainda assim, Iwasaki diz que seu estudo destaca um processo de doença não reconhecida anteriormente e dá aos médicos um novo alvo para o tratamento de pacientes que têm a obstipação crónica inexplicada. "Quando os médicos não conseguem descobrir a causa dessas condições intestinais crônicas, uma coisa é olhar para uma infecção viral", diz Iwasaki. "Há outros membros da família do vírus do herpes que infectam os mesmos tipos de neurônios." Varicela, vírus de Epstein-Barr e citomegalovírus são alguns vírus que Iwasaki cita, como eles foram encontrados em neurônios que residem no cólon. Iwasaki também está focando seus esforços de investigação sobre uma outra faceta pouco entendida de infecções de herpes: stress. Embora se acreditasse comumente que o estresse está correlacionada com a reativação do vírus, não sabemos por que - ou se - o estresse realmente tem esse efeito. por Paulo Gomes.

Cinco doenças transmitidas por carrapatos

Com o anúncio da cantora Thalía sobre sua recaída na doença de Lyme, você provavelmente já sabe que esta condição afeta o Nordeste e Centro-Oeste. Mas você sabia que a maioria dos casos de febre maculosa Rocky Mountain (febre maculosa) têm sido relatados em 6 estados que estão longe deessa cadeia de montanhas? É importante manter guarda para evitar carrapatos - doenças transmitidas, mesmo agora, como os carrapatos podem ser ativadas com as temperaturas de 40°C ou mais, de acordo com o Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Todos devem tomar precauções, mas especialmente os caçadores, caminhantes e pessoas que limpam -se e recolher as folhas durante a queda.Uma das melhores maneiras de evitar picadas de carrapatos é através da aplicação de repelente de insetos. Assinale - doenças transmitidas não deve ser tomada de ânimo leve. Se não tratada, uma infecção da doença de Lyme pode ser difundida para as articulações, coração e sistema nervoso. Febre maculosa pode ser fatal se não for tratada durante os primeiros dias.Aqui nós apresentamos cinco das doenças mais comuns causadas por carrapatos, onde eles ocorrem com mais frequência, sintomas que tem que estar alerta e sugestões de tratamentos de nossos médicos especialistas.

DOENÇA DE LYME - O carrapato de patas negras (veados) - Sintomas: A partir de 3-30 dias após a picada, ver se uma erupção vermelha se espalha, fadiga, calafrios, febre, dor de cabeça, dores musculares e articulares e inchaço dos gânglios linfáticos é apresentado. Onde ocorre: É a mais comum de todas as doenças por carrapatos, causando cerca de 300.000 casos por ano, a maioria nestes 14 estados: Connecticut, Delaware, Maine, Maryland, Massachusetts, Minnesota, New Hampshire, Nova Jersey, Nova York, Pensilvânia, Rhode Island, Vermont, Virgínia e Wisconsin.

Tratamento: Os pacientes tratados com certos antibióticos nas primeiras fases da doença de Lyme normalmente recuperam-se rapidamente e completamente. Os antibióticos comumente utilizados incluem doxiciclina, amoxicilina ou cefuroxima.

ANAPLASMOSE - Divulgados: O preto - tick legged (veado) e preto ocidental - legged carrapato.

Sintomas: Uma ou duas semanas após a picada, surge febre, dor de cabeça, dores musculares, calafrios, náuseas, dor abdominal, tosse e confusão. Onde ocorre: Os estados que representam 90% de todos os casos relatados são: Connecticut, Minnesota, Nova Jersey, Nova York, Rhode Island e Wisconsin. Tratamento: A anaplasmose é uma doença grave que pode ser fatal se não for tratada adequadamente, mesmo em pessoas anteriormente saudáveis. Doxiciclina é o tratamento de escolha para adultos e crianças de todas as idades e deve ser utilizado imediatamente sempre que se suspeita ter contraído a anaplasmose.

BABESIOSE - Home for: O preto - tick legged (veados). Sintomas: Ele é útil se você mostrar febre, calafrios, sudorese, dor de cabeça, dores no corpo, perda de apetite, náuseas e fadiga. Os sintomas podem começar dentro de uma semana, mas pode demorar um pouco mais para aparecer. A nova epidemia nos EUA: os dependentes de opiáceos idosos.

Onde ocorre: Os estados que representam 95% de todos os casos relatados são: Connecticut, Massachusetts, Minnesota, Nova Jersey, Nova York, Rhode Island e Wisconsin. Tratamento: Babesiose normalmente indivíduos tratados durante pelo menos 7 a 10 dias com uma combinação de dois medicamentos prescritos.

ERLIQUIOSE - Disseminada pelo solitário carrapato-estrela.Sintomas: Uma ou duas semanas depois de uma picada de carrapato,  surge febre, dor de cabeça, fadiga e dores musculares. Onde: a maioria dos casos estão em Arkansas, Delaware, Kentucky, Maryland, Missouri, Nova Jersey, Carolina do Norte, Oklahoma, Tennessee, Virgínia e Wisconsin. Tratamento: A erliquiose é uma doença grave que pode ser fatal se não for tratada adequadamente, mesmo em pessoas anteriormente saudáveis. Doxiciclina é o tratamento de escolha para adultos e crianças de todas as idades e deve ser utilizado imediatamente sempre que haver suspeita de erliquiose.

FEBRE MACULOSA DAS MONTANHAS ROCHOSAS - Disseminada por carrapato do cão americano, carrapato Rocky Mountain, carrapato madeira e cão. Sintomas: De 2 a 14 dias após a picada do carrapato, surge febre, dor de cabeça, dor abdominal, vômitos e dor muscular. Uma erupção também pode se desenvolver, mas muitas vezes está ausente nos primeiros dias. Onde ocorre: a maioria dos casos estão em Arkansas, Delaware, Missouri, Carolina do Norte, Oklahoma e Tennessee. Tratamento: febre maculosa é uma doença grave que pode rapidamente tornar-se fatal, mesmo entre indivíduos previamente saudáveis, se não tratada durante os primeiros dias de sintomas. Doxiciclina é o tratamento de escolha para adultos e crianças de todas as idades e deve ser usado imediatamente, sempre que existe suspeita da doença. por Paulo Gomes.

Sífilis

Além de sua rica história como uma influência sobre a alta sociedade e da moda, a sífilis é conhecida entre os médicos como o grande vigarista de medicamentos, um furtivo metamórfico que raramente segue o livro de regras, mimetizando outras doenças e médicos confusos em sua busca por um diagnóstico. Como uma doença copycat, o "grande fingidor", o diagnóstico da sífilis depende de um verdadeiro domínio de tudo o que aflige o corpo humano. Com isto em mente, um dos fundadores da medicina moderna, Sir William Osler, escreveu que "aquele que conhece a sífilis conhece medicina".

A sífilis pode fazer você ficar careca. A sífilis pode fazer você ficar louco. A sífilis pode aparecer como uma psicose. Ela pode aparecer como um sopro cardíaco grave, corroendo o revestimento da aorta e causando um refluxo mortal e massivo de sangue de volta para o coração. Ela pode manifestar-se como um acidente vascular cerebral que acarreta a metade do paciente paralisado e incapaz de falar; como escorrendo tumores no couro cabeludo e os órgãos genitais; como lesões erosivas dos olhos, pele, ossos e sistema nervoso. Às vezes parece que seria mais produtivo para perguntar o que a sífilis não faz e não o que ela faz.

A sífilis é sexualmente transmitida por contato direto da pele-a-pele com uma ferida conhecida como um cancro, que transmite uma bobina semelhante a um saca-rolhas, um tipo de bactéria conhecida como Treponema pallidum. Há quatro estágios ocasionalmente sobrepostos da infecção: primário, secundário, latente, e tardios ou terciários. Na etapa inicial, surge uma úlcera indolor no local da infecção e parece persistir durante 3 a 6 semanas. É essa úlcera ou cancro que é altamente contagioso, e podem aparecer na boca, órgãos genitais ou ânus.

Se não for tratada, o cancro pode desaparecer e ser sucedido de um mês depois do estágio secundário, em que um flores simétricas vermelhas precipitam sobre o tronco, órgãos genitais, e, muito excepcionalmente, nas palmas das mãos e plantas dos pés. Em algumas pessoas, as sobrancelhas exteriores desaparecem. Em outros, perda de cabelo resulta no que tem sido descrito como um couro cabeludo "roído de traças", como se roída pelos insetos.

A fase terciária crônica e muito mais destrutiva pode ocorrer um ano ou mesmo décadas após a infecção inicial. Pode acontecer em qualquer órgão do corpo, mas normalmente assume a forma de lesões ulcerativas da pele e membranas mucosas, vascular e neurológica. É nesta fase que confunde os médicos em sua semelhança com vários outros tipos de doenças, incluindo câncer, doenças auto-imunes, processos de doenças vasculares, ou talvez outra forma completamente infec.

Na verdade, é devido a estes sintomas vagos de sífilis e sua capacidade de afetar praticamente qualquer sistema de órgãos do corpo humano que tantas figuras históricas foram retroativamente diagnosticadas com sífilis. A sífilis tem sido atribuída por acadêmicos modernos manifestando-se como megalomania e a violência de ditadores e assassinos e, igualmente, ao narcisismo e criatividade de artistas e escritores.

A DST tem sido atribuída ao reinado errático e brutal de Idi Amin, o ditador de Uganda na década de 1970, que notoriamente se declarou o Rei da Escócia, bem como o "Senhor de todos os animais da terra e dos peixes dos mares e Conquistador do Império britânico em África em geral e Uganda, em particular. "o" déspota, bufão e assassino "morreu no exílio na Arábia Saudita a partir de falência de múltiplos órgãos resultante da sífilis latente. por Paulo Gomes.

Os micróbios e as doenças cardíacas

A doença cardiovascular pode assumir muitas formas e muitas causas tenham sido identificadas. A maioria desaes têm sido associadas com a genética e comportamento. No entanto, pode haver uma outra razão para problemas cardíacos, embora possa parecer altamente improvável. De volta a 2011, um grande grupo de pesquisadores norte-americanos fez um postulado altamente controverso. Além disso nas causas humanas de doença cardiovascular, pode haver uma microbiana tambem. Eles baseiam a sua hipótese sobre a criação de um produto químico particular, trimetilamina-N-óxido, ou TMAO.
Em ratos, um aumento na concentração de TMAO acaba por conduzir a problemas cardiovasculares incluindo lesões ateroscleróticas. Esta molécula é formada apenas em indivíduos com uma doença genética rara conhecida como Trimetilaminúria. No entanto, os micróbios são também capazes de formar TMAO e colocá-la no corpo. Em 2013, a formação de TMAO no corpo humano por bactérias foi confirmada.
A notícia da TMAO microbiana sacudiu ambos os campos, cardiologia e microbiologia, levando a uma variedade de estudos que examinam a ligação entre essa química e o potencial para a doença cardiovascular. Enquanto as ligações foram estabelecidas, uma pergunta ficou sem resposta. Ninguém conseguia explicar o que TMAO estava fazendo dentro do corpo.
Agora, pode haver uma resposta, graças a novas investigações por pesquisadores americanos, incluindo alguns dos autores do artigo original de 2011. Na semana passada, eles revelaram um possível mecanismo por trás dos efeitos prejudiciais do TMAO. Acontece que a química acende uma ainda maior cascata de problemas dentro do corpo levando a doenças cardiovasculares e um aumento do risco de ataque cardíaco e acidente vascular cerebral.
A equipe de primeira queriam determinar se havia alguma correlação entre TMAO e um evento cardiovascular. Eles olharam para mais de 4.000 pessoas e encontrou uma possível ligação entre a concentração da substância química e um risco para eventos trombóticos, tais como ataque cardíaco e derrame. Embora este não ofereça um mecanismo, oferece um caminho para análise posterior.
O próximo passo foi identificar se os principais intervenientes na trombose, plaquetas, foram afetadas em tudo pela presença de TMAO. As plaquetas são responsáveis ​​por remendar lesões nos vasos sanguíneos através da agregação juntas em coágulos. Em pessoas normais, esta coagulação é bem regulamentada, mas naqueles com trombose, as plaquetas podem formar coágulos sem a presença de lesão. Se TMAO era de fato um fator de risco para trombose, plaquetas teriam que reagir em conformidade.
Eles fizeram. Na presença de TMAO, culturas de laboratório de plaquetas eram muito mais ativa e começou a formar coágulos. Quando as plaquetas foram introduzidas para um outro factor de coagulação, colagénio, o próprio coágulo foi mais forte e mais resistente ao fluxo de líquido semelhante ao do sangue no corpo. Essencialmente, TMAO era responsável por fazer a solidificação da formação de coágulos.
O passo seguinte foi para provar este efeito dentro de um mamífero real - neste caso, os ratos. Os pesquisadores injetaram TMAO diretamente em ratos e observaram os níveis de trombose. Assim como foi na placa de cultura, TMAO levantou a actividade das plaquetas e aumentou as chances de problemas cardiovasculares. O que fez esta parte do estudo ainda mais útil foi a quantidade real de TMAO usada, que estava dentro da faixa identificada encontrada em seres humanos.
Com essas informações em mãos, os pesquisadores finalmente encontraram o mecanismo molecular por trás da ativação plaquetária. Quando a célula é estimulada com TMAO, torna-se excessivamente alerta e pronta para actuar. Uma vez que ele entra em contacto com o colagénio, as plaquetas entram na ultrapassagem e começa a formar uma cascata de coagulação por acção. Outros plaquetas TMAO estimuladas vão fazer o mesmo aumentando a chance de um coágulo problemático. Durante um longo período de tempo, isto poderia eventualmente conduzir a um bloqueio e ataque cardíaco e acidente vascular cerebral resultante.
Embora a informação foi suficiente para proporcionar um mecanismo, os autores queria provar que o problema foi efectivamente causado por bactérias. Para fazer isso, eles tomaram as bactérias fecais de um rato que sofreu trombose e transplantaram em um rato normal, saudável. Dentro de 6 semanas, o rato normal, começou a sofrer de problemas semelhante relacionados com o TMAO. A equipe foi tão longe como para definir especiais gêneros de bactérias responsáveis ​​pela condição.
Os resultados deste estudo são perto de provar os micróbios podem actuar como um factor de risco para doenças cardiovasculares. Infelizmente, esta informação pode inicialmente ser mais problemática do que útil. Devido à natureza do tratamento da doença cardiovascular, dirigindo-se a contribuição bacteriana irá requerer uma mudança em foco e tato.
Os próprios autores sugerem que pode haver uma via para a frente por tentar atingir a via de TMAO no micróbios.O risco seria reduzido simplesmente deslocando a população microbiana através de dieta e exercício.

Viagens ao Centro da Terra

O campo magnético do núcleo da Terra nos protege de um cosmos hostil. Como isso funciona?  Na península remota de Kola no noroeste da Rússia, no meio das ruínas enferrujadas de uma estação de pesquisa científica abandonada, encontra-se o buraco mais profundo do mundo. Agora coberto e fechado com uma placa de metal soldada, o Poço Superprofundo de Kola, como é chamado, é um remanescente de uma Guerra Fria, em grande parte esquecido que não visa as estrelas, mas o interior da Terra. Uma equipe de cientistas soviéticos começou a perfuração em Kola, na primavera de 1970, com o objetivo de penetrar na crosta terrestre com sua tecnologia permitiria. Quatro anos antes de os russos começarem a perfurar a crosta Kola, os Estados Unidos haviam desistido de seu próprio programa de perfuração profunda: Projeto Mohole, uma tentativa de abertura por várias milhas através do fundo do mar do Pacífico e recuperar uma amostra do manto subjacente. Mohole ficou muito aquém do seu objectivo, tendo atingido uma profundidade de apenas 183,18 metros (601 pés) depois de cinco anos de perfuração sob mais de 11.000 pés de água. Os soviéticos estavam mais persistentes. Seu trabalho em Kola continuou por 24 anos - o projeto sobreviveu a própria União Soviética. Antes da perfuração terminasse em 1994, a equipe bateu uma camada de rocha de 2,7 bilhões de anos de idade, quase um bilhão de anos mais velho que o xisto Vishnu na base do Grand Canyon. As temperaturas no fundo do buraco Kola ultrapassou 300 graus centígrados; as pedras eram tão plásticas que o buraco começou a fechar sempre que a broca era retirada. Enquanto os pesquisadores do Kola pacientemente entediados caminham para baixo, o seu homólogo na corrida espacial enviou dezenas de aeronaves para o céu: Tanto quanto a Lua, Marte e além. No início da década de 1990, quando o esforço do Kola começou a falhar, a nave espacial Voyager já tinha passado para além da órbita de Plutão. E a profundidade do furo de Kola após 24 anos de perfuração? Cerca de (12,23 km), 7,6 milhas - mais profundos do que uma invertida Monte Everest e cerca de meio caminho para o manto, mas ainda a uma distância ínfima, considerando o diâmetro da Terra como (12.743 km), 7.918 milhas. Se a Terra fosse do tamanho de uma maçã, o buraco Kola nem sequer romperia a pele. Todas as minas na Terra, todos os túneis, cavernas e abismos, todos os mares e toda vida existe dentro ou em cima da casca fina da crosta rochosa do nosso planeta, que é muito mais fina, comparativamente, do que uma casca de ovo. Imenso no interior profundo da Terra - o manto e o núcleo - nunca foram diretamente explorados, e provavelmente nunca será. Tudo o que sabemos sobre o manto, que começa cerca de (24,14 km), 15 milhas abaixo da superfície, e próximo ao núcleo da Terra, (2829,82 km), 1.800 milhas abaixo de nós, foi recolhido remotamente. Enquanto a nossa compreensão do resto do universo cresce quase que diariamente, o conhecimento do funcionamento interno de nosso próprio mundo avança muito mais lentamente. "Indo para o espaço é apenas muito mais fácil do que ir para baixo por uma distância equivalente", diz David Stevenson, um geofísico do Instituto de Tecnologia da Califórnia. "Descendo a partir de 5 km à 10 km é muito mais difícil do que ir de zero a 5 km." O que os cientistas sabem é que a vida na superfície da Terra é profundamente afetada pelo que acontece em profundidades inacessíveis. O calor do núcleo interno da terra, o qual é tão quente como a superfície do sol, contornado por um núcleo externo de ferro fundido e de níquel, gerando um campo magnético, que desvia a radiação cósmica e solar letal para longe do planeta. Para um vislumbre do que a Terra poderia ser como sem seu escudo magnético protetor, só temos de olhar para as superfícies inanimadas de mundos com campos magnéticos anêmicos, como Marte e Vênus. A arquitetura planetária que proporciona um campo abrigando a Terra tem sido amplamente entendida por várias décadas: um núcleo interno de ferro sólido aproximadamente do tamanho da Lua, cercado por um núcleo externo de (2225,08 km), 1.400 milhas de espessura de ferro líquido e níquel, com (2829,82 km), 1.800 milhas de manto sólido acima, coberto por uma crosta de  placas tectônicas lentamente à deriva. Mas quando se trata do centro do planeta, este modelo é extremamente incompleta. "Neste exato momento, há um problema com a nossa compreensão do núcleo da Terra", diz Stevenson, e é algo que surgiu apenas no último ano ou dois. O problema é grave. Nós não entendemos como o campo magnético da Terra durou bilhões de anos. Sabemos que a Terra teve um campo magnético na maior parte de sua história. Nós não sabemos como a Terra fez isso. ... “Temos menos de um entendimento agora do que pensávamos que tínhamos uma década atrás de como o núcleo da Terra tem operado ao longo da história”. Uma proposta modesta - Em uma manhã quente de verão, me encontrei com Stevenson em seu escritório em Caltech, Pasadena. Ele estava vestido para o clima, vestindo shorts, sandálias e uma camisa de manga curta. Nós conversamos um pouco sobre como as superfícies de Marte e outros planetas, apesar de está a dezenas ou centenas de milhões de distância, são muito mais acessíveis do que o núcleo da Terra. "É claro, o universo acima da Terra está mais transparente! Então você tem a maravilhosa oportunidade de usar fótons para informá-lo sobre o resto do universo”, diz ele. "Mas você não pode fazer isso no interior da Terra. Assim, os métodos que temos para ver no interior da Terra, se você vai, na verdade são bastante limitados.” Onze anos atrás, Stevenson publicou um artigo na revista  Nature  descrevendo um esquema selvagem para contornar algumas dessas limitações. Seu artigo, "Missão ao núcleo da Terra - uma proposta modesta" descrevendo uma forma de enviar uma pequena sonda diretamente para o centro da Terra.  O primeiro passo na jornada de Stevenson ao centro da Terra: detonar uma arma termonuclear para explodir uma rachadura várias centenas de metros de profundidade na superfície da Terra. Em seguida, despejar 110.000 toneladas de ferro fundido para o crack. (Stevenson me disse agora pensa que 110.000 toneladas é uma subestimativa. No lado positivo, uma explosão nuclear pode não ser necessária -. Um milhão de toneladas de explosivos convencionais pode ser suficiente.) Ferro fundido, sendo cerca de duas vezes tão denso quanto o manto circundante, iria propagar o crack para baixo, todo o caminho para o núcleo. A rachadura atrás da bolha descendente de ferro rapidamente selar-se-ia sob a pressão da rocha circundante, de modo que não haveria risco de o crack se espalhar catastroficamente e dividir o planeta, abrindo-o. Realizada juntamente com o ferro afundando seria uma sonda resistente ao calor sobre o tamanho de uma bola de futebol. Stevenson estimou que o ferro derretido e sonda moveriam-se a uma taxa de cerca de 10 mph e chegaria ao núcleo em uma semana.  A sonda iria gravar dados sobre a temperatura, pressão e composição da rocha atravessada. Desde que ondas de rádio não podem penetrar a rocha sólida, a sonda iria vibrar, transmitindo dados em uma série de ondas sísmicas minúsculas. Um sismógrafo extremamente sensível na superfície da Terra iria receber os sinais. Está dentro do alcance da tecnologia atual para construir uma sonda capaz de sobreviver a imersão em ferro fundido e coletar seus dados, mas que sobre o resto do plano? Poderia alguma versão da ideia de Stevenson possivelmente funcionar? "O esquema especial que propus é provavelmente impraticável", ele me disse, principalmente por causa das enormes quantidades de ferro fundido que seriam necessários. "Mas não era fisicamente ridículo. A engenharia pode ter sido ridícula, mas em termos de princípios físicos, eu não estava a violar nenhuma lei da física. Eu estava mostrando que em um mundo sem restrições por preocupações sobre a quantidade de dinheiro que você gastaria você poderia contemplar fazendo o que eu descrevi". Propor uma missão realista não era o ponto principal, diz Stevenson. Ele queria destacar os limites do que pode ser conhecido através da construção de teorias sobre o interior da Terra, do nosso poleiro na superfície do planeta. "Eu queria lembrar as pessoas que a história da exploração planetária nos contou a importância de ir lá. Vez após vezes, nós aprendemos coisas quando chegamos a um planeta que não havíamos suspeitado por olhar aquele planeta de longe. Eu acredito muito fortemente neste aspecto da ciência. "Existe o perigo de que vamos compartimentalizar a nossa compreensão de um aspecto do universo dizendo para nós mesmos: 'OK, nós sabemos que não podemos ir lá, então vamos construir essa história elaborada do que está lá baseado em observações de controle remoto.  E isso é o que fazemos à Terra", Stevenson continua. "Nós nem sequer sabemos se o material imediatamente adjacente ao núcleo é totalmente sólido ou em parte sólida. Nós não sabemos o caráter da fronteira manto-núcleo. Há um monte de perguntas que só seriam respondidas com precisão, indo lá." Buscando o centro - Na falta de acesso direto a qualquer coisa além de algumas milhas abaixo da superfície da Terra, Stevenson e outros geofísicos são forçados a confiar em métodos indiretos, pelo menos por agora. Educada adivinhação - e conjecturas não tão educadas - tem uma longa história em geologia. Enquanto Kepler, Galileu e outros estavam estabelecendo as bases da astronomia moderna no século 17, os estudos da própria Terra manteve-se uma ciência medieval, atolada em mito e imaginações fantásticas. Um terremoto poderoso o suficiente para ser sentido ocorre em algum lugar do planeta Terra uma vez a cada 30 minutos. Cada um libera uma variedade de ondas sísmicas. Além das ondas que distorcem a superfície da Terra e causam tanta destruição, os  terremotos desovam dois outros tipos de energia sísmica que ricocheteiam através do corpo de todo o planeta. Ondas primárias ou ondas P, comprimem as camadas de rocha ou líquido por onde passam. Elas se movem em mais de (25749,5 km), 16.000 pés por segundo através do granito. Ondas secundárias ou ondas-S, puxam para além rochas quando elas ondulam através do planeta, criando o que os cientistas chamam de forças de cisalhamento. Viajando a cerca de metade da velocidade das ondas P, que são o segundo tipo de onda para alcançar sismógrafos, daí o seu nome. Ondas secundárias movem-se apenas através de sólidos; forças de cisalhamento não existem em líquidos (uma vez que os líquidos não podem ser dilacerados). As velocidades e caminhos de ambos os tipos de ondas variam de acordo com a densidade e elasticidade dos materiais que elas encontram. Sempre que as ondas alcançam uma fronteira entre as regiões que diferem em densidade ou outras propriedades, que são deflectidas a partir de suas trajetórias. Ao analisar esses tipos de dados de ondas sísmicas, os cientistas podem identificar as rochas e metais que compõem o manto e o núcleo da Terra. Ao entrar no século 20, a maioria dos cientistas acreditava que a Terra tinha um núcleo de ferro líquido. A evidência parecia óbvia: mapas sísmicos do interior da Terra revelaram uma ausência de ondas S no centro da Terra, presumivelmente porque as ondas batem uma zona de líquido através do qual elas não poderiam viajar. Estudos sísmicos também revelou que todos os terremotos criou uma onda P "zona de sombra" na superfície da Terra onde as ondas primárias não chegam a algumas estações sísmicas; a localização da zona de sombra da onda P variou com o ponto de origem do sismo. Para explicar a zona de sombra, os cientistas argumentaram que o núcleo líquido presumido da Terra desvia as ondas P de suas trajetórias previstas, de modo que não seriam registradas em todas as estações sismográficas. O primeiro indício de que a Terra realmente tinha um núcleo de ferro sólido debaixo de uma camada de líquido veio em 1929, após um terremoto de magnitude 7,8 que sacudiu a Nova Zelândia. Tais grandes tremores fornecem uma riqueza de dados e pesquisadores ao redor do mundo se debruçaram sobre gravações sismográficas no rescaldo do terremoto. Mas apenas um cientista notou nada de anormal. Inge Lehmann fez anotações minuciosas sobre a atividade sísmica, incluindo o tempo de chegada de ondas P, em várias estações sismográficas. (Lehmann manteve suas notas em cartões armazenados em caixas de aveia vazias.) Encontrou as ondas P no que deveria ter sido zonas de sombra de ondas. Se o núcleo da Terra fosse completamente líquido, ondas P deveriam ter sido desviadas para longe das zonas de sombra. Em um artigo publicado em 1936, argumentou que as ondas P anômalas devem ter sido desviadas de alguma estrutura mais densa dentro do núcleo líquido, enviando-as em trajetórias para as zonas de sombra. Lehmann concluiu que a Terra deve ter um núcleo interno sólido. Não foi até 1970 que os instrumentos se tornaram sensível o suficiente para provar além de qualquer dúvida que Lehmann tinha razão. Lehmann, que publicou seu último artigo científico quando tinha 98, morreu em 1993 com a idade de 104. A queima da Terra, agitando o motor - Com a descoberta da natureza do núcleo interior, os componentes básicos da composição da Terra - e até a evolução do planeta desde as suas origens foram esclarecidos.  Ou assim parecia até recentemente. Nova pesquisa descobriu uma falha na nossa compreensão do núcleo - especificamente, sobre a maneira pela qual os fluxos de energia térmica a partir do núcleo e através do manto sobrejacente. O problema levanta questões importantes sobre a idade do núcleo interno, e sobre como a Terra gera seu campo magnético, um fenômeno crucial para a existência de vida. Com base na datação radioativa de rochas antigas, os cientistas estimam que a Terra se formou cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. Quando a fundida proto-Terra esfriou, sua camada mais externa havia endurecida em uma crosta fina. O manto da Terra também solidificou-se com o tempo, embora até agora a temperatura no manto inferior é de cerca de (2204,44°C), 4.000 F. O núcleo interno, uma vez que inteiramente líquido, está lentamente solidificando-se de dentro para fora, aumentando seu diâmetro por cerca de meio milímetro por ano, de acordo com algumas estimativas. O ponto de fusão do ferro é maior em maior pressão, e como o planeta esfriou as pressões extremas no centro da Terra, eventualmente, impediu o ferro encontrado lá de continuar a existir como um líquido. Apesar das temperaturas semelhantes ao Sol, o núcleo interno começou a se solidificar, e ele está vindo a crescer desde então. Sob um pouco menos de pressão, o núcleo exterior - a (2253,08 km), 1.400 milhas de profundidade, de (4426,67°C), 8.000 graus no oceano de ferro e níquel - ainda está quente o suficiente para ser fluido. "Seria como fluir água através de suas mãos", diz Bruce Buffett, um geofísico da Universidade da Califórnia, Berkeley. Todas as camadas da terra, a partir do núcleo à crosta, estão em constante movimento, causadas pelo fluxo de calor. Movimentos de calor através do interior da Terra distinguem-se em duas maneiras fundamentalmente diferentes: convecção e condução. A convecção ocorre quando o calor cria movimento nas camadas acima – o material aquecido sobe, depois desce novamente enquanto esfria, apenas para ser aquecido mais uma vez. A convecção assemelha-se a uma panela de sopa fervente. Nas profundezas da Terra, a convecção em câmara lenta de minerais rochosos no manto e perda de calor do arrefecimento do núcleo interno sólido provoca convecção no núcleo externo líquido. O calor também faz o seu caminho através da terra por condução - a transferência de energia térmica por moléculas dentro de um material de áreas mais quentes para os mais frios - sem causar qualquer movimento. Para continuar com o exemplo da sopa, o calor é conduzido através do fundo da panela de metal. O metal no pote não se move; ele simplesmente transmite ou conduz o calor para o conteúdo do pote. O mesmo é verdade no interior da Terra: Além de correntes de convecção que deslocam material aquecido através do núcleo do exterior e do manto, o calor é conduzido através de líquidos e sólidos sem agitá-los. Os pesquisadores sabem há muitas décadas que a lenta chapinha convectiva de ferro líquido no núcleo externo, ajudada pela rotação da Terra, gera o campo magnético do planeta. Como os fluxos de ferro derretido, ele cria correntes elétricas que geram campos magnéticos locais. Esses campos por sua vez, dão origem a mais correntes eléctricas, um efeito que resulta num ciclo de auto-sustentação chamado um geodínamo. Evidências de antigas rochas revela que o geodínamo da Terra tem sido instalado e funcionando por pelo menos 3,5 bilhões de anos. (Quando as rochas se formam, seus minerais magnéticos se alinham com o campo da Terra, e que a orientação é preservada quando as rochas se solidificam, proporcionando geofísicos com um registro, escrito em pedra, do passado magnético do planeta.) Mas aqui está o problema fundamental com a nossa compreensão do geodínamo: Ele não pode trabalhar da forma que os geofísicos têm acreditado por muito tempo. Dois anos atrás, uma equipe de cientistas de duas universidades britânicas descobriu que o ferro líquido, nas temperaturas e pressões encontradas no núcleo externo, libera muito mais calor para o manto do que ninguém tinha pensado isso fosse possível. "Estimativas anteriores eram muito baixas", diz Dario Alfe, geofísico da University College London, que participou na nova pesquisa. "A condutividade é duas ou três vezes maior do que o que as pessoas costumavam pensar." A descoberta é vexatória: Se o ferro líquido conduz o calor no manto em uma taxa tão alta, não haveria calor suficiente no núcleo externo para agitar o seu oceano de ferro líquido. Em outras palavras, não haveria convecção accionada termicamente no núcleo externo. Se uma panela de sopa conduzisse calor para o ar circundante isso de forma eficaz, a convecção nunca iria começar, e a sopa nunca iria ferver. "Este é um grande problema", Alfe diz, "porque a convecção é o que impulsiona o geodínamo. Nós não teriamos um geodínamo sem convecção.” Alfe e seus colegas usaram supercomputadores para realizar um cálculo dos "primeiros princípios" de fluxo de calor em ferro líquido no núcleo da Terra. Por primeiros princípios, eles querem dizer que eles resolveram um conjunto de equações complexas que governam os estados atômicos do ferro. Eles não foram estimar ou extrapolar a partir de experimentos de laboratório - eles estavam aplicando as leis da mecânica quântica fundamentais para derivar propriedades do ferro a pressões e temperaturas extremas. Os pesquisadores britânicos passaram vários anos desenvolvendo as técnicas matemáticas utilizadas nas equações; só nos últimos anos os computadores tornam-se poderosos o suficiente para resolver este impasse.  "Foi emocionante e assustador, porque encontramos valores que eram muito diferentes do que as pessoas têm usado", diz Alfe sobre a descoberta. "A primeira coisa que você pensa é:" Eu não quero estar errado com isso." Sem impactos, nenhum campo magnético, nenhuma vida? - A obra ganhou ampla aceitação desde sua publicação em  Nature,  há dois anos, especialmente desde que seus cálculos de primeiros princípios têm agora algum apoio experimental. Uma equipa de investigadores japoneses descobriram recentemente que as pequenas amostras de ferro, quando submetidas a altas pressões no laboratório, apresentavam as mesmas propriedades de transferência de calor que AlFe e seus colegas previram. Stevenson, geofísico do Caltech, diz que os novos valores para a condutividade do ferro líquido provavelmente vai resistir ao teste do tempo. "É possível que os números podem descer um pouco, mas eu ficaria surpreso de vê-los todo no caminho para o valor convencional", diz ele. Então, como podem as novas descobertas ser conciliadas com a inegável existência do campo magnético do planeta? Stevenson e outros pesquisadores já haviam proposto um segundo mecanismo para além do fluxo de calor que poderiam produzir a convecção necessária no núcleo externo. O núcleo interno, embora composto quase inteiramente de ferro puro, é pensado conter traços de elementos mais leves, principalmente oxigênio e silício. À medida que o ferro no núcleo interior arrefece e se solidificam, os investigadores supõem, alguns desses elementos leves iriam ser a maneira de alimentar o geodínamo. Mas a convecção composicional iria trabalhar apenas uma vez que um núcleo interno já havia formado. Em um núcleo puramente líquido, os elementos leves seriam distribuídos uniformemente por todo o líquido, de modo que não haveria convecção composicional. Com base em como tão rápido é o esfriamento e solidificação do núcleo da Terrao núcleo rápido da Terra agora, é provável que o núcleo interno formou-se há relativamente pouco tempo, talvez nos últimos bilhões de anos. Como o geodínamo consegue funcionar por pelo menos um par de bilhões de anos antes da existência do núcleo interno? "O problema é, na verdade, no passado da Terra", não no presente, diz Alfe. "Este é o lugar onde novas hipóteses estão chegando. Algumas pessoas estão dizendo que talvez a Terra fosse muito mais quente no passado." Se a jovem Terra continha mais calor do que as teorias atuais argumentam, pode ter havido sobra suficiente para alimentar a convecção necessária, mesmo tendo em conta as novas descobertas sobre maior condutividade do ferro líquido. O que poderia ter fornecido o calor extra?  Colisões primordiais entre a jovem Terra e outros protoplanetas haviam forçado material do manto para o núcleo, proporcionando o calor que deu o pontapé inicial ao geodínamo da Terra. A ideia de que um corpo do tamanho de Marte colidiu com a Terra há cerca de 4,5 bilhões de anos foi proposto pela primeira vez na década de 1970, em um esforço para explicar a estranha semelhança de rochas lunares às terrestres. Rochas lunares são exclusivas a esse respeito. Os meteoritos, por exemplo, têm perfis químicos e elementares que os marcam como distintamente sobrenaturais. "Mas as rochas da Lua e da Terra parecem idênticas", diz Buffett. Stevenson, Buffett e outros pesquisadores suspeitam que a teoria de nascimento ardente da Lua pode também resolver o problema de como a Terra manteve o seu geodínamo em execução antes de o núcleo interno haver se formado: Grande parte da energia de impacto de colisões primordiais, como o que pode ter causado a formação da  Lua, teria sido convertida em calor, liquefacção do interior da Terra. Alguns dos restos de um desses impactos, eventualmente, fundiram-se para formar a Lua. A própria Terra foi deixada tão quente que teria brilhado como uma estrela pequena por mil anos. "A maioria das pessoas pensam que esses impactos, provavelmente, definem as condições térmicas iniciais do planeta", diz Buffett. "E o núcleo foi tocando o calor ao longo do tempo geológico."  Se não fosse por esse armazenamento do excesso de calor, o geodínamo da Terra nunca poderia ter começado. E sem um campo magnético protetor em torno do planeta, a radiação solar teria despojado a atmosfera da Terra e bombardeado a superfície, o que aparentemente foi o destino de Marte. Pode ser que vários fenômenos aparentemente díspares foram essenciais para tornar a Terra um mundo habitável: a formação da Lua, o campo magnético planetário, as placas tectônicas e presença de água. Sem a colisão que criou a lua, não teria sido suficiente para a convecção de calor ter-se iniciado no núcleo da Terra e do poder do campo magnético. Sem água, a crosta terrestre poderia ter permanecido dura demais para ser dividida em placas tectônicas; e sem uma crosta tectonicamente fraturada, muito calor teria ficado preso dentro da Terra. Sem a Terra ser capaz de arrefecer, não teria havido nenhuma convecção e condução. "Estas coisas estão conectadas, ou são apenas coincidências felizes?", Pergunta Buffett. "Nós não sabemos com certeza. Estas correspondências são intrigantes. Você pode olhar para Venus: não há placas tectônicas, sem água, sem campo magnético. Quanto mais você olha para isso e pensar disso, mais você acha que não pode ser uma coincidência. O pensamento de que essas coisas podem estarem conectadas é uma espécie de maravilhoso."  Então, a Terra é única? A vida exige mais do que o oxigênio, água e temperaturas adequadas? São uma colisão primordial fortuita e uma Lua também necessária, juntamente com um núcleo líquido agitando? Quanto repetível podem ser as circunstâncias que deram origem ao nosso mundo, com sua crosta filmada com a vida, protegida de um cosmos hostil por um motor interno de 3,5 bilhões de anos de idade, de calor e de ferro? "Ainda não está claro o quão incomum nosso sistema solar é", diz Stevenson. "É muito óbio que os planetas são extremamente comuns - não há absolutamente nenhuma dúvida sobre isso. Mas a formação de planetas é um processo não determinístico. É um processo caótico que tem uma variedade de resultados. Em nosso sistema solar sozinho, há diferenças marcantes entre a Terra e Vênus. Eu acho que é uma questão de sorte, como os dados foram jogados.” As respostas podem vir como nós aprendemos mais sobre os tipos de mundos que orbitam outras estrelas, diz Stevenson. Talvez um punhado desses mundos seja semelhante ao nosso ou talvez milhares. E talvez um tenha habitantes que moram em uma crosta fina mutável, buscando entender o que está abaixo deles, e se perguntando se o seu mundo é milagroso ou mundano. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira. 

Pressão e temperatura no interior da Terra

Não é nenhuma surpresa que os túneis mais profundos requerem apoios mais fortes: o aumento da pressão para baixo a partir do peso das rochas sobrepostas com a profundidade, simplesmente porque a massa da camada de rocha aumenta com a profundidade. Em rocha sólida, a pressão a uma profundidade de 1 km é cerca de 300 atm. No centro da Terra, a pressão provavelmente atinge cerca de 3,6 milhões atm. A temperatura também aumenta com a profundidade na Terra. Mineiros em veios de ouro expostos em túneis com 3,5 km abaixo da superfície submeteram-se à temperatura cerca de 53°C (127°F). Referimo-nos à taxa de variação da temperatura com a profundidade como o gradiente de energia geotérmica. Na parte superior da crosta, as médias de gradientes térmicos ficam entre 20°C e 30°C por km. A maiores profundidades, a taxa diminui para 10°C por km ou menos. Assim, 35 km abaixo da superfície de um continente, a temperatura atinge 400°C a 700°C, e no encontro manto-núcleo é de cerca de  3.500°C. Ninguém mediu diretamente a temperatura no centro da Terra, mas os cálculos sugerem que ela pode ser superior a 4.700°C, próxima da temperatura da superfície do Sol de 5500°C. Editor PauloGAPereira.