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sexta-feira, 24 de fevereiro de 2017

Atmosfera Escondida

A atmosfera da terra é realmente pequena se comparada ao seu raio. Quão grande deve ser cavado um buraco afim de que as pessoas sufoquem sem ar? 
-Sam Burke 

A ideia aqui é bem simples: Quando você cava um buraco no chão, o buraco se enche de ar. Se você cavar um buraco grande o suficiente, a maior parte da atmosfera vai se direcionar para ele, e não vai ter ar suficiente fora do buraco para podermos respirar. 
  
O volume exato da atmosfera é complicado de definir, pois quanto mais alto mais fina ela fica. Se comprimisse tudo à densidade normal do ar da superfície, seria cerca de 10 km, e tomaria um volume de 4 bilhões de km³ (quilômetros cúbicos). 4 bilhões km³ de ar é suficiente para encher um cubo de 1600 km de altura, que é quase o volume do volume sólido da Terra. Daí já temos uma boa ideia do tamanho do nosso buraco.  

Cavar um buraco tão grande assim seria um desafio. Mesmo um buraco do tamanho de Massachusetts teria que ser mais profundo que o diâmetro da Terra para caber toda a atmosfera à pressão da superfície. Um buraco do tamanho dos Estados Unidos teria que ter 400 km de profundidade muito mais fundo do que nós podemos cavar. 
Mas espere! A pressão do ar muda com a altura. A pressão do ar abaixa quando se aumenta a altura, o que dá pra notar às vezes quando os ouvidos tampam ao dirigir pela estrada ou dentro de um elevador. Do mesmo jeito, a pressão aumenta quando se diminui a altura. A pressão do ar em uma mina profunda é muito maior que a pressão a nível do mar. 
Parece que a crescente pressão nos ajudaria a colocar mais ar no buraco. A pressão comprimiria o ar, logo, um buraco profundo seria capaz de armazenar mais do que sua “capacidade real” de ar. Mas isso não funciona exatamente assim. 
Quanto mais fundo você vai cavando, as rochas ficam mais quentes. A pressão comprime o ar, mas o calor causa sua expansão. No caso de um buraco na crosta da Terra, a expansão pelo calor das rochas pode contra-atacar a compressão da alta pressão. Os cálculos mostram que o gradiente de temperatura de mais de 30°C por quilômetro resultaria em compressão zero! Se a mudança de temperatura for mais rápida que isso – como é comum em áreas com crosta fina ou atividade vulcânica – a densidade do ar irá cair com a profundidade mesmo que a pressão aumente. 
Ok, mas e se comprimíssemos o ar de algum outro jeito? 
  
Tanques de mergulho podem conter ar comprimido 200 vezes. Uma pilha de tanques de mergulho só teria que ter algumas centenas de quilômetros de altura para manter toda a atmosfera comprimida. Se quisermos comprimir ainda mais o ar, podemos liquidificá-lo. O ar é principalmente oxigênio e nitrogênio, Se obtivermos ar fio o suficiente, ele se transforma em um líquido com uma densidade semelhante à agua. 
 Se transformássemos toda atmosfera em líquido – só pra constar, eu não acho que deveríamos – poderíamos encaixar tudo no chão. Teríamos que remover um pedaço da crosta superior da Terra, expondo veias de magma e câmaras pressurizadas e teríamos que selar de alguma forma para manter as coisas frias o suficiente para que os tanques de armazenamento não derretam. 
A escavação seria uma missão quase impossível. Mas se você de alguma forma solucionasse os incontáveis problemas de engenharia, você poderia colocar toda a atmosfera líquida em uma buraco de 8 km de profundidade, mais ou menos do tamanho do Texas. 
Embora você possa não querer usar esse estado em particular.

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