“A catástrofe final”: uma bomba nuclear pode incendiar a atmosfera?

por Lucas
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“Quando vim até você com aqueles cálculos, pensamos que poderíamos iniciar uma reação em cadeia que poderia destruir o mundo inteiro”. O diálogo entre J. Robert Oppenheimer e Albert Einstein encapsula um momento profundo na história da ciência e da humanidade. Oppenheimer, refletindo sobre o desenvolvimento de armas nucleares, sugere metaforicamente a Einstein que o trabalho deles iniciou uma reação em cadeia que poderia potencialmente destruir o mundo. Essa metáfora refere-se ao início de uma era em que o mundo começou a se armar com armas nucleares capazes de múltiplas rodadas de destruição global.

Historicamente, antes da primeira detonação de uma bomba nuclear, havia uma preocupação genuína entre os físicos sobre a possibilidade de a explosão incendiar a atmosfera da Terra, levando a consequências catastróficas. Edward Teller, um físico teórico, levantou preocupações-chave em uma reunião de recrutamento na Califórnia. Ele especulou que uma reação sustentada, semelhante ao que ocorre no Sol, poderia ser desencadeada pela bomba.

Um artigo publicado discute esses medos em detalhes. Ele descreve a apreensão de Teller de que a detonação de uma bomba de fissão poderia causar um aquecimento local rápido da atmosfera. Sem um resfriamento adequado, isso poderia elevar as temperaturas a um ponto em que os núcleos de nitrogênio (14N) na atmosfera pudessem se fundir com outros isótopos atmosféricos leves, como hidrogênio (1H), carbono (12C) ou oxigênio (16O).

O Projeto Manhattan, que tinha alguns dos principais físicos da época, abordou essas preocupações. Em 1942, Oppenheimer se reuniu com Arthur Compton, ganhador do Prêmio Nobel em física de radiação, para discutir essas questões. Sem dados experimentais, eles só podiam teorizar sobre os resultados de uma explosão nuclear.

Compton, relembrando a reunião anos depois, compartilhou as preocupações de Oppenheimer em uma entrevista com a American Weekly em 1959. Ele explicou que os núcleos de hidrogênio são instáveis e podem se combinar em hélio com uma liberação significativa de energia, como acontece no sol. A questão crítica era se a alta temperatura de uma bomba atômica poderia desencadear uma reação semelhante na Terra.

A conversa também abordou o potencial de uma reação nos oceanos. Dada a presença de hidrogênio na água do mar, havia o medo de que uma explosão nuclear pudesse desencadear uma explosão oceânica generalizada. Além disso, a instabilidade do nitrogênio atmosférico levantou preocupações sobre sua potencial reação a uma explosão atômica.

Compton, no entanto, tranquilizou Oppenheimer de que tal reação em cadeia catastrófica era improvável sob condições atmosféricas. Ele explicou que o resfriamento por radiação sempre ocorreria muito rapidamente para que tal reação fosse sustentada. Isso foi posteriormente confirmado por Teller em um relatório classificado divulgado em 1979. Teller concluiu que as perdas de energia para a radiação sempre superariam os ganhos das reações, tornando tal cenário impossível sem o uso de bombas significativamente mais poderosas.

Dados experimentais adicionais, incluindo testes que criaram quasicristais “proibidos”, mostraram que reações sustentadas nos oceanos e na atmosfera não são iniciadas por explosões nucleares. No entanto, um artigo recente de Michael Wiescher e Karlheinz Langanke identificou um aspecto negligenciado dessas preocupações iniciais. Enquanto o foco era principalmente no 14N devido à sua abundância na atmosfera, a equipe não considerou a reação 14N(n,p)14C, que produziu 14C em abundância.

Este radiocarbono, como explicado no artigo, diminui rapidamente na atmosfera, pois é absorvido pelas plantas através do ciclo do carbono. Consequentemente, ele se torna parte de todos os materiais biológicos por milhares de anos. Esse radiocarbono permanece em nossos corpos, servindo como um lembrete duradouro das consequências das ações humanas, particularmente o desenvolvimento de armas nucleares, um ponto que Oppenheimer queria ressaltar.

O artigo é publicado na Natural Sciences.

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