A poluição luminosa está obscurecendo o céu noturno

Uma análise surpreendente do Globe at Night – um programa de ciência cidadã administrado pelo NOIRLab da NSF – conclui que as estrelas estão desaparecendo da vista humana em um ritmo surpreendente. Crédito da imagem: NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld

Uma iniciativa de ciência cidadã chamada Globe at Night tem algumas notícias preocupantes para a humanidade. Nossa luz artificial está abafando o céu noturno para mais e mais pessoas. E está acontecendo mais rapidamente do que se pensava.

Globe at Night é um projeto internacional de ciência cidadã administrado pelo NOIRLab da National Science Foundation. Ele aumenta a conscientização sobre a poluição luminosa e como ela está afetando nossa visão do céu noturno. Um novo artigo de pesquisa baseado em dados observacionais do Globe at Night mostra que o céu noturno médio cresceu 10% mais brilhante a cada ano em luz artificial nos últimos onze anos. E à medida que nossa luz artificial se torna mais brilhante, mais estrelas ficam obscurecidas.

O artigo é “Cientistas cidadãos relatam reduções rápidas globais na visibilidade das estrelas de 2011 a 2022”, e foi publicado na revista Science. O principal autor é Christopher Kyba, pesquisador do Centro Alemão de Pesquisa em Geociências.

“A introdução da luz artificial provavelmente representa a mudança mais drástica que os seres humanos fizeram em seu ambiente.”

Christopher Kyba, Centro Alemão de Pesquisa em Geociências.

Deveríamos ser capazes de ver vários milhares de estrelas em uma noite clara. Devemos ser capazes de ver o grande arco da Via Láctea também. Mas isso está se tornando cada vez mais difícil para mais e mais pessoas. Nossa crescente iluminação artificial é responsável, mas é difícil medir com satélites. Grande parte da nossa luz artificial se espalha horizontalmente, o que os satélites não conseguem medir com eficiência.

De pé ao lado da Via Láctea. Abafar o céu noturno com luz artificial nos afasta da natureza, e isso não é bom para os humanos. Crédito: P. Horálek/ESO

Os autores deste artigo obtiveram seus dados de cientistas cidadãos que participaram do Globe at Night. Os participantes classificaram sua visão do céu noturno comparando-a com um conjunto padrão de imagens. As imagens foram calibradas para mostrar o céu noturno visto por cada participante em sua localização na Terra. As imagens estão em um gradiente para que cada uma mostre progressivamente menos estrelas para imitar o aumento da poluição luminosa. Os participantes selecionaram a imagem que melhor correspondia à sua visão real. Os dados fornecem uma estimativa do que é chamado de magnitude limitante a olho nu. Diz o quão brilhante um objeto do céu deve ser para ser visto.

Estes são exemplos de mapas estelares usados no projeto de ciência cidadã Globe at Night. Estes são os de 30 o norte mostrando a constelação de Orion. Os participantes compararam sua visão a olho nu com esses gráficos. A parte superior esquerda representa a vista do centro da cidade e a parte inferior direita representa a vista de um local remoto. Crédito da imagem: Kyba et al. 2023.

O estudo mostra que nossa crescente poluição luminosa está tendo um efeito profundo. Cerca de 30% das pessoas em todo o mundo e aproximadamente 80% das pessoas nos Estados Unidos não podem mais ver a Via Láctea. Isso está mudando mais rápido do que os cientistas pensavam. Mas eles basearam suas conclusões em dados de satélite, que lutam para medir o brilho da luz da superfície. O Globe at Night coleta dados do solo, e este estudo é um alerta.

É assim que o brilho do céu se parece na Cidade do México. Por Fernando Tomás de Saragoça, Espanha – Flickr, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=348732

Numa época em que a guerra se alastra na Europa e a humanidade enfrenta as mudanças climáticas, as mudanças no céu noturno podem não parecer muito impactantes. Mas há algo comovente e triste nisso. O céu noturno faz parte do patrimônio natural e cultural da humanidade. E está desaparecendo diante de nossos olhos.

No entanto, trata-se de mais do que a relação contemplativa da humanidade com o céu noturno, algo que remonta à pré-história. O aumento da iluminação artificial entra em conflito com nossos ciclos naturais de dia/noite e pode ser prejudicial aos ciclos de sono humanos. Também é prejudicial para a vida selvagem, pois seus ciclos naturais também evoluíram junto com o ciclo natural dia/noite. Nossa iluminação artificial não só pode perturbar o habitat da mesma forma que uma escavadeira, mas também perturba as relações predador/presa, já que os predadores usam a luz para caçar e as presas usam a escuridão para se esconder. Também está afastando os animais noturnos de nossas áreas iluminadas.

Em entrevista ao Darksky.org, o principal autor do estudo, Christopher Kyba, disse: “A introdução da luz artificial provavelmente representa a mudança mais drástica que os seres humanos fizeram em seu ambiente. Os predadores usam a luz para caçar e as espécies de presas usam a escuridão como cobertura”, explicou Kyba. “Perto das cidades, o céu nublado agora é centenas ou até milhares de vezes mais brilhante do que há 200 anos. Estamos apenas começando a aprender o efeito drástico que isso teve na ecologia noturna”.

Sabemos intuitivamente que estamos iluminando o céu noturno à medida que mais e mais pessoas vivem em cidades cada vez maiores. Mas os dados têm sido difíceis de coletar. É aí que entra o Globe at Night. Desde 2006, eles coletam dados sobre a visibilidade estelar. Em seu artigo, os autores analisaram mais de 50.000 observações enviadas ao Globe at Night entre 2011 e 2022.

Esta figura do estudo mostra onde as observações dos cientistas cidadãos foram distribuídas globalmente. A mostra o número de observações por ano e continente, e B mostra a distribuição espacial de todos os anos combinados. Crédito da imagem: Kyba et al. 2023.

Os dados traçam o preço crescente que pagamos por nossa poluição luminosa. Isso mostra que, para o participante médio do Globe at Night, o céu está se tornando 9,6% mais brilhante a cada ano. Durante a infância de uma pessoa comum, que dura 18 anos, o brilho do céu noturno aumenta quatro vezes. Isso não é verdade em todos os locais da Terra, então não seria tão ruim para pessoas em locais rurais ou remotos. Mas para as pessoas nas cidades ou nos subúrbios próximos às cidades, é provável que seja ainda mais pronunciado.

“Neste ritmo de mudança, uma criança nascida em um local onde 250 estrelas eram visíveis seria capaz de ver apenas cerca de 100 quando completasse 18 anos”, disse o principal autor Kyba.

Esta figura do estudo plota o Fator de Brilho do Céu (SBF) com a Magnitude Limitante a Olho Nu (NELM) para ilustrar como estamos perdendo a visibilidade do céu noturno. Um SBF de 1 indica a luz das estrelas e SBF 10 indica que o céu é 10 vezes mais brilhante que a luz das estrelas. (Como é uma escala logarítmica, eles são plotados como log10SBF = 0 e 1, respectivamente.) Valores NELM menores no eixo y mostram que menos estrelas são visíveis. O gráfico plota dados de 2011, dados de 2021 e dados de todos os anos. Crédito da imagem: Kyba et al. 2023.

Kyba também foi o principal autor de um artigo de pesquisa de 2017 que analisou a iluminação artificial. É intitulado “Superfície artificialmente iluminada da Terra à noite aumentando em brilho e extensão”, e foi publicado na revista Science Advances.

Esta figura do estudo de 2017 mostra a taxa de mudança globalmente para Area e Radiance. As mudanças são mostradas como uma taxa anual para a área iluminada (A) e o brilho das áreas iluminadas de forma estável (B). As taxas anuais são calculadas com base nas mudanças ao longo de um período de quatro anos, de 2012 a 2016. Como se baseia em dados de satélite, parte do que mostra está relacionado a guerras (Síria) e incêndios florestais (Austrália). Crédito da imagem: Kyba et al. 2017.

Alguns dos nossos problemas de iluminação estão relacionados à tecnologia. O desenvolvimento de postes de LED criou um tipo de iluminação mais eficiente em termos energéticos que reduziu o custo de iluminação de áreas externas. A tecnologia de iluminação de baixo consumo de energia não reduziu a luz, porque é mais barata de usar. As pessoas podem usar mais sem pagar mais. “Independentemente do contexto histórico ou geográfico, os humanos tendem a usar tanta luz artificial quanto podem comprar por – 0,7% do PIB”, apontam os autores do estudo de 2017.

Um brilhante mapa noturno da Europa. A maioria das luzes nesta imagem são postes de luz, que constituem a maior parte da poluição luminosa. A atmosfera espalha a luz, criando o brilho do céu. Imagens do NASA Earth Observatory por Joshua Stevens, usando dados Suomi NPP VIIRS de Miguel Román, Goddard Space Flight Center da NASA

A humanidade cresceu sob o céu noturno, e as evidências de culturas antigas deixam isso claro. Numerosas estruturas antigas ainda existentes hoje foram orientadas para objetos celestes no céu noturno e na mudança das estações. Estes são chamados de estruturas arqueoastronômicas e observatórios arqueoastronômicos. De Machu Picchu no Peru a Gaocheng na China, essas estruturas mostram como era forte a relação entre as pessoas e o céu. (Existem até algumas evidências de que os incas usaram o observatório de Machu Picchu para observar as Plêiades e cronometrar o plantio de milho.)

Para a maior parte da humanidade, nossa conexão com a natureza através do céu noturno está sendo cortada. Mas tudo não está perdido. Parte disso se resume ao quanto valorizamos o céu noturno e quais políticas estamos dispostos a implementar. O projeto Globe at Night é importante porque ilustra o que está em jogo.

Do artigo: “Nós tiramos duas conclusões desses resultados. Primeiro, a visibilidade das estrelas está se deteriorando rapidamente, apesar (ou talvez por causa) da introdução de LEDs em aplicações de iluminação externa. As políticas de iluminação existentes não estão impedindo o aumento do brilho do céu, pelo menos nas escalas continental e global. Em segundo lugar, o uso de observações a olho nu por cientistas cidadãos fornece informações complementares aos conjuntos de dados de satélite.”

“O aumento do brilho do céu na última década ressalta a importância de redobrar nossos esforços e desenvolver novas estratégias para proteger o céu escuro”, disse a coautora do estudo, Constance Walker, do National Optical Astronomy Observatory. “O conjunto de dados Globe at Night é indispensável em nossa avaliação contínua das mudanças no brilho do céu, e encorajamos todos que puderem a se envolver para ajudar a proteger o céu noturno estrelado.”


Publicado em 23/01/2023 15h08

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