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Alguns aspectos histórico-científicos da meteorologia e do magnetismo terrestre na primeira metade do séc. XIX

Impelido pelo vigor científico do século anterior, o século XIX assistirá a um profundo crescimento e explosão das matérias e disciplinas científicas que, apesar da complexidade crescente, redundará num profundo optimismo do espírito científico. Este será acompanhado pelo reconhecimento da utilidade social da ciência no progresso civilizacional, a sua forma mais prosaica de legitimação. Os governos das nações passaram a despender parte dos seus orçamentos na criação de laboratórios e observatórios científicos, onde os instrumentos, cada vez mais complexos e sofisticados, permitiam fazer medições para lá dos sentidos. Neste ímpeto de apreender e dominar a natureza, a “cruzada” era a palavra de ordem que pautava alguns dos textos programáticos. Na realidade, a Cruzada Magnética (ver à frente) haveria de ficar conhecida entre os historiadores da ciência como o primeiro programa científico que envolveu significativos recursos dum governo (Gubbins, 2007). 

Uma das disciplinas que veio a ter uma evolução notável foi a Meteorologia, precisamente pelo impacto que se lhe reconhecia na melhoria da qualidade de vida das sociedades, em particular na actividade marítima, na agricultura, e, essencialmente, na saúde e higiene das populações. Em pouco tempo, e um pouco por todo lado, assistiu-se ao estabelecimento de postos de observação meteorológica, sendo que no início a maioria das observações eram feitas por médicos e, no essencial, realizadas fora de qualquer quadro institucional que lhes garantisse continuidade, rigor e qualidade, surgindo-nos muitas vezes, por conseguinte, como um conjunto precário de séries descontínuas e dispersas. Foi somente a partir da década de 1830 que vários países da Europa criaram serviços e institutos meteorológicos (Bruxelas, 1831; Madrid, 1837; Greewich, 1840; Kew, 1842; Berlim, 1847; Viena, 1848; Utrecht, 1854; Paris, 1856; Lisboa, 1854; Coimbra, 1864).

Todavia, a primeira tentativa para cartografar a circulação da atmosfera ocorreu em 1820 por H.W. Brandes (1777-1834) que, baseado nos dados meteorológicos de vários países da Europa obtidos pela Mannhein Society (1780-1795), desenhou os primeiros mapas sinópticos ilustrando a circulação dos ventos em torno de áreas de baixa pressão; abrindo assim caminho para o estudo dos problemas mecânicos envolvidos nas tempestades. (Abbe, 1908). Seria no entanto dos EUA que viriam as contribuições de maior relevo para o avanço do conhecimento da Meteorologia na primeira metade do séc. XIX. De relevar o trabalho pioneiro de James Pollard Espy (1785-1860) na década de 1830, incorporando conceitos da termodinâmica na sua teoria da formação das nuvens e da precipitação (Philosophy of Storms, 1841). Na sua esteira, Elias Loomis (1811-1889) apresenta pela mesma altura um estudo sobre tempestades onde publica a primeira secção duma “frente fria” e o primeiro mapa de isobáricas e isotérmicas, validando assim o mapa sinóptico como ferramenta científica da meteorologia (Miller, 1933). A partir da segunda metade da década de 1840, o telégrafo haveria de se constituir como uma das ferramentas fundamentais ao progresso da Meteorologia ao permitir que a previsão evoluísse de “local” a “sinóptica”. Baseando-se numa rede de trinta e sete estações, o Instituto Meteorológico Central da Holanda (em Utrecht) terá sido o primeiro na Europa a emitir (a partir de 1854) avisos de tempestade. Por esta altura, também a França possuía uma rede nacional (de 14 estações ligadas por telégrafo), passando Paris a emitir nos finais dos anos 1850 um boletim com as observações diárias de 14 estações francesas e 5 estrangeiras (incluindo Lisboa) (Leonardo et al., 2011).

A par da Meteorologia, o Magnetismo Terrestre viria igualmente a sofrer uma evolução extraordinária na primeira metade do séc. XIX. Na verdade, desde o começo deste século que a comunidade científica procurava responder ao difícil problema das variações temporais do campo magnético, cujas interferências dificultavam a leitura dos rumos magnéticos nas navegações. O problema da variação temporal do campo magnético terrestre foi por muitos considerado como o grande mistério físico desde o trabalho de Newton sobre a gravitação [1]. A primeira grande contribuição surge em 1805, quando Alexander von Humboldt (1769-1859) teve a sorte (que a dedicação e o rigor lhe ofereceram), de observar fortes flutuações do campo magnético enquanto ocorria uma aurora boreal; experiência que o levou a cunhar o termo “tempestade magnética” (Busse, 2007). A história da Filosofia natural, e do Magnetismo Terrestre em particular, da primeira metade do séc. XIX confunde-se com os trabalhos e a figura tutelar de Humboldt que, com o seu entusiasmo e inspiração científica, contagiou toda uma geração de cientistas ilustres e marcou o rumo dos programas de investigação. No plano da física teórica, os trabalhos de Oersted (1777-1851), Ampere (1775-1836) e Faraday (1791-1867) na década de 1820, relacionando magnetismo e electricidade, mostraram-se cruciais para o avanço do conhecimento dos fenómenos (electro)magnéticos e do magnetismo terrestre.

No entanto, no segundo quartel do séc. XIX, a figura cimeira do Magnetismo Terrestre é, a nosso ver, Carl Friedrich Gauss (1777-1855). Embora o interesse de Gauss fosse mais antigo, foi somente em 1826, no seguimento de um encontro com Humboldt em Göettingen, que Gauss empregou algum do seu génio na resolução de problemas do magnetismo terrestre. Logo em 1832, Gauss e o colega W.E. Weber (1804-1891) começaram por revolucionar as observações magnéticas ao introduzirem o método da determinação absoluta da intensidade magnética e o respectivo sistema universal (Gauss) de medidas; adicionalmente, ambos desenvolveram e melhoraram instrumentos para medir o campo magnético, tais como os magnetómetros unifilar e bifilar (Glaβmeier, 2007). A partir do Observatório Magnético de Göettingen que tinham criado em 1833, Gauss e Weber, ainda inspirados por Humboldt, procuram implementar um programa global de medidas magnéticas com instrumentos padrão e a horas definidas, tendo esta vontade conduzido em 1836 à criação da União Magnética de Göettingen. Porém, a maior contribuição de Gauss é dada no plano teórico, quando, em 1838, aplica o conceito revolucionário de análise de harmónicas esféricas às medidas de campo magnético, permitindo separar as componentes interna e externa campo (Glaβmeier, 2007).

Num encontro tido em Berlim em 1836, Humboldt haveria ainda de influenciar Edward Sabine (1788-1883) e, por intermédio deste, o Governo Britânico, a instalar observatórios magnéticos nas diversas possessões britânicas. Esta campanha que ganha força e movimento por volta de 1840 é hoje reconhecida entre os historiadores da ciência como a Cruzada Magnética (Gubbins, 2007). Um pouco mais tarde, depois de em 1854 ter publicado as primeiras cartas geomagnéticas da região da Alemanha, Johann von Lamont (1805-1879), que em 1836 se tinha juntado à União Magnética de Göettingen e em 1840 fundado o Observatório Magnético de Munique, empreende nos anos de 1856-1857 uma campanha de observações magnéticas em França, Espanha e Portugal (Soffel, 2006). É no seguimento desta viagem que em Agosto de 1857 visita o então recentemente criado (1854) Observatório Meteorológico do Infante D. Luís, onde precisamente se tinham iniciado (Julho de 1857) as observações magnéticas. Em resultado desta visita, acabou Portugal por se juntar à União Magnética de Göettingen (Silveira, 1863; Malaquias et al., 2005).