Por que as estalactites de gelo têm esse formato?

O que levou Stephen Morris a estudar as estalactites de gelo que se formam no inverno é bem simples. Elas são comuns e bonitas, e fazem a gente ficar pensando. Além disso, agora existe uma abundância de imagens documentadas online em toda a sua glória gelada no "Icicle Atlas".

Morris, professor da Universidade de Toronto que criou o atlas, é um físico que gosta de comprovar os processos sutis por trás dos fenômenos naturais testemunhados pelas pessoas todos os dias.

"Como sou canadense, vejo um monte de gelo por aí", afirmou.

Mas não o bastante. Nem muito gelo criado em condições controladas. Por isso ele recrutou um aluno de pós-graduação, Antony Chen, que agora dá aulas no Instituto de Tecnologia de Alberta do Sul, em Calgary. Chen produziu "o estudo mais completo a respeito da morfologia das estalactites de gelo já feito", afirmou Morris.

Sua descoberta mais surpreendente foi a de que as ondas que podem ser vistas na superfície do gelo vêm de impurezas presentes na água. Chen gerou muitos dados que agora podem ser acessados através do site www.physics.utoronto.ca/Icicle_Atlas, à disposição de outros cientistas que desejem abordar as questões que ficaram por responder.

O atlas também inclui imagens e vídeos que, de acordo com Morris, podem interessar artistas e pessoas que queiram utilizar impressoras 3D para fazer enfeites em forma dessas estalactites, além de gente que já esteja com saudades do inverno. Uma instalação de arte multimídia já foi planejada para maio em Toronto.

Raymond Goldstein, da Universidade de Cambridge, afirmou que a disponibilidade de todos esses dados "é um serviço fantástico para a comunidade científica".

Ele e Morris já pesquisaram estalactites de pedra juntos e então passaram a se dedicar às de gelo. Goldstein, que era professor da Universidade do Arizona na época, se uniu aos colegas para desenvolver uma "teoria platônica" sobre como seria o processo de criação da estalactite de gelo ideal.

Tentar formá-las dentro de um laboratório refrigerado pode ser um pouco frustrante. "No começo elas cresciam em formas bem estranhas", afirmou. Sem correntes de ar, as estalactites de gelo formavam diversas pontas. Por isso os pesquisadores tinham que usar um ventilador para que os cones fossem formados. Em seguida, fotografavam todos os lados da formação para obter uma imagem completa.

Alguns cientistas sugeriram que as ondas na superfície do gelo teriam a ver com a tensão superficial. Chen e Morris revelaram que a causa era diferente. Quando utilizaram água destilada, as ondas não apareceram. Mas, quando usavam água da torneira ou acrescentavam quantidades ínfimas de sal na água, as ondas apareciam novamente.

Eles ainda não compreendem a física por trás da formação das ondas. Mas revelaram alguns fatos curiosos. A distância entre as ondas não parece variar de acordo com o nível das impurezas. "As ondulações apresentam um comprimento de onda universal de exatamente um centímetro, não importa o que façamos. Isso é um verdadeiro mistério", afirmou Morris.

Embora as informações obtidas possam ajudar a melhorar a gestão das formações de gelo no futuro – ou servir de base para a construção de calhas mais resistentes, por exemplo –, Morris afirma que o estudo foi mais motivado pela curiosidade do que por aplicações práticas.

"Eu sou o tipo de pessoa que enxerga padrões em todo o canto. Fico impressionado com essas formas", afirmou Morris. Ele afirmou que, embora muitas pessoas vejam a beleza de flores e outros fenômenos biológicos naturais, ele sempre viu a beleza das "pedras, ruas e estalactites de gelo".

O atlas inclui cerca de 237 mil fotos. Cada formação de gelo foi fotografada a partir de oito pontos de vista diferentes a dez quadros por segundo à medida que crescia. Os dados a respeito da água, do fluxo de ar e da temperatura também podem ser consultados a respeito de cada estalactite, bem como análises de computador a respeito do formato do gelo.

Ainda assim, acrescentou Morris, "o projeto não é uma coisa tão séria". Em parte, ele não passa de uma curiosidade visual e do deleite quase artístico das imagens, algumas das quais ele até enviou para exposições. Ele gosta de pensar que sua pesquisa se assemelha à curiosidade dos filósofos naturais do século 19, que não separavam a beleza, a forma, a matemática e a ciência como se fossem domínios completamente diferentes.

A física clássica está renascendo, afirmou, "por causa das ferramentas que podemos usar para analisar e observar sistemas onde há uma abundância de dados".