Clair Patterson, a idade da Terra e o chumbo

    Clair Patterson morreu em 1995. Ele não ganhou prêmio Nobel por seu trabalho. Geólogos nunca ganham. O mais intrigante é que ele não ficou famoso, e seu meio século de realizações regulares e cada vez mais altruístas não recebeu muita atenção. É bem possível que ele tenha sido o geólogo mais influente do século XX. No entanto, quem é que ouviu falar de Clair Patterson? A maioria dos livros didáticos de geologia não o menciona. Dois livros populares recentes sobre a história da datação da Terra chegam a grafar errado seu nome*. No início de 2001, um resenhista de um desses livros, na revista Nature, cometeu o erro adicional e um tanto espantoso de achar que Patterson fosse uma mulher**.
    Em todo o caso, graças ao trabalho de Clair Patterson, em 1953 todos podiam concordar com a idade da Terra.
    No final da década de 1940, um estudante de pós-graduação da universidade de Chicago chamado Clair Patterson, nascido no meio rural de Iowa, estava empregando um método novo de medição por isótopo de chumbo para tentar descobrir enfim a idade definitiva da Terra. Infelizmente, todas as suas amostras acabaram contaminadas – em níveis absurdos. A maioria continha cerca de duzentas vezes os níveis de chumbo normalmente esperados. Decorreriam muitos anos até Patterson descobrir que o culpado era um lamentável inventor de Ohio chamado Thomas Midgley Jr.
    Midgley desenvolveu um interesse nas aplicações industriais da química. Em 1921, trabalhando para a General Motors Research Corporation, em Dayton, Ohio, Midgley investigou um composto químico denominado chumbo tetraetila e descobriu que ele reduzia substancialmente a vibração conhecida como batida do motor.
    Embora todos conhecessem seus perigos, no início do século XX, o chumbo podia ser encontrado em todo o tipo de produto de consumo. Os alimentos vinham em latas fechadas com solda de chumbo. A água costumava ser armazenada em tanques revestidos de chumbo. Na forma de arseniato de chumbo, era borrifado nas frutas como pesticida. O chumbo fazia parte até do acondicionamento dos tubos de dentifrício. Dificilmente um produto deixava de trazer um pouco de chumbo para a vida dos consumidores. No entanto, nada o tornou mais familiar do que seu acréscimo à gasolina.

    O chumbo é uma neurotoxina. Absorvido em excesso, pode danificar irreparavelmente o cérebro e o sistema nervoso central. Entre os muitos sintomas associados à superexposição ao chumbo estão a cegueira, insônia, insuficiência renal, perda de audição, câncer, paralisias e convulsões. Em sua forma mais aguda, ele produz alucinações abruptas e aterrorizantes, que perturbam igualmente vítimas e expectadores, em geral levando ao coma e à morte. O chumbo no organismo é muito nocivo.
    Por outro lado, é fácil de extrair e manusear, e quase constrangedoramente lucrativo de produzir em escala industrial – e o chumbo tetraetila de fato impedia os motores de baterem. Desse modo, em 1923, três das maiores corporações dos Estados Unidos – General Motors, Du Pont e Standard Oil de Nova Jersey – formaram uma joint-venture, com o nome de Ethyl Gasoline Corporation com vistas a produzir tanto chumbo tetraetila quanto o mundo estava disposto a comprar – uma quantidade enorme ao que se revelou. Eles chamaram seu aditivo de “etilo” porque soava mais amigável e menos tóxico do que “chumbo”, e lançaram-no para consumo público (de mais maneiras do que a maioria das pessoas percebia) em 1º de fevereiro de 1923.
    Quase imediatamente, os operários da produção passaram a exibir o andar cambaleante e as faculdades mentais confusas de quem se envenenou. Também quase imediatamente, a Ethyl Corporation embarcou numa política de negação calma, mas inflexível que lhe seria útil durante décadas. Como observa Sharon Bertsch McGrayne em sua absorvente história da química industrial, Prometheans in the lab (Prometéicos no laboratório), quando os funcionários de uma fábrica desenvolviam delírios irreversíveis, um porta-voz imperturbável informava aos repórteres: “Esses homens provavelmente enlouqueceram porque trabalharam demais”. No todo, pelo menos quinze trabalhadores morreram no início da produção de gasolina com chumbo e um sem-número de outros adoeceu, muitas vezes violentamente. O número exato é desconhecido, porque a empresa quase sempre conseguia abafar notícias de vazamentos embaraçosos. As vezes, porém, suprimir as notícias se tornava impossível, mais marcadamente em 1924, quando, em questão de dias, cinco trabalhadores da produção morreram e outros 35 foram transformados em pilhas de nervos vacilantes em uma única instalação mal ventilada.
    Com a circulação de rumores sobre os perigos do novo produto, o entusiasmado inventor do etilo, Thomas Midgley, decidiu realizar uma demonstração aos repórteres para desfazer suas preocupações. Enquanto discorria sobre o compromisso da empresa com a segurança, despejou chumbo tetraetila nas mãos e, em seguida, segurou uma proveta com o produto sob o nariz por sessenta segundos, garantindo que poderia repetir o procedimento todos os dias sem perigo. Na verdade, Midgley conhecia perfeitamente os riscos do envenenamento por chumbo: ele próprio adoecera gravemente devido à superexposição, alguns meses antes, e, exceto na demonstração aos jornalistas, evitava na medida do possível o contato com a substância.
    Entusiasmado com o sucesso da gasolina com chumbo, Midgley voltou-se para outro problema tecnológico da época. Os refrigeradores na década de 1920 costumavam ser terrivelmente arriscados, porque usavam gases perigosos que às vezes vazavam. Um vazamento num refrigerador em um hospital em Cleveland, Ohio, em 1929, matou mais de cem pessoas. Midgley resolveu criar um gás que fosse estável, não inflamável, não corrosivo e seguro de respirar. Como misteriosamente predestinado a criar coisas nefastas, ele inventou os clorofluorcarbonos, CFCs.
    Raramente um produto industrial foi adotado com maior rapidez e com resultados tão desastrosos. Os CFCs entraram em produção no início da década de 1930 e encontraram mil aplicações em tudo, de ares-condicionados de carros a sprays de desodorantes, até que se descobrisse, meio século depois, que estavam devorando o ozônio da estratosfera. Você deve saber que isso não foi bom.
    O ozônio é uma forma de oxigênio em que cada molécula porta três átomos de oxigênio, em vez de dois. Trata-se de uma excentricidade química, já que no nível do solo ele é um poluente, enquanto lá em cima na estratosfera é benéfico, pois absorve a radiação ultravioleta perigosa. No entanto, o ozônio benéfico não é terrivelmente abundante. Se distribuído de maneira uniforme pela estratosfera, formaria uma camada com apenas uns dois milímetros de espessura. Daí ser tão facilmente perturbável, e essas perturbações não levam muito tempo para se tornarem críticas.
    Os clorofluorcarbonos tampouco são abundantes – constituem apenas cerca de uma parte por bilhão da atmosfera como um todo -, mas são extravagantemente destrutivos. Um quilo de CFCs consegue capturar e aniquilar 70 mil quilos de ozônio atmosférico. Os CFCs perduram por longo tempo – cerca de um século em média -, causando destruição em quanto isso. Eles também são grandes esponjas de calor. Uma única molécula de CFC é cerca de 10 mil vezes mais eficiente em exacerbar os efeitos estufa do que uma molécula de dióxido de carbono – e é claro que o dióxido de carbono não é nada lento como um gás de estufa. Em suma, os clorofluorcarbonos podem acabar se revelando uma das piores invenções do século XX.
    Midgley não veio a saber disso tudo, porque morreu muito antes de qualquer pessoa perceber quão destrutivos eram os CFCs. Sua morte foi memoravelmente incomum. Após sofrer de paralisia devido à poliomielite, Midgley inventou um dispositivo envolvendo uma série de roldanas motorizadas que automaticamente o levantavam e o viravam na cama. Em 1944, ele ficou embaraçado nas cordas, quando a máquina entrou em ação, e foi estrangulado.
    Enquanto isso, Harrison Brown, da Universidade de Chicago, desenvolveu um método novo de contar isótopos de chumbo em rochas ígneas (aquelas criadas por aquecimento, e não por depósito de sedimentos). Percebendo que o trabalho seria excessivamente tedioso, entregou-o ao jovem Clair Patterson como tese de doutorado. É famosa sua promessa a Patterson de que determinar a idade da Terra com seu novo método seria “sopa”. Na verdade, levaria anos.
    Patterson começou a trabalhar no projeto em 1948. Comparada com a contribuição heroica de Thomas Midgley à marcha do progresso, a descoberta da idade da Terra por Patterson possui um toque de anticlímax. Durante sete anos ele trabalhou em laboratórios esterilizados, fazendo medições muito precisas das taxas de chumbo/urânio em amostras de rochas antigas cuidadosamente selecionadas.
    O problema da medição da idade da Terra era que se precisava de rochas extremamente antigas, contendo cristais portadores de chumbo e urânio mais ou menos tão antigos quanto o próprio planeta – é óbvio que rochas muito mais novas forneceriam datas enganosamente recentes. Mas rochas antigas de fato são difíceis de encontrar na Terra. No final da década de 1940, ninguém entendia porque eram tão raras. É incrível que só quando já estávamos em plena era espacial alguém tenha conseguido dar uma explicação plausível para o sumiço dela (a solução está na tectônica das placas). Patterson teve de tentar explicar as coisas contando com materiais bem limitados. Até que lhe ocorreu a ideia engenhosa de contornar a escassez de rochas utilizando material de fora da Terra. Ele se voltou para os meteoritos.
    Seu pressuposto – bem ousado, mas correto, ao que se revelou – foi que muitos meteoritos são, em essência, restos dos materiais de construção dos primórdios do sistema solar que conseguiram preservar uma química interior mais ou menos intacta. Medindo-se a idade dessas rochas errantes, obter-se-ia também a idade (suficientemente próxima) da Terra.
    Como sempre, nada foi tão simples como esta descrição superficial leva a crer. Os meteoritos não são abundantes, e amostras meteoríticas não são fáceis de obter. Além disso, a técnica de medição de Brown revelou-se extremamente sensível e precisou de muitos refinamentos. Acima de tudo, havia o problema de que amostras de Patterson eram constante e inexplicavelmente contaminadas por grandes doses de chumbo atmosférico sempre que expostas ao ar. Isso acabou fazendo com que ele criasse um laboratório esterilizado – o primeiro do mundo, de acordo com pelo menos um relato.
    Patterson despendeu sete anos de trabalho paciente apenas para reunir amostras adequadas para o teste final. Na primavera de 1953, viajou até o Argonne National Laboratory, em Illinois, onde pôde utilizar a última palavra em espectrógrafo de massa, uma máquina capaz de detectar e medir as quantidades mínimas de urânio e chumbo encerradas em cristais antigos. Quando enfim obteve os resultados, Patterson, de tão excitado, dirigiu seu carro direto até a casa onde crescera, em Iowa, e pediu à mãe que o internasse num hospital, achando que estivesse tendo um ataque cardíaco.
    Logo depois, num encontro em Wisconsin, Patterson anunciou uma idade definitiva para a Terra de 4,5 bilhões de anos (com uma margem de erro de mais ou menos 70 milhões de anos) – “uma cifra que permanece inalterada passados setenta anos”, como observou com admiração McGrayne. Após duzentos anos de tentativas, a Terra enfim possuía uma idade.
    Cumprida sua missão principal, Patterson voltou a atenção à questão importuna de todo aquele chumbo na atmosfera. Ele se espantou ao descobrir que o pouco que se sabia sobre os efeitos do chumbo nos seres humanos era quase invariavelmente errôneo ou enganador – o que não surpreendia, ele descobriu, já que durante quarenta anos todos os estudos dos efeitos do chumbo haviam sido financiados exclusivamente pelos fabricantes de aditivos de chumbo.
    Num daqueles estudos, um médico sem nenhum treinamento especializado em patologia química realizou um programa de cinco anos em que se pediu a voluntários que respirassem ou engolissem grandes quantidades de chumbo. Depois a urina e as fezes dessas cobaias foram examinadas. Infelizmente, como o médico parece ter ignorado, o chumbo não é excretado como produto residual. Ao contrário, acumula-se nos ossos e sangue – daí ser tão perigoso -, e nem os ossos nem o sangue foram examinados. O resultado foi a aprovação do chumbo como inofensivo à saúde.
    Patterson logo constatou que tínhamos muito chumbo na atmosfera – continuamos tendo, na verdade, já que o chumbo nunca desaparece – e que cerca de 90% parecia advir dos canos de descarga dos automóveis, mas não conseguiu provar isso. Ele precisava de um meio de comparar os níveis de chumbo na atmosfera naquele momento com os que existiam antes de 1923, quando foi introduzido o chumbo tetraetila. Ocorreu-lhe que núcleos de gelo poderiam fornecer a resposta.
    Sabia-se que a neve que cai em lugares como a Groenlândia se acumula em camadas anuais distintas (porque diferenças sazonais de temperatura produzem mudanças ligeiras na coloração do inverno para o verão). Contando retroativamente essas camadas e medindo a quantidade de chumbo em cada uma delas, Patterson poderia calcular as concentrações globais de chumbo em qualquer época por centenas, ou mesmo milhares, de anos. A ideia tornou-se a base dos estudos de núcleos de gelo, em que se fundamenta grande parte do trabalho climatológico moderno.
    O que Patterson descobriu foi que antes de 1923 quase não havia chumbo na atmosfera, e desde aquela época seu nível crescera de forma contínua e perigosa. Sua missão de vida era fazer com que o chumbo fosse eliminado da gasolina. Para isso, tornou-se um crítico constante e, muitas vezes, ruidoso da indústria do chumbo e seus interesses.
    A campanha se mostraria infernal. A Ethyl era uma corporação global poderosa, com muitos amigos em altos cargos de governo. Patterson de repente viu suas verbas de pesquisa serem suspensas ou negadas. O American Petroleum Institute cancelou um contrato de pesquisa com ele, bem como o serviço de saúde pública dos Estados Unidos.
    Á medida que Patterson se tornava incômodo, a direção de sua instituição via-se repetidamente pressionada pelos executivos da indústria do chumbo a calá-lo ou demiti-lo.
    Patterson tem o mérito de nunca ter hesitado nem cedido. Seus esforços acabaram levando à promulgação do Clean Air Act, lei antipoluição atmosférica de 1970, e finalmente à suspensão da venda de gasolina com chumbo nos Estados Unidos em 1986. Quase de imediato, os níveis de chumbo no sangue dos americanos caíram 80%. Mas como o chumbo fica para sempre, quem está vivo hoje possui cerca de 625 vezes mais chumbo no sangue do que a população de um século atrás.
    A solda de chumbo dos recipientes de alimentos só foi removida, nos EUA, em 1993.
    O Brasil foi um dos primeiros países a deixar de usar o chumbo na gasolina automotiva, sendo que em 1992 ele estava totalmente eliminado da gasolina. Ele foi substituído pelo álcool (PETROBRAS, 2002). O álcool, além de eliminar o chumbo, trouxe consigo algumas outras vantagens do ponto de vista das emissões dos veículos, além de ser fonte renovável de energia.
    Ainda hoje existem países que utilizam significativamente o chumbo no combustível.
    Quanto à outra praga legada por Thomaz Midgley, os clorofluorcarbonos foram proibidos nos Estados Unidos em 1974, mas continuam sendo introduzidos em grandes quantidades na atmosfera, pois em países subdesenvolvidos e emergentes o gás só seria proibido em 2010.
    No Brasil desde 1999, já não se produzem mais veículos e condicionadores de ar com CFC. A partir de 2001, não se fabricam mais refrigeradores domésticos e comerciais com esses gases. Para eliminar os CFCs remanescentes e gerenciar o seu passivo, o Governo Brasileiro desenvolveu uma série de projetos com o objetivo de impedir que os CFCs contidos nos equipamentos produzidos naquele período sejam lançados na atmosfera, principalmente nos momentos de manutenção.
    O desafio, agora, é concentra-se em outro tipo de gás prejudicial à atmosfera, os HCFCs (hidroclorofluorcarbonos), também usados como fluido de refrigeração para geladeiras e aparelhos de ar condicionado. Estes surgiram como alternativa aos CFCs, já que têm uma capacidade 90% menor de destruir a camada de ozônio, por conterem hidrogênio em sua composição, o que muda as propriedades da substância, explica o oficial de projetos do PNUD, Ruy de Goes. "Porém, estes elementos continuam agredindo a atmosfera, ainda que em menor escala”, afirma. “E são supergases de efeito estufa, ou seja, têm potencial altíssimo para aumentar o aquecimento global", acrescenta.
    A meta do Protocolo é abolir os HCFCs até 2040 nos países signatários do acordo, gradativamente.


*Os livros são Mysteries of Terra e The Dating Game; ambos transformaram seu nome em “Claire”.
**Nature, “The rocky road to dating the Earth”, 4 de janeiro de 2001, p.20.Fontes:
Bryson, Bill (2004), Breve história de quase tudo, Companhia das Letras, pp. 159–169
http://www.mma.gov.br/clima/protecao-da-camada-de-ozonio/historico-das-acoes-brasileiras/gerenciamento-do-passivo-de-cfcs - acessado em 30/06/2014
http://www.unimep.br/phpg/mostraacademica/anais/5mostra/5/167.pdf -acessado em 30/06/2014
http://memoria.petrobras.com.br/acervo/chumbo-tetraelita-e-retirado-da-gasolina#foto-destaque-depoimento/0/ - acessado em 30/06/2014
http://www.pnud.org.br/Noticia.aspx?id=2273 – acessado em 30/06/2014