A Rede de Quasares que Diz Onde Você Está

Em março de 2011, o terremoto de Tohoku moveu a ilha japonesa de Honshu cerca de 2,4 metros para leste em questão de minutos, segundo estimativas do Serviço Geológico dos Estados Unidos com base em dados da Autoridade de Informação Geoespacial do Japão. Do dia para a noite, toda coordenada oficial do país (fronteiras, pontes, pistas de pouso) ficou desatualizada. Não foi um caso isolado. A placa tectônica que sustenta a Austrália se desloca cerca de 7 centímetros ao ano na direção norte, e o desalinhamento acumulado obrigou o governo australiano a deslocar oficialmente todo o continente em 1,8 metro nos mapas em janeiro de 2017, para reconciliar o sistema de coordenadas com a posição real do território.

A pergunta que soa óbvia (onde estamos?) esconde um problema técnico tão intricado quanto a definição do que é "agora". Se o solo se move, a posição de qualquer ponto na Terra só pode ser medida contra algo que não se mova. E nada na crosta terrestre cumpre esse papel: nem rochas, nem montanhas, nem os próprios continentes.

O referencial que não está na Terra

A solução encontrada pela geodesia moderna foi buscar uma referência fora do planeta. Radiotelescópios espalhados por diferentes continentes observam simultaneamente quasares, os núcleos extremamente energéticos de galáxias distantes, usando uma técnica chamada Interferometria de Muito Longa Linha de Base (VLBI, na sigla em inglês). Como esses objetos estão a distâncias cosmológicas, seu deslocamento aparente no céu é praticamente nulo em escala humana, o que os torna pontos de referência quase perfeitos.

Essas observações, combinadas com telemetria a laser de satélites, sinais de constelações de navegação por satélite (GNSS) e outra técnica chamada DORIS, alimentam o Referencial Terrestre Internacional (ITRF), mantido pelo Serviço Internacional de Rotação da Terra e Sistemas de Referência (IERS), sediado em Paris. O ITRF é, na prática, a resposta consensuada da ciência para "onde": cada versão traz coordenadas e velocidades de centenas de estações ao redor do mundo, atualizadas periodicamente para acompanhar o movimento das placas tectônicas.

O sistema irmão do ITRF no céu é o Referencial Celeste Internacional (ICRF), o catálogo de posições precisas de quasares observado por VLBI que serve de âncora fixa para todo o edifício. Sem essas "balizas" cósmicas, não haveria como saber, com confiança, se um ponto na superfície da Terra realmente se moveu ou se o próprio sistema de medição é que está deslizando.

O Brasil na rede de quasares

O país não é apenas usuário desse sistema: também contribui para ele. Em Eusébio, na região metropolitana de Fortaleza, funciona desde 1993 o Rádio Observatório Espacial do Nordeste (ROEN), operado pelo Centro de Radioastronomia e Astrofísica Mackenzie em cooperação com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e a Agência Espacial Brasileira (AEB), sob acordo de cooperação técnica com a NASA. A antena, de mais de 14 metros de diâmetro, observa quasares junto com estações irmãs em Arequipa (Peru), Taiti (Polinésia Francesa), Hartebeesthoek (África do Sul) e Yarragadee (Austrália), formando o braço sul da rede global de geodésia espacial.

No Brasil, o sistema de coordenadas oficial é o SIRGAS2000 (Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas), adotado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) em 2005, em substituição ao antigo SAD69 e ao Córrego Alegre. O período de transição terminou oficialmente em fevereiro de 2015, quando o uso do SIRGAS2000 se tornou obrigatório em todo levantamento geoespacial no país. Assim como o ITRF, o SIRGAS2000 é geocêntrico e compatível com GNSS, ligando as coordenadas brasileiras diretamente ao mesmo arcabouço internacional ancorado em quasares.

A reforma silenciosa nos Estados Unidos

Enquanto o Brasil já opera sob um referencial geocêntrico desde 2015, os Estados Unidos vivem uma transição semelhante, e maior em escala. O sistema atual, o North American Datum de 1983 (NAD83), foi construído sobre levantamentos terrestres clássicos que posicionaram o centro da Terra com um erro superior a dois metros. A National Geodetic Survey, órgão federal americano, está substituindo o NAD83 por um novo Referencial Terrestre Norte-Americano, batizado NATRF2022, que deve entrar em vigor plenamente nos próximos meses. A mudança pode deslocar latitudes, longitudes e altitudes em até quatro metros em pontos do território americano, segundo estudos técnicos sobre o tema, e já gera diferenças de mais de um metro na fronteira com o Canadá em relação ao referencial canadense.

Bancos, seguradoras, construtoras e sistemas agrícolas de precisão nos Estados Unidos terão de revisar mapas e contratos ligados a essas coordenadas. O episódio ilustra um ponto central: enquanto a ambiguidade de alguns metros era irrelevante quando bastava encontrar uma rua, ela se torna crítica para veículos autônomos, que exigem precisão de centímetros, e para o monitoramento da elevação do nível do mar, medido em milímetros por ano.

Infraestrutura sem dono

Nos Estados Unidos, o GPS é formalmente classificado como infraestrutura crítica nacional. Mas o referencial terrestre que dá sentido a cada coordenada de GPS (a rede de radiotelescópios, estações de laser e marcos geodésicos que alimentam o ITRF) não recebe o mesmo status de proteção. Grande parte dessa rede depende de financiamento acadêmico e de acordos internacionais informais. Em 2015, a Assembleia Geral das Nações Unidas aprovou uma resolução pedindo aos países que sustentassem essa infraestrutura geodésica global, mas o tema segue distante do debate público.

Por que isso importa fora do laboratório

Para a maior parte da história humana, um erro de alguns metros na localização não tinha consequência prática. Isso mudou. Tratores e colheitadeiras autônomos no agronegócio, usados também no Brasil para plantio de precisão, dependem de correções GNSS centimétricas amarradas ao SIRGAS2000. Estudos sobre elevação do nível do mar no litoral brasileiro, conduzidos com apoio de marégrafos e estações geodésicas do IBGE, só fazem sentido se o referencial usado para medir "o nível do mar" for, ele mesmo, estável ao longo do tempo.

É por isso que, cada vez que um aplicativo de mapa mostra o pontinho azul no lugar certo, existe por trás uma cadeia de decisões científicas e diplomáticas que começa a bilhões de anos-luz de distância, passa por uma antena no litoral do Ceará e termina na tela do bolso.