As Restrições Físicas do Dilúvio de Noé

Leonard G. Soroka e Charles L. Nelson Departamento de Ciências da Terra St. Cloud State University St. Cloud, Minnesota 56301

Fonte: Soroka, L. G. & Nelson, C. L. 1983. Physical Constraints on the Noachian Deluge. Journal of Geological Education 31:134-139

Resumo

Criacionistas científicos mantém que as lendas Bíblicas, como a do Dilúvio de Noé, podem ser explicadas segundo uma sólida base cientifica. Dizem, consequentemente, que os modelos Bíblicos merecem um lugar nos currículos científicos. Para testar o relato do Dilúvio, nós avaliamos quatro possíveis origens para as águas para determinar se uma explicação natural (ao contrário de uma de origem sobrenatural) poderia ser possível. Estas fontes incluem: chuva, fontes hidrotermais e dois tipos de impacto por cometas. Cálculos demonstram que, se as limitações termodinâmicas apresentadas são aceitas, a intervenção sobrenatural através da manipulação miraculosa de processos físicos e químicos é necessária. Como milagres não podem ser previstos e não são suscetíveis a qualquer tipo de teste ou evidencia, não têm lugar em currículo científicos.

Introdução

“E as águas prevaleceram excessivamente sobre a terra; e todos os altos montes que havia debaixo de todo o céu, foram cobertos.” Genesis 7:19

Criacionistas científicos explicitamente e implicitamente mantém que as lendas Bíblicas, tal como a do Diluvio de Noé (ver Tabela 1), podem ser estabelecidas e explicadas a partir de uma sólida base cientifica. Devido a isso, eles acreditam que a história Bíblica do Dilúvio merece um lugar no currículo cientifico (Morris, 1974: 3,252)

Quando são confrontados com a questão da inclusão de explicações Bíblicas nas aulas de ciência, educadores devem poder examinar os eventos Bíblicos utilizando conceitos e leis científicos já estabelecidos. A questão se trona: Será que os eventos registrados na Bíblia podem ser corroborados pelas conhecidas leis da física e da química ou só podem ser explicados através de atos de intervenção divina onde tais leis foram ignoradas? Se o modelo Bíblico adotado pelos criacionistas é para ser cientifico, ele deve operar dentro das restrições destas leis.

Para testar o relato literal do Dilúvio de Noé, nós avaliamos quatro possíveis fontes naturais para a origem da água que seria necessária para cobrir as montanhas mais altas e determinar se uma explicação cientifica natural é possível. Cada fonte deve providenciar água suficiente para cobrir a montanha mais alta da Terra, dentro do espaço de tempo apresentado na Bíblia. As possíveis fontes para a água são: a chuva, fontes hidrotermais e dois tipos de impacto de cometas. Neste artigo, nós não abordamos a questão ainda mais problemática do que houve ou onde foi parar a água após o Dilúvio.

Modelo da Chuva

“E houve chuva sobre a terra quarenta dias e quarenta noites” Genesis 7:12

A quantidade de água presente atualmente nos oceanos é cerca de 1.37 bilhões de quilômetros cúbicos (Duxbury, 1971:50). Para cobrir “todos os altos montes que havia debaixo de todo o céu” seriam necessários 4.4 bilhões de quilômetros cúbicos (km³), cerca de três vezes mais a quantidade de água presente atualmente nos oceanos. (Ver Cálculo 1)

Tentando acomodar toda esta água adicional como vapor d’água na atmosfera é um feito impossível. Primeiramente, a pressão atmosférica gerada seria perto de 840 vezes maior do que a que temos hoje. Segundo, a atmosfera seria composta por 99,9 % de vapor d’água, o que tornaria impossível a respiração dos humanos e os outros animais. Terceiro, tal mistura gasosa não poderiam existir a uma temperatura que os humanos poderiam tolerar. Quarto, a água não conseguira ser arranjada como gotículas nas nuvens porque não haveria espaço para nitrogênio e oxigênio (menos de 0,1%), já que as nuvens impediriam quase toda a luz solar de chegar a superfície do planeta. Em resumo, tal atmosfera não permitira a vida terrestre como nós a conhecemos na superfície do planeta.

Ademais, considerações termodinâmicas ligadas à condensação de uma massa enorme de vapor d’água iriam criar problemas adicionais. Quando cada quilograma (kg) de vapor d’água é condensado, 2,26 milhões de joules (J) de energia são liberados (Hodgman et al, 1960: 2319). Esta energia é conhecida como o calor latente da vaporização e é a fonte da energia que serve de combustível para tempestades de raios e furacões. Este calor adicional também precisa ser removido dentro do tempo descrito no Gênesis (40 dias). Como a radiação é o único mecanismo disponível para remover o calor do ambiente terrestre, nós usamos o modelo de radiação de Stefan-Boltzman para determinar temperaturas atmosféricas necessárias (Cálculo 2). O calor total produzido na condensação de 4.4 bilhões de quilômetros cúbicos de água é cerca de 1028 joules, que seria a energia liberada no mundo inteiro durante os 40 dias e noites de chuva. O resultado da liberação de uma quantidade tão massiva de energia na atmosfera seria um aumento na temperatura atmosférica ao redor do mundo que iria exceder 3500o Celsius. O planeta Terra então iria temporariamente irradiar como o segundo objeto mais quente no sistema solar. Este calor iria também ser mandado para baixo, o que rapidamente iria ferver os oceanos e queimaria a Arca.

Modelo das Fontes Hidrotermais

“…se romperam todas as fontes do grande abismo, e as janelas dos céus se abriram.” Genesis 7:11

Se nós assumimos que a maioria da quantidade da água se originou de aquíferos presentes nas profundezas da Terra, então a maioria da água teve de ter se originado em depósitos encontrados no manto. O volume de água necessário apenas poderia ser contido nas rochas da crosta dos oceanos e dos continentes se a média da porosidade destas fosse de ao menos 50%. Dados coletados através de perfurações e estudos sísmicos indicam que a porosidade média atual da crosta é muito menor do que 1% devido aos efeitos de compressão gerados por pressão litostática (ver Rubey & Hubbert, 1959: 167-206 e Spudich & Orcutt, 1980: 1424). Mesmo se assumirmos que a porosidade seja de 1% para a espessura total das rochas da crosta e do manto, o aquífero ainda teria de ter um volume de aproximadamente 435 bilhões de quilômetros cúbicos. Toda esta água teria de ser contidos entre os 1027 quilômetros da parte superior da terra

Usando a gradiente hidrotermal e assumindo que a água dentro dos poros deveria ser tão quente quanto a das próprias rochas, nos estimamos que a temperatura média da água seria de 1600 oC (ver Figura 2). Quando esta água subiu e rompeu para fora na superfície, sob a forma de um vapor superaquecido, quantidades enormes de calor também seriam lançadas na atmosfera. As consequências da liberação de tanto calor dentro de um espaço de tempo estipulado no Genesis iriam resultar, mais uma vez, em um aumento drástico na temperatura na superfície da Terra e na atmosfera, criando níveis tão altos que não haveria como os passageiros da “arca” sobreviverem.

Existem outros problemas mecânicos com este modelo, problemas tão sérios que mesmo quando são considerados de forma superficial, mostra que o modelo é totalmente impossível. Entre estes problemas existem questões como: o que causaria a súbita retirada da água da sua rocha de origem ou como a mesma conseguir transpor as rochas profundas e impermeáveis que se encontram espalhadas na superfície.

Modelos de Impactos de Cometas

A descoberta de camadas de rochas sedimentares enriquecidas com irídio na fronteira entre o Cretáceo e o Terceário, por Alvarez e outros pesquisadores (1980), sugere que um grande objeto extraterrestre pode ter atingido a Terra no final do Cretáceo e pode ter causado um evento de extinção em massa. Murray, entre outros (1981), citaram evidências colhidas a partir de sondas espaciais, que sugerem que a maioria da água no planeta pode, inicialmente, ter se originado a partir de uma “chuva” de cometas de gelo que se chocaram com a Terra nas fases finais de sua formação. Baseadas nestas duas teorias, nós consideramos dois modelos de impacto de cometas e os avaliamos como uma possível fonte para a água do Dilúvio

O primeiro modelo assume que toda a água necessária veio para a Terra na forma de um cometa de gelo. O segundo modelo testa a possibilidade que os cometas adicionaram uma quantidade comparativamente muito menor de água, mas que as montanhas foram cobertas por ondas gigantescas que foram geradas por vários pequenos impactos que ocorreram nos oceanos da época. A descrição Bíblica limita a duração dos eventos do Dilúvio em aproximadamente um ano. Criacionistas também interpretam a Bíblia com o Dilúvio ocorrendo a cerca de 5000 anos atrás (Morris, 1974: 247).

Figura 2. Aumento da temperatura em relação a profundidade a partir da superfície (Modificado de Press, F., e Seiver, R., 1974: 328).

O primeiro modelo de impacto requer um cometa que seja grande o suficiente para conter toda a água necessária para cobrir o topo das montanhas (Cálculo 3). Um cometa esférico composto de uma massa de água congelado necessita ter um diâmetro de aproximadamente 2100 km. Um impacto em hipervelocidade com um objeto com estas dimensões iria resultar em consequências para o planeta terra muito diferente dos que são descritos no Gêneses. Um cometa, com 2100 km de diâmetro, atingindo a Terra a 15km/ segundo iria liberar uma quantidade de energia equivalente a 12 trilhões de megatons de TNT. Ademais, um impacto desta magnitude há apenas 5000 anos atrás iria deixar claras evidências ao longo de uma vasta parte da superfície do globo. Como nunca foram encontradas evidencias dando suporte a uma colisão tão massiva, nós consideramos então se a possibilidade de um enxame de fragmentos de cometas poderia funcionar. Infelizmente, mesmo em fragmentos, o tamanho de cada um não iria reduzir o potencial de energia total do cometa. Pedaços menores iriam transferir suas energias para uma atmosfera que estaria rapidamente esquentando quando fossem vaporizados. A energia liberada na atmosfera iria resultar em um aumento na temperatura de próximo a 6800 °C. Isto temporariamente iria fazer com que a atmosfera da Terra ficasse mais quente que a superfície do Sol (ver Calculo 4).

Fragmentos grandes o bastante para não serem destruídos passando pela a atmosfera iriam transferir uma quantidade muito grande de energia na crosta e nos oceanos, fora que deixariam a superfície do planeta coberto com crateras de impacto.

Os três modelos prévios tem tentado explicar como 4.4 bilhões de km³ de água, necessários para o Dilúvio, pode ter chegado à superfície da Terra. A adição de uma quantidade tão grande de água gera vários problemas termodinâmicos que entram em conflito com os eventos descritos no Genesis e com o que observamos atualmente no planeta. Ademais, o relato Bíblico requer que toda a água adicional e o calor em excesso, de alguma forma, sejam removidos da Terra em um espaço de tempo de menos de um ano.

Nosso segundo modelo de cometas assume que muito pouca água foi adicionada na superfície da Terra durante o Dilúvio. Este modelo tem a vantagem de não precisar responder os problemas associados na produção e eliminação de um volume de água três vezes maior do que temos nos oceanos hoje. Este modelo propõe que as montanhas mais altas foram repetidamente submergidas por uma série de ondas que foram geradas pelo impacto de numerosos objetos extraterrenos de menor massa nos oceanos. Cálculos sugerem que a água presente em cada onda iria retornar completamente para as bacias oceânicas no espaço de alguns dias. Consequentemente, para manter todos os continentes parcialmente ou totalmente cobertos, nós postulamos que ocorreram 150 impactos (um por dia).

Quando a água era levantada para cima dos topos das montanhas mais altas, ela iria conter uma grande quantidade de potencial de energia. Esta energia iria eventualmente tomar a forma de calor atmosférico quando a água voltasse para as bacias oceânicas. Nós estimamos que toda esta água iria resultar em um acréscimo de temperatura de cerca de 2000 °C na atmosfera (Calculo 5).

Conclusões

Apesar de nós não estarmos sugerindo que os modelos simplistas que foram apresentados e testados no presente artigo são completos ou totalmente realísticos, nós concluímos que as restrições termodinâmicas impedem que haja um meio natural para explicar as águas do Dilúvio. Todas as fontes que foram analisadas e, de fato, qualquer combinação destas, iria produzir enormes quantidades de calor e iria resultar em temperaturas atmosféricas que excederiam 100°C. Claramente tais temperaturas negam a possibilidade de que o relato Bíblico do Dilúvio seja literalmente e historicamente correto.

Referências:

Alvarez, L.W., Alvarez, W., Asaro, F., e Michel, H.V., 1980, Extraterrestrial cause for the Cretaceous- Tertiary extinction: Science, v. 208, p. 1095-1108.

Bolt, B.A., 1978, Earthquakes – a primer: San Francisco, W.H. Freeman Co., 241 p.

Duxbury, A.C., 1971, The earth and its oceans: Reading, Addison-Wesley Company, 381 p. Hogman, C.D., Weast, R.C., e Selby, S.M., 1960, Handbook of chemistry and physics: Cleveland, Ohio, The Chemical Rubber Publishing Company, 3481 p.

Morris, H.M., 1974, Scientific Creationsim (General Edition): San Diego, California, Creation-Life Publishers, 277 p.

Murray, B., Malin, M.C., e Greeley, R., 1981, Earth like planets: San Francisco, CA, W.H. Freeman and Co., 387 p.

Neumann, G., e Pierson, W.J., 1966, Principles of physical oceanography: Englewood Cliffs, NJ, Prentice- Hall, 545 p.

New American Standard Bible (Study Edition), Philadelphia, PA, A.J. Holman Company, 1962.

Press, F., e Siever, R., 1974, Earth (3rd Edition), San Francisco, CA, W.H. Freeman and Company, 613 p.

Romer, R.H., 1976, Energy – an introduction to physics: San Francisco, W.H. Freeman & Co., 628 p.

Rubey, W.W., e Hubbert, M.K., 1959, Role of fluid pressure in mechanics of over thrust faulting: Geological Society of America Bulletin, v. 70, p. 167- 206.

Semat, H., e Baumel, P., 1974, Fundamentals of physics: New York, New York, Holt, Rinehart, and Winston, 593 p.

Spudich, P., e Orcutt, J., 1980, Petrology and porosity of an oceanic crustal site: Results from wave form modeling of seismic refraction data: Journal of Geophysical Research, v. 85, p. 1409-1433.

Tabela 1:

Cronologia e Descrições Bíblicas do Dilúvio de Noé

No ano seiscentos da vida de Noé, no mês segundo, aos dezessete dias do mês, naquele mesmo dia se romperam todas as fontes do grande abismo, e as janelas dos céus se abriram. Gênesis 7:11

E houve chuva sobre a terra quarenta dias e quarenta noites. Gênesis 7:12 E durou o dilúvio quarenta dias sobre a terra, e cresceram as águas e levantaram a arca, e ela se elevou sobre a terra. Gênesis 7:17

E prevaleceram as águas e cresceram grandemente sobre a terra; e a arca andava sobre as águas. Gênesis 7:18

E as águas prevaleceram excessivamente sobre a terra; e todos os altos montes que havia debaixo de todo o céu, foram cobertos. Gênesis 7:19

Quinze côvados acima prevaleceram as águas; e os montes foram cobertos. Gênesis 7:20 (Nota: 15 côvados = 6,85 metros)

E lembrou-se Deus de Noé, e de todos os seres viventes, e de todo o gado que estavam com ele na arca; e Deus fez passar um vento sobre a terra, e aquietaram-se as águas. Cerraram-se também as fontes do abismo e as janelas dos céus, e a chuva dos céus deteve-se. E as águas iam-se escoando continuamente de sobre a terra, e ao fim de cento e cinqüenta dias minguaram. E a arca repousou no sétimo mês, no dia dezessete do mês, sobre os montes de Ararate*. E foram as águas indo e minguando até ao décimo mês; no décimo mês, no primeiro dia do mês, apareceram os cumes dos montes. Gênesis 8:1-5 (* Nota: o monte Ararate está a aproximadamente 520 metros acima do nível do mar)

Tempo total: 227 dias

Depois soltou uma pomba, para ver se as águas tinham minguado de sobre a face da terra. A pomba, porém, não achou repouso para a planta do seu pé, e voltou a ele para a arca; porque as águas estavam sobre a face de toda a terra; e ele estendeu a sua mão, e tomou-a, e recolheu-a consigo na arca. E esperou ainda outros sete dias, e tornou a enviar a pomba fora da arca. E a pomba voltou a ele à tarde; e eis, arrancada, uma folha de oliveira no seu bico; e conheceu Noé que as águas tinham minguado de sobre a terra. Gênesis 8:8-11

E aconteceu que no ano seiscentos e um, no mês primeiro, no primeiro dia do mês, as águas se secaram de sobre a terra. Então Noé tirou a cobertura da arca, e olhou, e eis que a face da terra estava enxuta. E no segundo mês, aos vinte e sete dias do mês, a terra estava seca. Gênesis 8:13,14

Tempo Total: 376 dias

Figura 3. Parâmetros utilizados para o volume de água adicional necessário para cobrir as montanhas mais altas da Terra.

Calculo 1

Quantidade de Água Necessária para Cobrir as Montanhas mais Altas

Volume de água adicional necessária para cobrir a terra até o topo do Monte Everest é igual ao volume necessário para elevar o nível do mar para altura média dos continentes mais inundar toda a superfície do planeta até cobrir o topo das montanhas mais altas.

rf = raio até o assoalho marinho (6378 km)

rh = raio da elevação média dos continentes

rh =6378 km + profundidade média do oceano (3,8km) + média da altura dos continentes acima do nível do mar (0,8 km)

rh = 6382,6 km

rm = raio do topo do Mt. Everest

rm = 6382,6 km + elevação do Mt. Everest (8,05 km)

rm = 6390,7 km

O volume de água ( Vc ) necessário para elevar os oceanos até a altura média dos continentes é igual ao volume total da altura média dos continentes menos o volume total do volume total a partir do assoalho oceânico vezes a porcentagem da superfície da Terra coberta por oceano menos o volume presente dos oceanos:

Vc = (4/3πrh3 – 4/3πr3 ) x 0.71 – (1.37 x 109 km3 )

Vc  = 3.01 x 108 km3

O volume total de água adicional ( VT) é igual a VC mais o volume de água necessária para cobrir as montanhas mais altas a partir da elevação média dos continentes:

VT = VC + 4/3πrm 3 – 4/3πrh3

VT = 4.427 x109 km3

Calculo 2

Qual seria a temperatura na superfície do “Oceano Global” quando o acabou o “Dilúvio”?

Primeiro, para calcular a energia (E) liberada pela condensação da água necessária, simplesmente multiplique a massa de água pelo calor latente da vaporização da água.

E = (4.427 x 109 km3) (1012 kg/km3) (2.259 x106 x j/kg) 

E = 1028 joules 

Depois, determine a área da superfície (A) da Terra no seu novo raio.

A = (4) (3.14) (6.3907 x 106 m)

A = 5.13 x 1014 m2

Depois, assumam que a energia liberada iria ser completamente irradiada para o espaço a uma taxa constante durante os 40 dias disponíveis e calcule a taxa média (e, para emissividade) que cada unidade de área teria de irradiar

e = (1028 j) / (5.13 x1014 m2 ) (3.456 x 106 segundo)

e = 5.64 x 106 j/ m2/ segundo 

Finalmente, utilize a lei de Stefan Boltzmann para calcular o aumento da temperatura que seria necessária para a Terra irradiar esta energia adicional dentro do tempo disponível. Atualmente, a Terra irradia uma taxa de 215 joules por metro quadrado por segundo (Romer, 1976: 577) e sua média de temperatura é de 280 Kelvins.

E (aumento)/ E (normal) = T4 (aumento) / T4 (normal)

(5.64 x106 j/ m2/ segundo) / (2.15 x102 j/ m2/ segundo = T4 (aumento) / (280 K)
T (aumento) = 3563 K 
T (novo) = 3563 K + 280 K = 3843 K 
T (novo) = 3570 ° C = 6458 ° F 

O problema é, claro, muito mais complicado que isso, mas estas contas demonstram claramente os severos problemas termodinâmicos que precisam ser resolvidos se alguém deseja abordar o Dilúvio Bíblico de uma maneira científica.

Cálculo 3

Quanta energia seria liberada pelo impacto de um cometa composto da água suficiente para cobrir totalmente o Mt. Everest?

A fórmula para calcular a energia (E) de um corpo em movimento com uma massa conhecida (m) e sua velocidade (V) é:

E =(1/2) m V

Usando um cometa constituído da massa necessária de água (4.427 x 1021 kg), que
estaria se movendo a uma velocidade cometária razoável de 1.5 x 104 m/s, podemos
obter:

E = (1/2) (4.427 x 1021 kg) (1.5 x 104 m/s)2

E = 4.98 x 1029 joules

Como a explosão de um megaton de TNT liberam aproximadamente 4.22 x 1015 joules , e sendo que as maiores bombas termonucleares atualmente existentes equivalem provavelmente a 100 megatons de TNT, tal impacto liberaria energia combinada equivalente a um trilhão das maiores bombas termonucleares atuais. Tal impacto também seria equivalente a uma magnitude de 8 trilhões na escala Richter, gerando terremotos de nível 8 (cerca de 250.000 “grandes” terremotos ocorrendo a cada segundo durante um ano) (ver Bolt, 1978:215)

Calculo 4

Qual temperatura resultaria de um impacto de um grande cometa?

Como a energia liberada de um impacto de um cometa da massa necessária teria de ser irradiada para o espaço, e considerando os 150 dias para que isso fosse feito da inteira superfície do planeta, pode ser calculado que a média de emissividade (e) teria de ser:

e = (4.98 x 1029 J) / (5.13 x 1014 m2) (1.296 x 107 segundos)

e = 7.49 x 107 j/ m2/ segundo

Depois, considerando a taxa atual de emissividade da Terra, usa-se a lei de Stefan Boltzmann para calcular o aumento na temperatura que seria necessária para irradiar a energia adicional.

E (aumento) / E (normal) = T4 (aumento) / T(normal) 

(7.49 x 107 J/ m2/ segundo) / (2.15 x 102 j/ m2/ segundo) = T4 (aumento) / (280 K)

T(aumento) = 6803 K

T (novo) = 6803 K + 280 K = 7083 K

T (novo) = 6810° C = 12,290° F

A temperatura na superfície durante o período de 150 dias seria, em média de 6810 graus célsius, uma temperatura que é maior do que a da superfície do Sol.

Calculo 5

A temperatura da superfície da Terra resultando de 150 dias de ondas grandes o suficiente para cobrir as maiores montanhas, de forma mais ou menos contínua

A profundidade média do oceano é de 3.8 km. Se a profundidade de uma molécula de água comum neste oceano é de 1km (um valor conservativo), se a molécula comum precisa apenas se elevar 1km ( para ficar presente na altura do nível do mar) para fazer parte das ondas que cobriram o Mt. Everest e as outras montanhas mais altas (outra estimativa conservadora) se assumimos que 50% da energia de impacto é usada para criar as ondas (uma suposição improvável e conservativa), então o potencial de energia gasta nos impactos necessários e liberados como calor pelo retorno das ondas seria igual a duas vezes o potencial de energia liberada se toda a água nos oceanos do mundo (1.32 x1021 kg, ver Romer, 1976: 575) baixasse 1 km em elevação.

Como Ep = M g H

onde M é a massa de água, g é a aceleração da gravidade e H é a mudança da elevação, então:

E = (2) (1.32 x1021 kg) (9.8 m/s2) (1000 m)

E = 2. 59 x 1025 joules

Isto seria a energia liberada em apenas uma onda gigante. Seria provavelmente necessária pelo menos uma onda por dia para manter as montanhas mais ou menos continuamente cobertas por 150 dias. Assim, 150 gigantescas ondas seriam necessárias e a energia liberada seria 150 vezes maior.

E = (2.59 x 1025 joules) (150)

E = 3.88 x 1027 joules

Para determinar qual seria a temperatura nos oceanos para dissipar esta energia para o espaço em 150 dias, o calculo da emissividade necessária (e) seria:

e = (3.88 x1027 j) / (5.12 x 1014 m2) (1.296 x 107 segundos) 

e = 5.85 x 105 j/ m2/s

Depois se calcula o aumento na temperatura necessária para irradiar a energia adicional

E (aumento) / E (normal) = T4 (aumento) / T(normal)

(5.85 x 105 j/ m2 /s) / (2.15 x 102 j/ m2 /s =

T4 (aumento) / (280 K)4 

T (aumento) = 2022 K

T (novo) = 2022 K + 280 K = 2302 K

T (novo) = 2029°C = 3684° F

Sobre os autores
Leonard G. Soroka, D.Ed. (Geociências), Pennsylvania State Univeristy 1977, é um professor associado de Ciências da terra na St. Cloud State University. Ele ensina uma grande variedade de cursos, incluindo Introdução a Ciências da Terra, Geologia Física e Geologia Histórica. Nas suas aulas ele enfatiza uma visão interdisciplinar no estudo da Terra dando ênfase na interação entre o ar, água e as rochas do nosso planeta. Seus tópicos de pesquisa incluem o estudo de briozoários marinhos recentes dos mares antárticos dos trópicos.

Charles L Nelson, Ph. D. University of Chicago 1974, é um professor associado de Ciências da Terra na St. Cloud State University. Possuindo treinamento em oceanografia experimental, ele ministra cursos de Oceanografia e Hidrologia.