sexta-feira, 27 de abril de 2018

Sedimentos marinhos

Por Jana M. del Favero



A maior parte do fundo oceânico é coberta por camadas de sedimentos. O sedimento é um material sólido fragmentário produzido pelo intemperismo, ou seja, alterações físicas e químicas das rochas, como o basalto ou o granito. Os sedimentos marinhos também podem ser formados pelo acúmulo de carapaças de organismos mortos. Portanto, o sedimento marinho pode ser composto de partículas minerais ou orgânicas (fósseis) e a mistura de ambos os tipos pode ser encontrada em muitos lugares no fundo do mar.

Os geólogos classificam os sedimentos marinhos com base no tamanho de suas partículas (tamanho do grão) ou no seu modo de formação. Das maiores para as menores partículas comumente encontradas nos sedimentos temos o cascalho (diâmetro maior que 2 mm), a areia (diâmetro entre 0,0625 e 2 mm), o silte e a argila (que são normalmente misturados e formam um depósito de lama com partículas de diâmetro variando entre 0,0625 e 0,0002 mm, menor que a espessura de um fio de cabelo). Podemos ignorar os colóides (partículas com diâmetro menor que 0,0002 mm), pois eles não são significativos como sedimentos. Os depósitos sedimentares mais comuns no mar são lama e areia.

Com relação ao modo de formação, os sedimentos são subdivididos em cinco categorias: 1) terrígenos - produzidos pelo intemperismo e erosão (deslocamento) das rochas em terra (ex. areias e lamas); 2) biogênicos - derivados das partes duras de organismos, como conchas e detritos esqueléticos (ex. lamas carbonáticas - compostas de carbonato de cálcio - e silicosas - compostas de sílica); 3) autigênicos - partículas precipitadas por reações químicas ou bioquímicas na água do mar próximo ao fundo (ex. nódulos de manganês e os de fosfato; 4) vulcanogênicos: partículas que são expelidas de vulcões (ex. as cinzas); 5) cosmogênicos: minúsculos grãos que se originam no espaço sideral e tendem a ser misturados aos sedimentos terrígenos e biogênicos.

Os dois principais fatores que determinam a natureza de um depósito de sedimentos são a distribuição do tamanho das partículas e a quantidade de energia no local da deposição. Em condições de grande energia, a  alta velocidade e turbulência da água mantém os grãos finos em suspensão e ressuspende as partículas finas que já estavam no fundo do oceano. Isto separa os grãos pequenos e os transporta para águas mais calmas. Por outro lado, um sedimento mais grosso é depositado sob condições de alta energia. Por isso ambientes de baixa energia, onde as correntes são fracas e a água é calma, não recebem suprimentos de grãos grossos, pois não conseguem transportá-los para esse locais. Assim sendo, nestes ambientes, normalmente, ocorre o acúmulo de lamas.

Agora vamos nadar em uma praia. Ao mergulhar sob uma onda que ainda não quebrou, notamos que a água se torna cada vez mais calma com a profundidade, certo? Podemos assim inferir que a energia no fundo induzida pelas ondas da superfície deve diminuir com a distância da costa, pois as profundidades aumentam em direção ao mar aberto. Consequentemente, há uma diminuição sistemática no tamanho do grão, ou seja,  indo a partir da praia, que é composta por areia média, grossa e cascalho, em direção ao mar aberto, o tamanho do grão diminui e apresenta-se na seguinte ordem: areia fina, areia lamacenta (areia com um pouco de lama), lama arenosa (lama com um pouco de areia) e, finalmente, lama. No entanto, é preciso lembrar que devido às glaciações e degelos no passado geológico, o nível do mar subiu e desceu. Algumas vezes, inundou a plataforma como é atualmente, e em outros momentos, expôs a plataforma, permitindo que ela ficasse coberta por prados e florestas. Isso explica por que sedimentos grossos (areia e até mesmo cascalho) são encontrados na plataforma externa onde as águas são profundas e o fundo é calmo. Esses sedimentos que se acumularam em tempos pretéritos e  sob condições deposicionais muito diferentes são chamados de sedimento relíquia.

Para coletar as amostras de sedimentos, os cientistas contam com a ajuda de diversos equipamentos. Um dos mais antigos são a draga, que raspa o fundo do oceano ao ser arrastada, e pegadores tipo Van Veen (busca-fundo), que “abocanham” uma parte do fundo com suas “mandíbulas” de metal e fecham firmemente em torno da amostra de sedimentos. Porém, ambos os aparelhos citados coletam apenas a camada superficial do sedimento. Para coletar amostras mais profundas, os pesquisadores normalmente utilizam testemunhador por gravidade (gravity corer) ou o testemunhador a pistão (piston core). O primeiro coleta amostras entre 1 e 2 metros de comprimento através de um tubo de metal oco (barrilete de testemunhagem ou core barrel) que é empurrado para dentro do sedimento pela força da gravidade. Já o segundo coleta amostras (também chamadas de testemunhos) por mais de 20 metros pois conta com a ajuda do pistão, que desliza para cima do barrilete de testemunhagem à medida que penetra no fundo e faz com que a água saia a partir do barrilete, o que permite que o testemunho dentro do tubo de revestimento seja minimamente perturbado e fique compacto (veja a figura abaixo). Hoje em dia, a melhor técnica (mas também a mais cara) para amostrar o fundo do oceano é a perfuração de plataforma, que foi desenvolvida por engenheiros de petróleo para as áreas terrestres e foi adaptada para o oceano. Com ela são obtidas amostras de sedimento com mais de um quilômetro de comprimento.



(Adaptado de Pinet, 2014)

Agora você já deve estar se perguntando: mas por que estudar e conhecer o sedimento marinho? Os sedimentos acumulados no fundo do mar e suas camadas representam um registro histórico do passado geológico. Estudos de amostras de sedimentos retiradas do fundo do mar por todo o mundo estão em andamento para documentar as variações climáticas e as flutuações do nível do mar que ocorreram há centenas de milhões de anos. Eles ajudam a entender os fatores que possivelmente induziram às mudanças climáticas no passado e ajudam os cientistas a melhorar as  condições de prever o clima futuro, antecipando os efeitos que as mudanças globais acarretarão sobre os processos ambientais e as formas de vida, inclusive sobre você!


Fonte: 
PINET, Paul R. Fundamentos de Oceanografia. LTC, 05/2017. VitalBook file.

quinta-feira, 19 de abril de 2018

Estudo dos Oceanos é a chave para um futuro sustentável

Por Vivian Kuppermann Marco Antonio


Ilustração: Joana Ho.

Vocês sabiam que a próxima década (2021-2030) foi declarada pela ONU como a década da ciência dos oceanos?

Os oceanos cobrem 71% da superfície da Terra. Eles regulam o clima e fornecem diversos recursos essenciais e, em alguns casos, ainda intocáveis para o Homem. São fonte de alimento, matérias-primas, energia e transporte, e ainda são usados para recreação e lazer.

Hoje, mais de 40% da população global mora em regiões de até 200 km de distância do mar. Além disso, 12 entre 15 megalópoles são costeiras.

No entanto, o rápido desenvolvimento industrial e o aumento populacional desordenado têm impactado demais os oceanos. Mudança climática, exploração não sustentável de recursos naturais, poluição e degradação de habitat ameaçam a produtividade e a saúde das nossas águas.

Tempestades, proliferação de algas tóxicas e erosão de costa são apenas algumas das consequências disso e são devastadoras para comunidades que vivem em regiões litorâneas. Ao longo da evolução humana, nós criamos estratégias para aumentar a nossa resiliência a esses danos causados pelo mar. Mas até quando isso será suficiente?

Para se ter ideia, em 2015, a baixada santista registrou ventos de 106 km/h – um furacão leve apresenta velocidades de cerca de 115km/h – foi quase lá.  Com esses ventos, as cidades sofreram diversos estragos. Árvores e placas caídas, destelhamento e destruição de algumas construções. 

Em 2017, o vendaval voltou, deixando 38 mil imóveis sem luz, além de derrubar mais árvores e letreiros comerciais. No Porto de Santos (SP), o maior da América Latina,  um homem ficou preso em um guindaste. 

O fenômeno foi causado pelo fato da água do mar estar mais quente que o normal, gerando áreas de baixa pressão e criando instabilidades que permitem o desenvolvimento desses fortes ventos.

E não é só isso. Vamos pensar em comida:
Pesquisas mostram que mais de 50% das espécies de peixes consumidos para alimentação no mundo estão sendo exploradas acima do limite. Segundo um estudo de 2006, liderado por Boris Worm, da Universidade de Halifax, no Canadá, a previsão é de que estoques de peixes e de frutos do mar entrem em colapso até 2048 se nada for feito para conter a perda da biodiversidade marinha.

A sardinha brasileira (Sardinella brasiliensis) por exemplo, está muito presente na alimentação do brasileiro. É uma espécie extremamente importante para as regiões Sul e Sudeste do Brasil. Rica em diversos nutrientes, ela sempre foi considerada um alimento de baixo custo e nutritivo. 

Mas já reparou como o preço dela subiu? Pois é, o seu estoque já colapsou duas vezes, nos anos de 1990 e 2000, por excesso de pesca. Além disso, a sardinha é uma espécie que sofre influência direta de variações ambientais que, somadas à pesca intensa, levam à depleção do estoque desses animais. Em 2016, a quantidade de sardinha pescada voltou a cair a níveis assustadores. Alguns especialistas, inclusive, caracterizaram o episódio como mais um colapso da espécie.

Essa escassez foi causada pelo aquecimento anormal das águas, processo que pode estar associado tanto ao fenômeno El Niño, que ocorreu naquele ano, como também às mudanças climáticas globais. Vale dizer que a instabilidade política do setor, com trocas constantes de ministros, extinção de ministérios e diminuição de investimentos, não ajuda em nada o cenário.

Agora imaginem se esses fenômenos como o El Niño tornam-se mais frequentes e mais intensos com as mudanças climáticas? Até quando as espécies resistirão?

Precisamos encontrar novas formas de utilizar os recursos naturais e utilizá-los de maneira consciente. No entanto, segundo estimativas da Comissão Intergovernamental Oceanográfica (IOC) da UNESCO, o gasto nacional médio com pesquisas oceanográficas varia de 0,04 a 4% do total investido em pesquisa e desenvolvimento. É muito pouco para conseguirmos estudos de alta qualidade, que envolvam processos de longo prazo. E pesquisas oceanográficas são caras, sim, pois exigem embarcações, navios, laboratórios a bordo, equipamentos, pessoas qualificadas...

Mas ainda há tempo de reverter essa situação. 

Cientistas e atores sociais vêm, aos poucos, organizando um movimento de conscientização que levou a Organização das Nações Unidas, em sua Assembleia Geral, em dezembro de 2017, a declarar a próxima década como a Década da Ciência do Mar para o Desenvolvimento Sustentável

A iniciativa visa encorajar novas ações para um sistema de observação mais integrado e sustentável dos oceanos para facilitar novas descobertas e o monitoramento da costa e de águas mais profundas, ampliando, assim, as pesquisas para promover a conservação dos oceanos e a gestão dos recursos naturais. As atividades para esse período serão de responsabilidade da Intergovernmental Oceanographic Commission (IOC) da UNESCO.

O processo foi longo. O Documento Final da Conferência Rio + 20, “The Future we want”, de 2012, fez uma extensa referência aos oceanos. Em 2013, a Global Ocean Commission foi criada e, em 2016, lançou o seu relatório relatando a degradação do oceano e a necessidade de políticas mais efetivas para ajudar a restaurar a saúde e produtividade dessas águas. A agenda de 2030 para o desenvolvimento sustentável, lançada pelo ONU em 2016, também destacou os oceanos como protagonistas para as ações de conservação.

Essa declaração da ONU é uma gota de esperança para um futuro mais sustentável, mas exige maior engajamento de pesquisadores, de políticos e governantes, e da população em geral. Mais pesquisas, incentivos e respeito são essenciais para podermos avançar no conhecimento que temos sobre as águas que nos cercam,  aproveitando melhor os recursos disponíveis e ainda para garantir a sua existência para as gerações futuras.

É fundamental encontrar soluções que nos permitam a entender as mudanças que estão ocorrendo e reverter a degradação antes que seja tarde demais.
A iniciativa da ONU pretende transformar a forma como a sociedade global enxerga e usa os mares, por isso  começa a coordenar as suas ações no sentido de fomentar a conservação e o uso sustentável dos oceanos, mares e recursos marinhos, como sugere o objetivo de número 14 do Sustainable Development Goals (SDG).

E para começar a prática, é essencial entender a falta de conhecimento que ainda temos quando o assunto é a imensidão azul:


  • Não existe uma metodologia internacionalmente aceita para estimar o valor econômico dos serviços providos pelos oceanos para a raça humana;
  • A ciência ainda não é capaz de avaliar os impactos cumulativos da mudança climática, da poluição marinha e das atividades antrópicas sobre a saúde do oceano;
  • Apenas 5% do fundo oceânico já foi mapeado
  • Mais de 250 milhões de km2 de área do fundo do oceano está em completa escuridão e pode ser moradia para até milhões de espécies ainda desconhecidas;
  • Apenas 3 pessoas exploraram o ponto mais profundo dos oceanos até o momento.

A próxima década será a nossa hora, como sociedade, de apoiar, exigir e celebrar novas conquistas para a saúde dos nossos oceanos, para que possamos, lá na frente, brindar os serviços e recursos disponíveis às futuras gerações.

Referências:


Global Ocean Commission. The Future of Our Ocean: Next steps and priorities Report. Disponível em http://www.some.ox.ac.uk/research/global-ocean-commission (Global Ocean Commission, 2016).


Ministério do Meio Ambiente. Plano de Gestão para o uso sustentável de Sardinha-Verdadeira no brasil. Fonte: Ibama: http://www.ibama.gov.br/sophia/cnia/livros/planogestaosardinhaverdadeiradigital.pdf (2011).

UNESCO. United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development (2021-2030) UNESCO press release. Disponível em https://en.unesco.org/ocean-decade (2017).


United Nations General Assembly. The future we want. Rio+20 conference outcome document A/RES/66/288. Disponível em https://sustainabledevelopment.un.org/futurewewant.html(United Nations, 2012).


United Nations General Assembly. Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development.A/RES/70/1 Disponível em http://www.un.org/sustainabledevelopment/development-agenda/ (United Nations, 2015).


Worm, B., Barbier, E., Beaumont, N., Duffy, J. E., Folke, C., Halpern, B., & J, J. Impacts of biodiversity loss on ocean ecosystem services. Disponível em http://science.sciencemag.org/content/314/5800/787.full (2006)

quinta-feira, 5 de abril de 2018

O assoalho oceânico: margens continentais, bacias oceânicas e cordilheiras mesoceânicas

Por Jana M. del Favero


Esta figura mostra as principais feições batimétricas dos oceanos, ou seja, a “topografia” dos oceanos. Cor laranja - indica as águas rasas das margens continentais; cor amarela - indica as cordilheiras mesoceânicas; cor azul-escura - indica o fundo e as fossas oceânicas (Fonte: Pinet, P.R. 2014).


    Até a Segunda Guerra Mundial acreditava-se que o assoalho oceânico (ou seja, o fundo marinho) fosse plano e sem nenhuma característica marcante. Porém, após a guerra, uma nova tecnologia, a ecossondagem, permitiu que os pesquisadores começassem a explorar e mapear o fundo oceânico. 

    Na ecossondagem, um transmissor de som, montado na parte inferior de uma embarcação, envia um pulso sonoro para dentro da água. Este pulso é refletido pelo fundo e volta para a superfície do mar, onde é gravado por um dispositivo de escuta chamado hidrofone. 

     A profundidade da água é igual à metade do tempo de viagem do pulso sonoro (pois o tempo de viagem total considera o tempo gasto na ida e na volta), multiplicada pela velocidade do som na água (como quando calculamos a distância que percorremos em um carro quando sabemos a velocidade do veículo e o tempo que demoramos no percurso).



Ecossondagem (Adaptado de: Pinet, P.R. 2014)



   O que foi descoberto com a medição da profundidade dos oceanos (a batimetria) é que, assim como a topografia dos terrenos montanhosos que conhecemos, o assoalho oceânico também é irregular. Assim, de um modo geral, a batimetria dos oceanos pode ser subdividida em três grandes áreas: margens continentais, bacias oceânicas e cordilheiras meso-oceânicas, que descrevo a seguir.

Margens Continentais

     Para entender o que são margens continentais basta imaginar que as bacias oceânicas estão cheias demais de água, transbordando e inundando as margens dos continentes. Nos pontos de alagamento das bordas continentais (como as bordas de uma piscina), sedimentos erodidos dos continentes e transportados para a costa por rios e geleiras se acumulam e são moldados por processos oceânicos em uma vasta e espessa cunha sedimentar (depósito de sedimentos localizado acima de outro depósito): as margens continentais. Essa província oceanográfica é ainda dividida em três partes: 1) plataformas continentais - planícies “quase retas” com aproximadamente 60 km de largura; elas se iniciam nas bordas dos continentes e terminam em seu lado oceânico na quebra da plataforma, onde a inclinação do fundo do mar se acentua drasticamente; ocorrem geralmente a 130 m de profundidade; 2) talude continental - ocorre após a quebra da plataforma, apresentando um declive ainda mais acentuado; 3) elevação (ou sopé) continental - vasta planície submarina de sedimentos que ocorre na base de muitos taludes, quando a inclinação do fundo do oceano é reduzida.

A margem continental e suas subdivisões. Os cânions submarinos são cortes ao longo da margem continental (Adaptado de: Pinet, P.R. 2014).



Bacias oceanográficas


    Já as bacias oceanográficas se encontram além das margens continentais, e apresentam topografia variada, desde planícies até elevados picos montanhosos. Em cada bacia oceanográfica é possível encontrar as seguintes feições: 1) planícies abissais - áreas mais planas da Terra, encontradas em profundidades de 3 a 5 km; 2) colinas abissais - domos ou colinas alongadas, com alturas inferiores a 1000 m e largura variando entre 100 m a 100 km; 3) montes submarinos - muitos são vulcões ativos ou não, com topos cônicos e encostas íngremes que chegam a mais de 1000 m acima do assoalho marinho, mas não alcançam ou ultrapassam a superfície do oceano; 4) fossas oceânicas (ou abissais) - correspondem às regiões mais profundas da Terra. São relativamente íngremes, longas, com depressões estreitas, algumas são de 3 a 5 km mais profundas do que o assoalho oceânico ao redor.

A bacia oceânica e suas diversas composições. Os guyots são montes submarinos de topo achatado (Adaptado de: Pinet, P.R. 2014).




Cordilheiras meso-oceânicas



   Por fim, as cordilheiras meso-oceânicas são cadeias de montanhas submarinas conectadas uma a outra, representando o mais longo e mais contínuo cinturão de montanhas do mundo, estendendo-se por mais de 60.000 km. Elas são geologicamente ativas, caracterizadas por frequentes terremotos, muitas falhas e vulcanismo.

Cordilheira Meso-oceânica. Os flancos e as cristas das cordilheiras meso-oceânicas são deslocados por um sistema de fraturas (Adaptado de: Pinet, P.R. 2014).




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Fonte
Pinet, P.R. 2014. Invitation To Oceanography. 7a edição. Jones & Bartlett Learning. 662 p.