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Mapa da Serra da Boa Viagem com Trilhos (Triângulo do Cabo Mondego)

sexta-feira, 12 de abril de 2013

O Ambiente Marinho

 

O Ambiente Marinho

O AMBIENTE MARINHO

Planeta Água

Um mar de estabilidade

Divisões do ambiente marinho

Zonação horizontal

Zonação vertical

Os oceanos

Oceano Pacifico

Oceano Atlântico

Oceano Índico

Água: fluído exótico e milagroso

Principais fatores do ambiente marinho

Luminosidade

Temperatura

Salinidade

Pressão hidrostática

Densidade

Correntes

Marés e Ondas

pH

Gases dissolvidos

Micronutrientes

O papel do ambiente marinho na Biosfera

Os oceanos e a temperatura da Terra

El Niño mostra o poder da temperatura do oceano

O verdadeiro pulmão do mundo

Poluentes no mar

Petróleo

Esgoto

Produtos Químicos

A água e os Oceanos

Planeta Água

Um mar de estabilidade

         O mar sempre exerceu extraordinário fascínio sobre os homens, do poeta ao cientista, suscitando a curiosidade. O estudo de seus ambientes e da vida que o preenche é uma das maiores aventuras da Ciência e da Tecnologia moderna, além de tornar-se prioritária em vista da crescente degradação ambiental, que ameaça a vida no Planeta. No mar está a futura “fronteira agrícola” que poderá alimentar a bilhões de seres humanos. E é nele que encontraremos as respostas para o mistério da origem e evolução da vida.

         A principal chave para a compreensão da vida marinha e de sua ecologia é o conhecimento do ambiente marinho, no que tem de característico e diferente do ambiente terrestre, quanto aos seus fatores físicos e químicos, capazes de determinar e limitar a distribuição dos animais marinhos, de acordo com suas habilidades e capacidade de adaptação.

         A comparação entre esses dois ambientes, revela um princípio fundamental: o mar é um ambiente muito mais estável e constante que o terrestre. No interior dos oceanos a mudança de temperatura não é tão rápida e dramática, nem se notam tão claramente as diferenças entre as estações do ano.

Divisões do ambiente marinho

O ambiente marinho, ainda que estável, não é uniforme em toda sua extensão, o que permite que massa de água dos oceanos possa ser dividida em zonas distintas com perfil ambiental e formas de vida exclusivas e características. O zonação ocorre tanto no sentido horizontal como no vertical, como também em função da capacidade de penetração da luz no mar.

Zonação horizontal

Na zonação horizontal, que vai da costa para o mar aberto, a distribuição da fauna e da flora depende essencialmente da temperatura da água e da quantidade de alimento disponível. Quanto mais nos afastamos da costa, uma notável fonte de nutrientes, menos alimento estará disponível para a manutenção da vida já que o meio dos oceanos pode ser descrito como um "deserto biológico".

         No plano horizontal distinguem-se claramente duas zonas ou províncias marinhas: a nerítica e a oceânica.

O final da plataforma continental, dando lugar ao íngreme talude, marca o limite entre a província nerítica e oceânica.

         A Província Nerítica  é a região mais próxima da costa, a zona com maior quantidade e variedade de vida, habitada pela maioria dos peixes que conhecemos, aqueles mais importantes para a pesca comercial e esportiva. Essa faixa do oceano está situada sobre a plataforma continental, entre a linha de maré alta e a profundidade média de 200 metros. Costuma ser subdividida em duas regiões: a Zona Litorânea , entre as linhas de maré alta e baixa, e a Zona Costeira , da linha de maré baixa para fora.

         A Província Oceânica compreende a faixa do oceano situada acima da planície abissal, onde a profundidade é superior a 200 metros. Caracteriza-se por ser a região mais afastada da costa, com vida relativamente escassa, em comparação a sua grande extensão. Os peixes que lá vivem são chamados de oceânicos.

Zonação Vertical

         A zonação vertical abrange toda a massa de água marinha separando-a por faixas de profundidade desde a superfície até o fundo oceânico relacionadas com as comunidades ecológicas que aí se estabelecem. A zonação vertical é determinada pela intensidade da luz solar que recebe, pela presença de nutrientes, assim como pela pressão e temperatura da água.

A combinação de diversos fatores, entre os quais a pressão e a luminosidade, criam nos mares quatro distintos biomas: litoral, nerítico, batial e abissal. Neles há três tipos de comunidades. O plâncton  é composto por pequenos organismos que vivem carregados pelas correntes, ocupando o bioma nerítico. O bentos  abrange os seres que vivem fixo ao fundo oceânico, desde o sistema litoral até as fossas abissais. Em todos os quatro biomas podem ser encontrados representantes do nécton , animais capazes de nadar.

         Há duas formas de estabelecer uma zonação vertical, o que define dois domínios que se distinguem profundamente quanto ao gênero de vida de seus habitantes, principalmente no que se refere a necessidade de um substrato para se apoiar e viver. Por cada um deles distribui-se uma comunidade biológica marinha que lhe é característica.

O Domínio Bentônico  corresponde ao fundo marinho em toda sua extensão, desde onde respinga a água da maré alta até a mais profunda fossa submarina. Nesse domínio oceânico vivem os organismo bentônicos , membros da comunidade do bentos, animais e vegetais que vivem fixos sobre o fundo ou passam a maior parte de suas vidas próximo dele.

A subdivisão do Domínio Bentônico em sete zonas, bem como a definição de seus limites não se prendem muito rigorosamente a certos valores de profundidade. Dependem mais do relevo submarino. Até mesmo a terminologia pode variar conforme a fonte.

Costuma-se dividir o Domínio Bentônico em sete zonas, agrupadas em dois sistemas claramente distintos: o sistema litoral (situado na plataforma continental) e o sistema profundo (que avança além do talude).

         O sistema litoral  abarca toda a região costeira, desde as praias até o final da plataforma continental. Tomando por critério os limites estabelecidos pelo comportamento das marés e a distribuição de algas, admite-se sua subdivisão em quatro zonas:

·        Zona supralitoral  - acima da linha de nível médio da maré alta (preamar) equinocial. Não é uma zona propriamente marinhas, mas influenciada profundamente pelo mar.

·        Zona mediolitoral  - entre as linhas de nível médio de mares altas e baixas. Também conhecida como zona intertidal, fica periodicamente exposta ao ar durante as marés baixas.

·        Zona infralitoral  - abaixo da linha de nível médio da maré baixa (baixa-mar) equinocial, até o limite de existência de algas fotófilas (dependentes de boa luminosidade). Considera-se como a primeira zona tipicamente marinha na transição entre o continente e os oceanos. É nela que se encontra os mais altos índices de biodiversidade dos mares.

·        Zona circalitoral  - limite inferior é o limite extremo das algas ciáfilas (tolerantes a baixa luminosidade). Trata-se de uma área de transição entre as águas costeiras e as águas profundas, onde a vida começa a escassear.

O sistema profundo  começa no limite inferior da zona circalitoral e abriga três zonas mais claramente reconhecíveis e delimitadas pela profundidade:

·        Zona batial  - até 2.000 metros. É uma zona de transição compreendendo principalmente os taludes, nos quais a vida bentônica é bastante rara pela dificuldade de fixação nesses terrenos escarpados.

·        Zona abissal  - até 6.000 metros. Engloba as extensas planícies abissais, com as fontes hidrotermais e afloramentos frios de metano e todas as suas exóticas formas de vida bentônica.

·        Zona hadal  - além de 6.000 metros. É o território das fossas abissais e das formas de vida adaptadas ao frio, escuridão, escassez de recursos alimentares e pressões avassaladoras.

         A outra forma de se estabelecer uma zonação vertical no ambiente marinho é tomando em consideração a massa de água que preenche os oceanos, independentemente do relevo. Temos aí o Domínio Pelágico , relacionado ao mar aberto, por oposição ao fundo marinho. Aí vivem os organismos pelágicos , seres vivos muito diversos, que vivem sem e dependência de um substrato, arrastados pelas correntes ou capazes de nadar. Incluem os representantes das comunidades planctônica e nectônica.

       

         Tomando-se em consideração a fauna e a atuação dos fatores físico-químicos marinhos, especialmente a luminosidade, temperatura e pressão, o Domínio Pelágico é dividido em seis zonas:

 

·     Zona epipelágica  ou eufótica  é a zona superficial iluminada. Seu limite inferior (geralmente entre 50 e 100 metros) é marcado pela zona de compensação fótica, profundidade onde a fotossíntese aparente é nula (fotossíntese = respiração). Fauna:

 

·        Zona mesopelágica (profundidade entre 50-100 a 200 metros) é ainda ligeiramente iluminada, mas o fitoplâncton não pode sobreviver nela por um longo período. As flutuações sazonais da temperatura fazem-se ainda sentir nesta zona. Fauna:

 

·        Zona infrapelágica (profundidade entre 200 e 500-600 metros) que não é mais afetada pelas variações sazonais de temperatura, e tem o seu limite inferior marcado pela isoterma de 10 o C. Fauna:

 

·        Zona batipelágica (profundidade entre 500-600 e 2.000 metros) tem o seu inferior determinado pela ocorrência da isoterma de 4ºC nas latitudes médias. Fauna:

 

·        Zona abissopelágica (profundidade entre 2.000 e 6.000 metros) corresponde às águas oceânicas que se estendem sobre os fundos da grande planície abissal. Fauna: peixe-pescador, peixe-sapo, peixe-engolidora, peixe-machado, quetognatas, crustáceos, misidáceos e decápodes.

 

·        Zona hadopelágica (profundidade superior a 6.000 metros), muito pobre e submetido a grandes pressões, situa-se nas fossas abissais. Fauna:

 

Uma forma mais clara e simples de se estabelecer uma zonação vertical no ambiente marinho é tomando-se como critério a quantidade de luz presente, que permite distinguir no mar três regiões:

·        Zona eufótica  (até 100 metros de profundidade), que recebe luz em maior intensidade.

·        Zona disfótica  (entre 100 e 300 metros de profundidade), com luz difusa e aproveitada por poucos produtores.

·        Zona afótica  (abaixo de 300 metros de profundidade), sem luz.

As zonas eufótica e disfótica formam a Zona Fótica , a camada superficial do mar que recebe luz suficiente para sustentar a atividade fotossintética.

 

Os oceanos

         Os três grandes oceanos (Pacífico, Atlântico e Índico) e os demais mares cobrem 70,8% da superfície terrestre, ou seja, 361.254.000 Km 2 .

Superfície dos Oceanos

Oceano Pacífico

181.34 X  10 6  Km 2

Oceano Atlântico

106.57 X  10 6  Km 2

Oceano Índico

74.12 X  10 6  Km 2

        A profundidade média do oceano é aproximadamente de 4.000   metros. Perto da terra firme, o fundo do mar costuma ser menos profundo, com cerca de 200   metros, com um relevo suave que pode emergir formando bancos costeiros ou ilhas. Estas regiões pouco profundas estendem-se por 100 a 200 km a partir da costa, formando as plataformas continentais, regiões com importância econômica para a pesca, a extração de petróleo e de gás e a eliminação de dejetos. A partir desta área, no chamado talude continental, a profundidade aumenta com rapidez a cerca de 3.500 metros até a planície abissal, uma zona de sedimentos com profundidade decrescente que se estende por cerca de 600 km até as profundezas abissais planas do oceano.

Oceano Pacifico

        É o mais extenso e profundo dos oceanos do mundo. Abarca mais de um terço da superfície da Terra e contém mais da metade do seu volume de água. Costuma-se fazer, de forma artificial, uma divisão a partir do equador: o Pacífico norte e o Pacífico sul. Foi descoberto em 1513 pelo espanhol Vasco Nunes de Balboa, que o chamou de mar do Sul.

Pacífico Norte

Pacífico Sul

Além dos mares limítrofes que se prolongam por sua irregular orla ocidental, o Pacífico conta com uma área de cerca de 181 milhões de km 2  e tem uma profundidade média de 4.282 metros, embora o ponto máximo conhecido se encontre na Fossa das Marianas a 11.033 metros de profundidade.

        O Pacífico é a bacia oceânica mais antiga. Segundo as rochas datadas, têm cerca de 200 milhões de anos. As características mais importantes, tanto da bacia quanto do talude continental, foram configuradas de acordo com fenômenos associados com a tectônica de placas. A plataforma oceânica, que se estende até profundidades de 200 metros, é bastante estreita em toda a América do Norte e do Sul; contudo, é relativamente larga na Ásia e na Austrália. A crista do Pacífico leste, na dorsal oceânica, estende-se por cerca de 8.700 km desde o golfo da Califórnia até um ponto a cerca de 3.600 km a oeste do extremo meridional da América do Sul.

        As ilhas maiores da região ocidental formam arcos insulares vulcânicos que se elevam desde a extensa plataforma continental ao longo do extremo oriental da placa euro-asiática. Compreende o Japão, Taiwan, Filipinas, Indonésia, Nova Guiné e Nova Zelândia. As ilhas oceânicas, denominadas em conjunto Oceania, são os picos das montanhas que surgiram na bacia oceânica por extrusão de rochas magmáticas. O oceano Pacífico conta com mais de 30.000 ilhas deste tipo. Em muitas regiões, em especial no Pacífico sul, os acidentes básicos da topografia da superfície marinha são constituídos pelas acumulações de recifes de coral. Ao longo da orla oriental do Pacífico, a plataforma continental é estreita e escarpada, com poucas ilhas; os grupos mais importantes são as ilhas Galápagos, Aleutas e Havaí.

        As forças motrizes das correntes oceânicas são a rotação da Terra, o atrito do ar com a superfície da água e as variações da densidade da água do mar.

        O modelo de correntes do Pacífico norte consiste em um movimento, o sistema circular de dois vórtices. O Pacífico norte está dominado pela célula central norte, que circula no sentido horário e compreende a corrente do Pacífico norte, a corrente da Califórnia e a corrente de Kuroshio. A corrente da Califórnia é fria, extensa e lenta, enquanto a de Kuroshio é quente, estreita, rápida e parecida com a do Golfo. Perto do equador, a 5° latitude N, o fluxo para o leste da contracorrente Equatorial separa os sistemas de correntes do Pacífico norte e sul. O Pacífico sul encontra-se dominado pelo movimento no sentido anti-horário da célula central sul, que compreende a corrente Sul-equatorial, a corrente do Pacífico sul e a corrente de Humboldt. No extremo sul está localizada a corrente Antártica Circumpolar; é a fonte mais importante de circulação oceânica em profundidade. Ali nasce a extensa e fria corrente do Peru, ou de Humboldt.

        O importante sistema de ventos do oceano Pacífico é formado por dois cinturões iguais de correntes que se dirigem para oeste e que sopram de oeste a leste entre 30° e 60° de latitude, um no hemisfério norte e outro no sul. Os constantes alísios se encontram ladeados pelos ventos de oeste, sopram desde leste no hemisfério norte e desde oeste no sul. As fortes tormentas tropicais, denominadas tufões no Pacífico ocidental e furacões no Pacífico meridional e oriental, originam-se no cinturão dos alísios no fim da estação estival e nos primeiros meses do outono.

        As águas ricas em nutrientes procedentes da corrente Circumpolar Antártica sobem à superfície na corrente de Humboldt ao longo da costa do Chile e do Peru, e toda a região possui bancos de anchovas de grande importância mundial como recurso alimentício. As aves marinhas se alimentam desses bancos de anchova, do que resulta grande quantidade de guano (excremento dessas aves), utilizado entre outras coisas como fonte energética. O Pacífico noroeste, que compreende o mar do Japão e o mar de Okhotsk, por outro lado, é uma das maiores reservas pesqueiras do mundo. Os recifes de coral, ricos em fauna marinha, alcançam sua maior representatividade na Grande Barreira de Coral. Também o Pacífico tem começado a ser explorado por seus imensos recursos minerais, tais como as grandes reservas de petróleo.

Oceano Atlântico

        O oceano Atlântico começou a formar-se há 150 milhões de anos, quando se afastou do grande continente de Gondwana como resultado da separação da América do Sul e da África, que ainda continua, com uma progressão de vários centímetros por ano ao longo da dorsal submarina Meso-atlântica, cadeia montanhosa que se estende de norte a sul, com aproximadamente 1.500 km de largura, na qual ocorrem freqüentes erupções vulcânicas e terremotos.

Atlântico Norte

Atlântico Sul

O Atlântico está dividido pelo equador em duas partes: o Atlântico norte e o Atlântico sul. Seu nome deriva de Atlas, um dos titãs da mitologia grega.

        As cadeias submarinas se estendem de forma desigual de leste a oeste entre as plataformas continentais e a dorsal Meso-atlântica, dividindo os fundos oceânicos em uma série de bacias conhecidas como planícies abissais. As quatro bacias do lado americano têm uma profundidade de mais de 5.000 metros e são: a bacia Norte-americana, a da Guiana, a do Brasil e a Argentina. O perfil euro-africano está marcado por várias bacias de menor profundidade: a bacia da Europa ocidental, Canárias, Cabo Verde, Serra Leoa, Guiné, Angola, Cabo e Cabo Agulhas. A grande bacia Atlântica-antártica se estende ao longo da área mais meridional da cordilheira Meso-atlântica e da Antártica.

        O oceano Atlântico tem 3.926 metros de profundidade média. A maior profundidade se encontra na fossa de Porto Rico, a 8.742 metros, aproximadamente.

        As ilhas mais extensas situadas em sua totalidade no oceano Atlântico constituem um prolongamento das plataformas continentais, como Terranova, ilhas Britânicas, arquipélago das Malvinas e ilhas Sandwich do Sul, na plataforma da Antártida. As ilhas oceânicas de origem vulcânica são menos comuns do que no Pacífico; entre elas se encontram as do arco insular do Caribe, Madeira, Canárias, Cabo Verde, o grupo de São Tomé e Príncipe, Açores, Penedo de São Pedro e São Paulo, Ascensão e o arquipélago de Tristão da Cunha. A ilha maior é a Islândia.

        O sistema de circulação superficial das águas do Atlântico pode ser representado como dois grandes vórtices ou remoinhos, ou sistemas de corrente circular: uma no Atlântico norte e outra no Atlântico sul. Estas correntes são provocadas pela ação dos ventos alísios e também pela rotação da Terra. As do Atlântico norte, entre as quais se encontram as correntes Norte-equatoriais, a das Canárias e a corrente do Golfo, movem-se no sentido horário. As do Atlântico sul, entre as quais se destacam a do Brasil, a de Banguela e a corrente Sul-equatorial, se orientam no sentido anti-horário.

            As temperaturas da superfície oceânica oscilam entre 0 °C e 27 °C.

            O oceano Atlântico conta com alguns dos bancos pesqueiros mais produtivos do mundo. As áreas com afloramento, nas quais as águas profundas do oceano ricas em nutrientes sobem para a superfície, possuem abundante fauna marítima. O oceano é rico em recursos minerais, e as plataformas e taludes continentais possuem abundantes combustíveis fósseis.

Oceano Índico

            O oceano Índico é o menor dos três grandes oceanos da Terra, limitado a oeste pela África, ao norte pela Ásia, a leste pela Austrália e pelas ilhas australianas, e ao sul pela Antártida. Não existem limites naturais entre o oceano Índico e o oceano Atlântico. Uma linha de 4.020 km ao longo do meridiano 20 °E, que liga o cabo Agulhas, no extremo sul da África, à Antártida, costuma ser considerado o limite.

O Oceano Índico possui profundidade média de 3.962 metros, com o seu ponto mais profundo atingindo 7.450 metros na Fossa de Java.

            A área total do oceano Índico é de cerca de 74,1 milhões de km 2 . O oceano se estreita para o norte e está dividido pelo subcontinente indiano no golfo de Bengala, a leste, e pelo mar da Arábia, a oeste. O mar da Arábia lança dois braços para o norte, o golfo Pérsico e o mar Vermelho. A profundidade média do oceano Índico é de 4.210 metros.

            Suas maiores ilhas são Madagascar e Sri Lanka. Recebe as águas dos rios Limpopo, Zambeze, Irawadi, Brahmaputra, Ganges, Indo e Shatt al-Arab.

 

Água: fluído exótico e milagroso

         A estabilidade do ambiente marinho foi a chave do sucesso da evolução, principalmente nas suas fases iniciais. Um ambiente que se altera com freqüência exige que o organismo possua estruturas e comportamento mais complexos, dificulta extremamente sua adaptação, além de impor limites ao seu crescimento e multiplicação. Ademais, os ecólogos sabem hoje que a chave para a diversidade biológica é a estabilidade ambiental.

         Mas essa estabilidade somente existe, para a sorte de toda a vida neste planeta, devido à características muito peculiares da água. Esse líquido único, maravilhoso e espantoso chega a desafiar as leis correntes da Física e da Química. Por exemplo, a teoria prevê que para todos os compostos químicos com estrutura molecular do mesmo tipo da água – conhecidos como hidretos  – a temperatura de fusão e de ebulição sejam diretamente proporcionais ao peso molecular. Sendo assim, a água ferveria a –80 ° C. Ou seja, somente existiria no nosso planeta na forma gasosa.

         O que explica o “milagre” da vida e dos mares é existência de pontes de hidrogênio  entre as moléculas de água. Essas ligações criam uma coesão entre as moléculas de água, permitindo que elas não se afastem muito em temperatura ambiente, de modo que a água possa continuar existindo na forma líquida até 100 ° C.

As pontes de hidrogênio resultam da forte atração entre os átomos de hidrogênio de moléculas de água próximas entre si. Isso ocorre porque a combinação de átomos de hidrogênio com o de oxigênio na molécula de água cria um certo desequilíbrio elétrico, fazendo com que uma ponta da molécula de água tenha carga mais positiva e a outra a ponta seja mais negativa, atuando como um imã, denominado dipolo elétrico .

         Da mesma forma, essa forte coesão entre as moléculas de água faz com que ela tenha um elevado calor específico .

        Calor específico é definido como a quantidade de calor, medida em calorias, necessária para aumentar de 1 ° C a temperatura de uma grama de uma substância. Quanto menor o calor específico, mais facilmente uma substância esquenta ou esfria. Assim, como a água possui um calor específico superior ao do ar, ela demora mais para se aquecer, e também para esfriar. Por isso de manhã, depois de uma noite fria, a água da piscina está mais fria do que o ar que já se aqueceu com as primeiras horas de Sol.

         Por outro lado, a coesão das pontes de hidrogênio é fraca o suficiente para se romper na presença de outras substâncias, permitindo, assim, que uma enorme variedade delas possa se dissolver na água, misturando-se entre suas moléculas. Isso faz da água um solvente universal , podendo o oceano conter pelo menos quarenta metais, treze metalóides e inúmeros tipos de sais dissolvidos. Ou seja, a água do mar é uma mistura de quase todos os elementos existentes no nosso planeta. Assim, essas substâncias ficam mais facilmente  disponíveis para os organismos marinhos que as necessitam.

         Mas o comportamento surpreendente da água não para por aí. Enquanto todas as substâncias aumentam de volume conforme sobe a temperatura, com a água acontece o contrário, apenas na faixa entre 0 e 4 ° C. Conseqüentemente, quando a água se congela, formando gelo, seu volume aumenta, fazendo com que sua densidade diminua e flutue. Por esse motivo, a água congela da superfície para o fundo, permitindo que o fundo sempre esteja líquido e com uma temperatura de 4 ° C, mesmo que a temperatura da superfície esteja abaixo de zero, já que o gelo atua como isolante térmico.

         Se a água se comportasse como qualquer outra substância, ao cair a temperatura, os oceanos, rios e lagos começariam a se congelar no fundo e, conforme a temperatura diminuísse, toda a água acabaria congelada, matando toda forma de vida.

         O que explica esse comportamento anômalo da água, mais uma vez, são as pontes de hidrogênio. Quando o gelo se funde, uma parte das pontes de hidrogênio se rompe, permitindo que as moléculas se aproximem mais umas das outras, reduzindo, assim, o volume do conjunto; mas, se continuar o aquecimento, água volta a se dilatar devido ao aumento da excitação das moléculas, como qualquer outro composto químico.

 

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