ÁGUA DO MAR - BIOLOGIA MARINHA

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ÁGUA DO MAR 
Enorme quantidade de água no planeta: 
75% da superfície coberta por água! 
Oceanos -> 97%; Geleiras -> 2%; Água 
no solo -> 0,6%; Rios e lagos -> 0,02%; 
Atmosfera -> 0,001%; 
DE ONDE VEIO A ÁGUA? 
Do manto! 
Durante a formação do planeta, haviam 
muitos vulcões que liberavam gases e 
vapor d’água! 
Em um momento, a Terra começou a 
esfriar atingindo a temperatura que 
permitiu a condensação do vapor d’água 
-> preencheu as bacias oceânicas! 
Manto continua liberando água até hoje! 
 - Toda vez que um vulcão entra 
em atividade, é possível observar a 
liberação de vapor d’água e de gás na 
atmosfera antes do extravasamento do 
magma! 
MOLÉCULA DA ÁGUA 
 
É formado por ligação covalente -> 
quando elétrons são compartilhados 
entre dois átomos de H e um de O! 
O e H têm cargas fracas e opostas que 
criam uma atração elétrica entre 
moléculas de água adjacentes -> Ligação 
de Hidrogênio! 
Ligação de hidrogênio é muito mais 
FRACA do que as ligações covalentes! 
A presença de ligações de hidrogênio 
entre moléculas de água confere a ela 
propriedades muito importantes! 
CALOR ESPECÍFICO 
É a quantidade de calor necessária para 
elevar a temperatura de 1g de uma 
substância em 1°C! 
O metano tem o peso molecular 16 e é, 
em temperatura ambiente, um gás! Já a 
água tem peso molecular 18 e é, em 
temperatura ambiente, líquida -> água 
possui um elevador calor específico! 
Calor específico da água é um dos 
maiores que existem! 
A água pode absorver/liberar grandes 
quantidades calor enquanto sua 
temperatura muda muito pouco! 
ESTADOS FÍSICOS DA ÁGUA 
Absorção/liberação de energia para que 
uma mudança do estado da água! 
Sólido / Líquido / Gasoso 
A maioria das substâncias torna-se mais 
densa conforme a sua temperatura cai -> 
NO ENTANTO, a densidade da água é 
diferente em relação ao ponto de 
congelamento! 
 - Durante a transição do estado 
líquido para o sólido, no ponto de 
congelamento, o ângulo das ligações 
covalentes entre H e O se expande de 
105° para 109°! 
 - O volume ocupado por 27 
moléculas no estado líquido será 
ocupado por apenas 24 moléculas no 
estado sólido -> empacotamento menos 
eficiente das moléculas -> o gelo é 
menos denso do que a água no estado 
líquido -> por isso flutua! 
ÁGUA COMO SOLVENTE 
Água pode dissolver mais coisas do que 
qualquer outra substância natural -> 
‘solvente universal!’ 
Quando um cristal de sal, com NaCl, é 
colocado na água, os íons fortemente 
carregados atraem as moléculas de água 
que possuem as ligações fracas -> 
moléculas de águas cercam os íons 
enfraquecendo as ligações iônicas que 
mantem as cristas unidos -> dissolve!!! 
Substâncias não solúveis em água 
possuem as cargas tão bem distribuídas 
que não são polarizadas -> óleos, por 
exemplo! 
ÁGUA E OS SERES VIVOS 
Água é fundamental para os seres vivos! 
Maioria dos organismos -> +90% H2O 
como constituinte do corpo! 
Mais densa do que o ar -> possibilita a 
presença dos grandes mamíferos, 
plâncton, filtradores! 
Reduz o gasto energético para a 
sustentação esquelética! 
Menor variação de temperatura -> reduz 
o estresse térmico -> elevado calor 
específico! 
POR QUE A ÁGUA DO MAR É 
SALGADA? 
Água do mar: água pura + substâncias 
dissolvidas! 
Alguns dos sólidos produzidos na água 
são devidos ao intemperismo das rochas 
-> carregados dos rios até o mar! 
Outros vem do interior da Terra -> 
lançados nos oceanos pelas fontes 
hidrotermais ou pelos vulcões na 
atmosfera -> entram nos oceanos pela 
chuva ou pela neve! 
A proporção de sais no mar é a mesma 
independente do lugar -> Princípio 
das Proporções Constantes! 
 - Essa proporção difere das águas 
fluviais -> água do mar contém menos 
sílica e íons Ca que são removidos para 
formação de carapaça e outras partes 
rígidas de organismos marinhos! 
Principais constituintes da água do mar: 
 - Cloreto, Sódio, Sulfato, Cálcio, 
Potássio... 
A composição da crosta demonstra que 
diversas substâncias vieram da 
lixiviação desta: Sódio, Cálcio, 
Magnésio e Potássio! 
Por outro lado, existem outros 
componentes nos oceanos que têm 
concentrações diferentes das 
encontradas na crosta: excesso de 
voláteis -> Cloro, Bromo, Enxofre, 
Nitrogênio, Carbono e a própria água! 
O tempo de residência de um elemento 
pode variar muito -> o Ferro, por 
exemplo, tem um tempo de residência de 
200 anos -> Cálcio: um milhão de anos -
> Cloreto: 100 milhões de anos -> Água: 
4.100 anos! 
SALINIDADE 
Variável adimensional -> mas, é 
constante referenciada como ppm (partes 
por mil)! 
Água: 35 ppm (salinidade média) -> 
significa que um volume de água do mar 
pesando 1000g ou 1kg contém 35g de 
soluto! 
Salinidade do oceano aberto varia entre 
33-37 -> balanço entre precipitação e 
evaporação! 
Mares parcialmente fechados podem ter 
salinidades mais extremas -> o Mar 
Vermelho está em uma região quente e 
seca -> evaporação predomina sobre a 
precipitação -> alcança 40 de salinidade! 
Perto da costa ou em bacias fechadas, a 
descarga de rios pode ter um forte efeito 
sobre a salinidade -> como o Mar Báltico 
que tem salinidade de apenas 7 ppm! 
POR QUE EM ALGUNS LUGARES A 
ÁGUA É MAIS SALGADA OU MAIS 
DOCE? 
Se a água do mar é uma solução, a 
salinidade estará diretamente 
proporcional ao acréscimo de água doce 
na solução! 
Isso dependerá: 
- Da área de drenagem dos afluentes; 
- Índice pluviométrico; 
- Regime de ventos de determinada 
região; 
LAGOA DE ARARUAMA 
Lagoa super salgada classificada como 
hiperalina; 
Salinidade média = 52 partes por mil! 
Isso ocorre, por: 
- Predominância de áreas rasas; 
- Grande evaporação; 
- Precipitação reduzida; 
- Baixa circulação da água -> apenas dois 
rios que contribuem para a formação e o 
aporte de águas da lagoa; 
CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS DE 
ACORDO COM A [SAIS] 
- Hiperalina > 40 
- Eurialina: 40 e 30 
- Mixoeurialina > 30 
Mixo (polialina): 30 e 18 
Mixo (mesoalina): 18 e 5 
Mixo (oligoalina): 5 e 0,5 
Água doce < 0,5 
A concentração de sais é determinante 
para a distribuição das espécies nos 
diferentes ecossistemas! 
Espécies de água doce não conseguem 
sobreviver em água salgada e vice-
versa! 
Até pequenas mudanças na salinidade 
podem prejudicar os organismos! 
Muitos organismos, principalmente os 
que vivem próximos a embocaduras dos 
rios, evoluíram mecanismos 
específicos para superar as mudanças 
de salinidade! 
ESPÉCIES 
EURIALINAS/ESTENOALINAS, 
OSMOCONFORMADORAS/OSMOR
EGULADORAS 
Os organismos marinhos adaptaram seus 
problemas de manutenção do balanço 
adequado de água e de sais de várias 
maneiras! 
Alguns NÃO mantém ativamente o 
balanço de sais e de água de nenhuma 
maneira -> suas concentrações internas 
mudam quando a salinidade da água 
muda -> Osmoconformadores! 
 - Muitos podem viver apenas em 
uma estreita variação de salinidade -> 
Estenoalinos! 
 - Outros podem tolerar mudanças 
relativamente grandes na salinidade da 
água do mar adjacente -> mesmo que 
tenham problemas osmóticos do lado de 
fora, eles toleram variações -> 
Eurialinos! 
Em áreas oceânicas onde a salinidade 
não muda muito, os osmoconformadores 
têm poucas dificuldades -> outras 
espécies osmorregulam ou controlam 
suas concentrações internas para evitar 
problemas osmóticos! 
Os osmorreguladores ainda têm limites -
> no geral, são capazes de tolerar melhor 
as mudanças de salinidade do que os 
osmoconformadores! 
 Os osmorreguladores ajustam a 
concentração dos solutos em seus fluidos 
internos até que a concentração total dos 
seus fluidos se iguale a do lado de fora! 
 
VARIAÇÃO LATIDUINAL DA 
SALINIDADE 
A variação da salinidade pode ser 
observada através de padrões regiões de 
precipitação e evaporação! 
Esses padrões também podem ser 
observados através de uma escala 
latitudinal global! 
Em regiões de baixas latitudes, região 
equatorial, o alto índicede precipitação 
faz com que ocorra uma redução da 
salinidade! 
PORÉM, conforme ocorre um aumento 
da latitude, tanto para o hemisfério 
norte quanto para o hemisfério sul, faz 
com que ocorra um aumento de 
salinidade em função do aumento da 
evaporação! 
VARIAÇÃO DA SALINIDADE EM 
PROFUNDIDADE 
Diferente em regiões tropicais e regiões 
polares! 
Nas regiões tropicais, especialmente nos 
paralelos 30°N e 30° S, a evaporação é 
maior que a precipitação de chuvas -> 
resulta em uma maior salinidade das 
águas superficiais! 
Nas regiões polares, a precipitação de 
neve (inverno) e degelo (verão) é maior 
que a evaporação -> resulta em uma 
menor salinidades das águas 
superficiais! 
Após uma determinada profundidade, 
ocorre uma variação de salinidade 
chamada Halocline! 
Após a Halocline, ocorre uma 
estabilização da salinidade a partir de 
2.000 m de profundidade em ambas as 
regiões! 
INSTRUMENTOS PARA MEDIR A 
SALINIDADE 
Condutivímetro – mede a condutividade 
elétrica da água do mar! 
 - A condutividade varia de 
acordo com a concentração e mobilidade 
de íons presentes e com a temperatura da 
água -> condutivímetro fornece uma 
medida indireta da salinidade! 
Refratômetro – instrumento óptico 
utilizado para medir o índice de refração 
de uma substância translúcida presente 
na água! 
CTD – instrumento portátil que lê 
temperatura, pH, oxigênio dissolvido e 
condutividade! Foi projetado pra ser 
mergulhado ao lado da embarcação de 
pesquisa; 
- Possui uma pequena bomba que 
flui água pelos sensores; 
 - Registra duas determinações 
por segundo; 
 - Operam em profundidade de até 
200m; 
 - Os dados podem ser 
recuperados por um cabo conectado à 
embarcação ou armazenados na 
memória do aparelho! 
TEMPERATURA 
Variável mais importante nos 
ambientes aquáticos! 
Resultante da absorção da radiação solar 
(ganho de calor), da reirradiação (perda 
de calor), da superfície do corpo aquático 
e da evaporação! 
A temperatura da água do mar pode 
variar entre -1,9 (regiões polares) a 50°C 
(possas de maré em regiões tropicais)! 
Zonas profundas -> temperatura média é 
de 4°C! 
Latitude tem controle sobre a 
temperatura da superfície do oceano -> a 
quantidade de insolação diminui em 
direção aos polos! 
 - As temperaturas de águas de 
superfície são mais altas nos trópicos e 
diminuem com a distância do equador! 
Isotérmicas: linhas de contorno 
imaginárias que ligam pontos com a 
mesma temperatura da água e são 
paralelas às linhas de latitude! 
Como a quantidade de insolação varia 
com a estação do ano, a temperatura da 
superfície muda com o tempo! 
A luz do Sol mais intensa nos trópicos e 
subtrópicos gera uma ampla faixa de 
água com temperaturas superiores à 
25°C -> podendo alcançar até 30°C! 
Já as águas dos oceanos polares são 
muito frias -> alcançando temperaturas 
próximas ou abaixo de 0! 
 
 
VARIAÇÃO DA TEMPERATURA 
EM PROFUNDIDADE 
A profundidade máxima dos oceanos 
pode alcançar até 5mil metros nas bacias 
oceânicas! 
A água do mar que preenche essas bacias 
ocorre de forma estratificada -> 
formando diferentes camadas! 
- Zona de superfície ou camada de 
mistura: camada superior dos oceanos -
> água em contato com a atmosfera, 
exposta à radiação solar -> misturada 
pela ação das ondas e das correntes! 
 - Se estende por uma 
profundidade de 150m -> pode chegar 
até mil metros ou inexistir dependendo 
da latitude! 
- Termoclina: camada intermediária; 
temperatura varia rapidamente com a 
profundidade! 
- Zona profunda de águas frias e 
estáveis; 
VARIAÇÃO DA TEMPERATURA 
EM PROFUNDIDADE EM 
DIFERENTES ESTAÇÕES DO ANO 
Ocorre somente em médias latitudes -> 
locais onde há estações climáticas bem 
definidas! 
 - No verão, há o aquecimento da 
camada de mistura e o aparecimento de 
uma termoclina bem aparente! 
 - No outono, começa haver a 
diminuição da luz solar e o aumento de 
ventos misturando a camada superficial 
e a intermediária -> diminuição da 
termoclina! 
 - No inverno, ocorre redução 
drástica da luz solar e devido à ação mais 
intensa de ventos há uma mistura total da 
camada superficial com a camada 
intermediária -> ausência de termoclina! 
 - Na primavera, ocorre aumento 
da radiação solar -> aquecimento da 
camada superficial e o aparecimento de 
uma nova termoclina! 
Toda essa dinâmica de circulação de 
águas é sazonal e ocorre em águas 
superficiais! 
VARIAÇÃO DA TEMPERATURA 
EM PROFUNDIDADE EM BAIXAS E 
ALTAS LATITUDES 
Não há sazonalidade em baixas e altas 
latitudes -> é sempre calor ou sempre 
frio nessas regiões! 
A termoclina em baixas latitudes é 
permanente! 
A termoclina em altas latitudes é sempre 
ausente! 
DENSIDADE 
Relação entre massa e volume que 
determinada substância ocupa -> quanto 
maior a massa e menor o volume, maior 
a densidade! 
Sempre em função da temperatura e da 
salinidade -> águas mais frias e salinas 
são mais densas do que águas quentes 
e menos salinas! 
Quando a temperatura varia bem mais do 
que a salinidade, a densidade é mais 
afetada pela temperatura do que pela 
salinidade! 
VARIAÇÃO DA DENSIDADE COM 
A PROFUNDIDADE 
Se existem gradientes verticais de 
temperatura da água (termoclinas) e de 
salinidade (haloclinas), então a 
densidade vai apresentar um gradiente 
semelhante -> Picnoclina! 
PICNOCLINA: zona no qual a 
densidade se eleva com o aumento da 
profundidade -> essa zona isola as águas 
da superfície das camadas mais densas 
abaixo! 
A densidade da água do mar varia entre 
1,20 e 1,30g/cm³ -> indica que 1l de água 
do mar pesa entre 2% e 3% a mais do que 
1l de água pura na mesma temperatura! 
PRESSÃO NA ÁGUA 
Força exercida sobre uma área! 
Organismos em Terra estão sob uma 
atmosfera de pressão igual a 1atm = 
1,033kg/cm² -> peso de todo ar acima 
deles! 
NO ENTANTO, os organismos 
marinhos estão sob o peso da água + todo 
o peso da atm -> a água é muito mais 
pesada que o ar -> então, os organismos 
marinhos estão sob uma pressão muito 
maior dos aqueles que estão em Terra! 
A pressão aumenta muito com a 
profundidade -> a quantidade de água 
acima fica cada vez maior! 
A cada 10 m de profundidade, 1 atm 
de pressão é acrescido! 
No momento da pressão, os gases são 
comprimidos -> então, estruturas 
internas como a bexiga natatória e os 
pulmões podem encolher ou colapsar -> 
limitando a variação de profundidade 
para muitos organismos marinhos! 
Durante o retorno à superfície, os 
gases se expandirão novamente -> no 
entanto, dependendo da velocidade de 
retorno, a expansão dos gases pode 
ocorrer de forma violenta -> 
ocasionando a ruptura de órgãos 
internos! 
RADIAÇÃO SOLAR 
À medida que penetra no mar, a luz vai 
sendo atenuada e altera a sua composição 
espectral! 
A água do mar pode ser visualizada 
através de um filtro de três componentes: 
- Absorção da própria água; 
- Absorção de elementos dissolvidos; 
- Dispersão do material em suspensão, 
como plâncton e detritos; 
A energia luminosa de alguns 
comprimentos de onda é convertida em 
calor! 
O primeiro metro dos oceanos absorve 
praticamente toda radiação 
infravermelha -> contribui para o 
aquecimento da superfície! 
 - Também absorve 71% da luz 
vermelha! 
O espectro luminoso torna-se azulado 
com a profundidade -> os comprimentos 
de onda da luz vermelha, amarela e 
laranja vão sendo absorvidos! 
Ao redor dos 300m, a luz azul já foi 
convertida em calor! 
Em função da penetração relativa da luz 
no mar, a coluna d’água pode ser 
dividida verticalmente em três zonas: 
- Zona Fótica: região com luz suficiente 
para sustentar o crescimento e a 
reprodução dos seres fotoautotróficos! 
 - Pode se estender em até 200m 
de profundidade! 
- Zona Disfótica: região onde peixes e 
alguns invertebrados podem enxergar, 
mas a luz é muito fraca para sustentar 
uma produção fotossintética positiva! 
- Zona Afótica:região mais profunda e 
mais ampla dos oceanos; se estende até o 
assoalho oceânico! Não há luz e não 
existe a possibilidade da existência de 
seres fotoautotróficos! 
 
GASES DISSOLVIDOS 
O2 e o CO2 -> principais! 
- O2: Solubilidade dos gases é uma 
função da temperatura -> quanto menor 
a temperatura, maior é a solubilidade -> 
ou seja, quanto mais fria a água, maior a 
concentração de O2 dissolvido! 
Perfil vertical do O2 mostra uma 
concentração máxima de O2 entre 10 e 
20 m de profundidade -> atividade 
fotossintética e a interface atmosfera-
oceano leva a uma supersaturação! 
Com o aumento da profundidade, o O2 
diminui, atingindo o mínimo entre 500 e 
1000 m de profundidade -> a Zona 
Mínima de Oxigênio pode chegar a 0 em 
algumas áreas! 
Abaixo dessa região, o O2 volta a 
aumentar com a profundidade até 
estabilizar -> a solubilidade dos gases é 
inversamente proporcional à 
temperatura! 
A camada mínima de O2 é atribuída à 
atividade biológica de decompositores, 
à ausência de atividade fotossintética e 
à interface atmosfera-oceano! 
- CO2: a solubilidade do CO2 na água 
depende da temperatura e da pressão! 
É maior em águas frias e profundas! 
A solubilidade do CO2 é diferente do 
O2 -> o CO2 é abundante na água do mar 
-> que possui uma grande capacidade 
para absorver o gás -> isso ocorre porque 
o CO2 reage com a água para produzir 
ácido carbono! 
Perfil vertical do CO2 mostra que possui 
baixas concentrações na superfície 
devido à atividade fotossintética -> 
retornando em águas mais profundas 
devido à decomposição de matéria 
orgânica e à solubilidade desse gás 
(aumenta com a elevação da pressão e a 
diminuição da temperatura)! 
NUTRIENTES 
Os nutrientes da água do mar consistem 
principalmente de nitrogênio, fósforo e 
silício! 
A incorporação desses nutrientes, devido 
a atividade biológica de organismos 
marinhos, à região mais superficial dos 
oceanos faz com que as suas 
concentrações sejam menores na 
superfície! 
A concentração de nutrientes aumenta 
com a profundidade -> a partir de um 
certo ponto, ocorre uma diminuição 
brusca de atividade biológica, além da 
chuva de nutrientes oriunda da 
superfície! 
PORTANTO, águas frias e profundas 
são mais ricas em nutrientes do que as 
águas superficiais e quentes! 
FONTE DE NUTRIENTES 
Nos oceanos, há uma infinidade de 
fontes de nutrientes! 
- Chuva orgânica -> causada por 
organismos mortos; 
- Plâncton; 
- Pelotas fecais; 
- Fitodetritos -> detritos de origem 
vegetal; 
O PROBLEMA DOS OCEANOS 
Zona Fótica: muita luz para fotossíntese, 
mas limitação de nutrientes! 
Zona Afótica: não há luz, mas há muitos 
nutrientes disponíveis!