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42 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Unidade II 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS MARINHOS 5.1 Aspectos iniciais A comparação, mesmo que superficial, entre ecossistemas terrestres e aquáticos, permite identificar aspectos em comum e outros discordantes. Inicialmente, pelo fato de ambos serem sistemas, possuem componentes e funcionamento semelhantes (Figura 25). Ambos necessitam de energia, matéria e organismos para funcionar; e, como resultado, parte da energia é perdida na forma de calor e outra parte é armazenada (RICKLEFS, 2012). Energia Matéria Organismos Energia armazenada Matéria Organismos Ecosssistema Entrada Saída Calor Figura 25 – Representação da interação entre os elementos de um ecossistema Contudo, algumas diferenças marcantes existem e ajudam a dar identidade aos ambientes. Por exemplo, conforme será detalhado adiante, no ambiente marinho, a luz é um fator limitante, uma vez que não penetra além dos 200 metros de profundidade (WICANDER; MONROE, 2009). Isso não ocorre com os ecossistemas terrestres que possuem na água um fator limitante mais decisivo. Também pelas características da água discutidas na unidade I deste livro, os ambientes aquáticos passam por variações de temperatura bem menores do que os ambientes terrestres, uma vez que a água retém calor de modo eficiente e o libera esse aos poucos (GARRISON, 2010). Dessa forma, não apenas os elementos abióticos refletem tais condições, como também os elementos bióticos. Graças às condições dos corpos d’água, seres vivos gigantes puderam se desenvolver e viver, a exemplo das baleias, mesmo sem ter esqueletos muito resistentes, como as lulas gigantes. No entanto, seres minúsculos também encontram na água um meio adequado para sua sustentação e deslocamento, tanto no interior da coluna d’água (organismos componentes do plâncton) quanto em sua superfície (organismos componentes do plêuston e nêuston) (ESTEVES, 2011). 43 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS 5.2 Estrutura do ecossistema marinho Lembrete Oceanografia é a parte da ciência que estuda os oceanos. Um de seus maiores nomes foi o francês Jacques-Yves Cousteau. O ecossistema é o mais representativo do planeta, cobrindo cerca de 2/3 de sua superfície. Conforme pode ser visto nas figuras 12 e 13, os oceanos correspondem aos maiores reservatórios de água do mundo, com cerca de 97,5% do total (TESSLER; MAHIQUES, 2009). No entanto, correspondem à água salgada, salvo casos bem particulares em que pode haver a mistura com água doce, conforme será visto adiante. A distinção entre mares e oceanos se dá em relação ao tamanho.Com relação às grandes massas de água que estão entre os continentes, usa-se o termo oceano. Qualquer parte desse oceano que se queira estudar ou mencionar deve ser considerada como mar (Figura 26), podendo, inclusive, receber nomes próprios e diferentes daqueles dos oceanos. Exemplo disso é o que se observa em algumas regiões do mar Mediterrâneo conhecidas como mar Tirreno, mar Egeu e mar Adriático (GARRISON, 2010). Figura 26 – Localização dos mares Mediterrâneo e Negro em relação aos oceanos Um critério que auxilia essa distinção é o de profundidade. Oceanos são profundos, com valores médios pouco acima dos 3 mil metros de profundidade, mas que podem chegar a mais de 10 mil metros em áreas bastante específicas. Os mares são bem mais rasos, com circulação mais restrita e com maior proximidade com os continentes (GARRISON, 2010). A partir dessas definições, compreende-se que os oceanos do mundo são três, a saber: oceanos Atlântico, Pacífico e Índico (Figura 13). Em classificações recentes, os antigos oceanos polares Ártico e Antártico são considerados mares, com profundidades ao redor de 1 mil metros (GARRISON, 2010). 44 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Quando observamos o mapa do mundo (Figura 13) e tomamos por base a linha do Equador, fica fácil identificarmos uma importante diferença na distribuição dos oceanos. O hemisfério norte tem cerca de 61% de sua superfície coberta por oceanos, ao passo que no hemisfério sul esse valor aumenta para aproximadamente 81% (GARRISON, 2010). Os reflexos dessa diferença podem ser sentidos, entre outros fatores, no clima e na circulação oceânica. 5.2.1 Bacias oceânicas Todo oceano ou mar possui um arcabouço, ou seja, uma estrutura definida que lhe dá sustentação e sobre a qual a água se acumula e circula. É o que se chama bacia oceânica. Os continentes são as laterais dessas bacias e seu fundo corresponde a grandes extensões de crosta oceânica (rocha ígnea do tipo basalto) cobertas por rochas e sedimentos (TESSLER; MAHIQUES, 2009; WICANDER; MONROE, 2009). Toda essa estrutura faz parte de um grande processo dinâmico do planeta conhecido como Ciclo de Wilson. Ele trabalha com as bases da tectônica de placas e define os processos necessários para abertura e fechamento dos oceanos e, consequentemente, aproximação e afastamento dos continentes. Um ciclo completo envolve a abertura e o fechamento de um oceano (TASSINARI; DIAS NETO, 2009; TESSLER; MAHIQUES, 2009). Esse conhecimento envolve eventos de longa duração e que têm ocorrido, provavelmente, desde que a superfície da Terra se endureceu, há bilhões de anos. Conforme destacado por Dias et al. (2014), o Ciclo de Wilson está ligado ao processo de abertura e fechamento dos oceanos de um ponto de vista geológico, pois trabalha com os mecanismos formadores e modificadores da crosta terrestre. Normalmente são identificadas duas fases distintas nesse processo, aqui mencionadas de maneira simplificada: • fase de expansão (ou abertura) com rachadura de um continente e consequente afastamento de suas partes, gerando um espaço entre elas que é ocupado pela água do mar; • fase de aproximação (ou fechamento) com reaproximação de massas continentais separadas e consequente diminuição da extensão do oceano até seu possível fechamento. Os locais onde esses movimentos ocorrem são conhecidos como bordas ou limites das placas litosféricas. A Figura 27 mostra onde estariam, atualmente, localizados esses limites (TASSINARI; DIAS NETO, 2009; WICANDER; MONROE, 2009). 45 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS Figura 27 – Linhas vermelhas mostram os limites das placas litosféricas Saiba mais O Projeto Paleomap permite identificar um pouco dos efeitos do Ciclo de Wilson ao apresentar reconstituições da posição dos continentes e oceanos no passado geológico e até como estarão no futuro. Disponível em: <http://www.scotese.com/>. Cada limite desses corresponde a uma área onde a placa está sendo formada ou destruída (TASSINARI; DIAS NETO, 2009; WICANDER; MONROE, 2009). Nos locais de formação da crosta, encontra-se um grande conjunto de altas montanhas bem no meio do oceano, chamado cordilheira ou dorsal mesoceânica (Figura 28). É o que ocorre no oceano Atlântico, desde o norte até o sul. No total, as cordilheiras mesoceânicas se estendem por cerca de 80 mil quilômetros ao redor do planeta, com montanhas que chegam a 3 mil metros de altitude. Nesse local, o magma gerado no interior da Terra encontra oportunidade para chegar à superfície e se solidificar, formando nova rocha ígnea. Esse é o mecanismo que resulta no crescimento dos oceanos, uma vez que as placas crescem em sentidos opostos. Especificamente sobre a área mencionada, o resultado tem sido o afastamento contínuo entre América do Sul e África a uma taxa de cerca de 2,5 centímetrospor ano (TESSLER; MAHIQUES, 2009). O mesmo processo ocorre nos demais oceanos. Nada disso pode ser visto por estar submerso, embora, na Islândia, grande ilha no Círculo Polar Ártico, esse processo possa ser acompanhado na superfície. 46 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II 11 12 13 14 15 16 174 5 6 7 8 9 1031 2 1 - Elevação ou sopé continental 2 - Palataforma continental 3 - Planície abissal 4 - Cânion 5 - Talude continental 6 - Arco de ilhas 7 - Vulcão 8 - Submanto oceânico 9 - Guyot 10 - Planície abissal 11 - Montes submarinos 12 - Falhas transformantes 13 - Cordilheiras oceânicas 14 - Ilhas vulcânicas 15 - Ilhas vulcânicas 16 - Planícies abissal 17 - Continente Figura 28 – Relevo do fundo oceânico em uma localidade de margem continental passiva. Destaque para a dorsal mesoceânica Em oposição a esse mecanismo, alguns limites de placas marcam locais de destruição da crosta. São chamados de fossas e, na maioria das vezes, ocorrem no fundo dos oceanos (Figura 29). Uma dessas estruturas está próxima à costa oeste da América do Sul, dentro do oceano Pacífico. Possuem formato de “V”, sendo que entre suas margens pode haver distância de 100 quilômetros. Nesses locais, as placas estão se movendo em direções opostas, o que faz com que uma se mova por debaixo da outra, indo direto para o interior do planeta, onde será destruída, num processo conhecido como subducção (TASSINARI; DIAS NETO, 2009; WICANDER; MONROE, 2009). As fossas oceânicas são as evidências desses acontecimentos e podem ser vistas no fundo dos oceanos. Correspondem aos locais mais profundos do planeta, sendo que a fossa das Marianas, nas Filipinas (norte do Pacífico), é a mais profunda, com cerca de 11 mil metros de profundidade (TESSLER; MAHIQUES, 2009). 47 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS Região de expansão do assoalho marinho Fenda formada onde duas placas se separam Fenda formada onde duas placas se separam O magma sobe para formar um ponto quente O magma sobe para formar um vulcão Litosfera (crosta e camada superior do manto ou astenosfera Um vulcão se desenvolve sobre um ponto quente e aumenta de tamanho até formar uma ilha Ilha vulcânica originalmente formada sobre um ponto quente A crosta oceânica funde-se Limite ao longo da qual duas placas deslizam uma em relação a outra Região onde uma placa mergulha sob a outra Crista formada onde a saída de magma origina nova crosta oceânica Fossa oceânica formada onde a crosta oceânica é forçada a mergulhar sob a fossa continental Cadeia de montanha levantada onde a crosta oceânica comprime e deforma a borda da placa continental Figura 29 – Relevo do fundo oceânico em uma localidade de margem continental ativa. Destaque para a fossa oceânica próxima ao continente Observação Uma sequência de fossas oceânicas ao redor do oceano Pacífico é mundialmente conhecida como Círculo ou Anel de Fogo do Pacífico, sendo a responsável por muitos eventos como terremotos e erupções vulcânicas em toda a região adjacente. Saiba mais Conheça um pouco mais sobre o funcionamento e os efeitos do Círculo de Fogo do Pacífico assistindo ao documentário: JORNADA geológica: o Anel de Fogo do Pacífico. EUA: National Geografic, 2012. 45 min. 48 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Contudo, o fundo dos oceanos está longe de ter um relevo homogêneo. Existe uma distinção entre o relevo oceânico associado a uma dorsal mesoceânica e aquele associado a uma fossa oceânica. No primeiro caso, as laterais da bacia são chamadas de margens continentais passivas, e, no segundo, de margens continentais ativas (TESSLER; MAHIQUES, 2009). A partir de uma margem continental passiva (figuras 28 e 30) podem ser identificadas as seguintes regiões no fundo oceânico (TESSLER; MAHIQUES, 2009): • Costa: parte da terra firme em contato com o mar e modificada pela ação deste. • Plataforma continental: área contígua à costa, possuindo uma inclinação pouco acentuada e chegando até uma profundidade máxima de 200 metros. • Talude continental: inicia-se onde a plataforma continental sofre um aumento na inclinação, chegando rapidamente até 1 mil metros de profundidade. • Elevação continental ou Sopé continental: segue-se ao talude, onde diminui novamente a inclinação, mas atinge profundidades próximas a 4 mil metros. • Fundo abissal ou planície abissal: a inclinação é mínima e podem ser encontradas as cordilheiras mesoceânicas. Plataforma continental Zona nerítica Zona pelágica Zona batialTalude continental Zona abissal 0m 200m 2000m 6000m Figura 30 – Perfil do relevo do fundo oceânico Note que o importante para esta divisão é a profundidade do oceano e não a distância em relação ao continente. É importante destacar, ainda, que, ao longo desse caminho, podem ser encontradas diferentes formações, como montes submarinos, ilhas vulcânicas, vales e cânions. No caso das margens continentais ativas, devido à proximidade entre fossas oceânicas e continentes, não há como formar as mesmas estruturas de relevo observadas anteriormente. Todas essas características do fundo oceânico associadas às variáveis da água e à influência vinda do continente tornam o ambiente marinho bastante diversificado (TESSLER; MAHIQUES, 2009). 49 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS 5.2.2 Critérios de classificação Diferentes critérios podem resultar em diferentes divisões do ambiente marinho. De acordo com a necessidade ou interesse, é possível dividir o ambiente marinho de acordo com a profundidade, com a distância em relação ao litoral ou de acordo com as características do fundo oceânico, entre outras características (GARRISON, 2010). A figura 31 resume um pouco dessas possibilidades. Zon a a fót ica 4.000 1.000 200 0 Zona pelágica Zona baital Plataforma continental Zona bentônica Zona abissal Zona haidal Profundezas do alto-mar Zon a d isfó tica Zon a eu fóti ca Zona litoral Zona nerítica Zona oceânica 11.000 Profundidade (m) Bentônica (do fundo) Supralitoral (supertidal) Litoral (Intertidal) Sublitoral (Subtidal) Interna Externa Batial Abissal Hadal Pelágica (Coluna de água) Nerítica Oceânica – pela luz Eufólica Disfólica Afólica Oceânica – pela profundidade Epipelágica Mesopelágica Batipelágica Abissopelágica Zonas dos oceanos Fótica Figura 31 – Diferentes compartimentos ou divisões possibilidades de divisão do ambiente marinho Uma divisão bastante comum e útil do ambiente oceânico é baseada na presença de luz solar. Recebe o nome de zona eufótica (ou fótica) a porção de água oceânica mais próxima da superfície, ou seja, aquela que recebe a luz solar e permite sua penetração. A luz solar pode ser vista, mesmo que em pequenas quantidades, até uma profundidade máxima de 200 metros. A partir daí, considera-se o início da zona afótica (sem luminosidade). A importância dos raios solares está ligada aos seres fotossintetizantes (algas e cianobactérias), todos habitantes da região eufótica, fazendo com que essa região concentre a produção primária (fotossíntese), sustente inúmeras formas de vida e participe da estruturação de todos os ecossistemas, viabilizando fluxos de energia e matéria entre o mundo abiótico e biótico (WICANDER; MONROE, 2009, GARRISON, 2010). 50Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II A marca de 200 metros de profundidade que delimita a zona eufótica também é utilizada em uma classificação baseada na profundidade (Figura 31). Essa classificação corresponde à região epipelágica. Abaixo dela, entre 200 e 1.000 metros de profundidade, estende-se a região mesopelágica. De 1.000 a 4.000 metros está a região batipelágica e em profundidades maiores a região abissopelágica. É interessante observar que, apesar dos diferentes critérios que podem ser empregados, sempre existe uma correspondência entre os diferentes nomes (GARRISON, 2010). 6 TIPOS DE ECOSSISTEMAS MARINHOS 6.1 Ecossistema marinho costeiro Essa divisão do ecossistema marinho está relacionada com a influência recebida do continente, através dos processos e produtos que compõem os ecossistemas terrestres. Corresponde, portanto, a um ambiente de transição onde é possível observarmos os elementos marinhos e continentais interagindo (Figura 32) (WICANDER; MONROE, 2009). Figura 32 – Típico ambiente marinho costeiro Para seu estudo, é necessário que seja estabelecida a região em que os processos serão mais intensos. Essa região é chamada de zona entre marés. Corresponde à parte desse ecossistema que está constantemente sendo coberta e descoberta pela variação do nível do mar, causada pelas marés. Em termos mais precisos é a faixa compreendida entre o limite da maré alta (ponto mais alto atingido pelo nível do mar sobre o continente) e o limite da maré baixa (ponto mais baixo atingido pelo nível do mar sobre o continente). É também chamada de mesolitoral. Acima do nível da maré alta está o supralitoral. Abaixo do nível de maré baixa está o infralitoral (GARRISON, 2010). A maré é um fenômeno resultante da atração gravitacional da Terra pela Lua e vice-versa. Esses dois corpos celestes estão em equilíbrio e se atraem mutuamente, mas apenas a Terra tem água líquida em sua superfície e com capacidade de reagir a essa atração, deformando-se em direção à Lua (Figura 33). O movimento de rotação da Terra faz com que esse efeito se movimente pelo planeta. O resultado prático de tudo isso é que, ao longo do dia, o nível do mar em todas as partes do mundo passa por sucessivos ciclos de aumento e diminuição (WICANDER; MONROE, 2009; GARRISON, 2010). 51 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS Observação Embora cause menos efeito do que a Lua, o Sol também influencia as marés, o que pode ser sentido nas marés de sizígia (marés muito altas), que ocorrem nas luas nova e cheia, quando o efeito de atração do Sol se soma ao da Lua por estarem alinhados (GARRISON, 2010). Terra Sol Marés lunar e solar Lua nova A Terra Sol Maré lunar Maré lunar Maré solar Maré solar Lua em quarto minguante B Figura 33 – Lua e Sol na definição das marés mais altas (A) e intermediárias (B) Um ciclo completo de maré pode ser caracterizado pelos seguintes acontecimentos (GARRISON, 2010): • Subida do nível do mar por algum tempo, período chamado de “enchente”. • Chegada a um nível máximo chamado de “preamar”. • Nível alto permanece estacionado por um tempo, período chamado de estofo de enchente. • Descida do nível do mar por um certo tempo, período chamado de “vazante”. • Chegada a um nível mínimo chamado de “baixa–mar”. • Nível baixo permanece estacionado por um tempo, período chamado de estofo de vazante. • Recomeça o ciclo de subida. Observação O tempo entre duas marés altas é de 12 horas. Logo, o nível do mar demora 6 horas para subir e 6 horas para descer. Contudo, o desnível, ou seja, a diferença em centímetros entre o nível de maré alta e o nível de 52 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II maré baixa, não é padronizado, podendo variar de poucos centímetros até cerca de 10 metros ao longo do dia. Embora não constitua uma regra, normalmente a região entre marés também sofre ação das ondas durante todo o tempo. Ondas são geradas pelo contato do vento com a superfície do oceano. O vento que sopra do mar em direção ao continente causa movimentos discretos na superfície da água, que se tornam mais evidentes e fortes quando se aproximam do litoral, como resposta à diminuição da profundidade da água (Figura 34). A energia contida nas ondas é liberada quando elas se chocam com a areia ou as rochas do litoral (WICANDER; MONROE, 2009; GARRISON, 2010). Comprimento de onda L C Nenhum movimento perceptível por causa das ondas localizadas mais abaixo Ondas de águas profundas profundidade maior que a metade do comprimento de onda ( L2 ) Ondas de águas intermediárias profundidade menor que ( L 2 ) porém maior que ( L 20 ) Ondas de águas rasas profundidade menor que ( L 20 ) A onda quebraC e L diminuem; altura da onda aumenta; cristas arredondadas formam picos C, L e h constantes por longas distâncias d = L 20 d = L 2 Figura 34 – Fatores que influenciam a formação de ondas Observação Tsunami, como o que atingiu o Japão em 2011, é uma sequência de ondas gigantes que podem atingir cerca de 30 metros de altura e viajar pelos oceanos a uma velocidade de até 800 quilômetros por hora. Diferentemente das ondas do dia a dia, sua origem não está relacionada aos ventos, mas sim a terremotos no fundo do oceano. Assim como o restante do oceano, os ecossistemas costeiros também são influenciados por correntes marítimas (ou oceânicas), especialmente quando se trata de uma área de ressurgência. Contudo, esse tema será abordado mais adiante, ao tratarmos de ecossistemas marinhos profundos, nos quais os efeitos das correntes são mais pronunciados e efetivos (WICANDER; MONROE, 2009; GARRISON, 2010). As ondas e marés podem ser consideradas fatores de estresse ambiental nos ecossistemas marinhos costeiros, pois submetem os organismos que ali vivem, ou que estão eventualmente presentes, a condições que fogem do ideal, podendo afetar a movimentação do meio, disponibilidade de água, salinidade, entre outros fatores (WICANDER; MONROE, 2009). 53 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS No caso da diminuição do nível do mar durante a maré baixa, por exemplo, organismos aquáticos (como, algas, cracas, mexilhões) são expostos ao ar durante algumas horas. Com isso estão submetidos à falta d’água (dessecação) e a todos os recursos que dependem dela tais quais oxigenação, alimento, temperatura etc. Além disso, passam a receber a ação direta dos raios solares, o que acelera a dessecação à medida que a temperatura aumenta. Em termos de oxigenação, a exposição ao ar de organismos aquáticos representa um grande problema, uma vez que as trocas gasosas não podem ser feitas diretamente com o ar (GARRISON, 2010). Em algumas situações específicas relacionadas à presença de grandes rochas no litoral, certa quantidade de água salgada pode ficar represada em depressões, formando poças naturais. Os organismos que estiverem aprisionados ali têm seu suprimento de umidade e oxigênio garantido até a próxima subida da maré. Contudo, o calor excessivo do sol pode fazer parte da água evaporar, aumentando a salinidade na poça. Por outro lado, caso chova no local, a água terá sua salinidade diminuída pela presença da água doce. Em ambos os casos, os organismos passarão por estresse ambiental (GARRISON, 2010). No caso das ondas, sua maior contribuição para o estresse advém do seu impacto sobre o litoral. A energia liberada pode ser tãogrande que organismos são arrancados de seus locais de vida e muitos não têm como retornar a eles. Outro efeito das ondas é sentido nos seres vivos que estão submersos. A movimentação da água faz com que areia e lama que estão no fundo do oceano fiquem em suspensão, aumentando a turbidez e diminuindo a penetração dos raios solares na água. No entanto, também há contribuições benéficas das ondas, uma vez que elas aumentam a oxigenação da água (GARRISON, 2010). É certo que todos os organismos que vivem nessas condições apresentam adaptações que garantem sua sobrevivência às variações ambientais diárias. No entanto, animais que estejam eventualmente presentes e sejam atingidos pelas variações nas condições ambientais podem não resistir. Estratégias comuns para a manutenção da umidade, vital para os organismos aquáticos, envolvem a ocupação de micro-hábitat (por exemplo, fendas, buracos etc.), o desenvolvimento de revestimentos eficientes para o corpo (por exemplo, conchas, tubos etc.) e a produção de muco. Com isso, os organismos conseguem assegurar umidade e oxigenação suficientes para aguentar o intervalo de tempo até a maré subir novamente (Figura 35) (GARRISON, 2010). Figura 35 – Exemplo de organismos (cracas) típicos de região entre marés com adaptações para aguentar os intervalos sem a cobertura de água 54 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II A observação atenta da manifestação dessas condições na natureza permite compreender que existem, basicamente, dois tipos de ecossistemas marinhos costeiros, sendo eles as costas rochosas e as praias arenosas (Figura 36) (GARRISON, 2010). Figura 36 – Representação dos dois principais ambientes do ecossistema marinho costeiro 6.1.1 Costão rochoso Costas rochosas ou costões rochosos correspondem a porções do litoral dominadas pela presença de blocos de rocha de grandes dimensões (Figura 37), chamados de matacões. Geralmente formados por rocha magmática ou metamórfica, podem estar isolados e cercados por areias ou serem contínuos a um relevo de serras ou falésias (GARRISON, 2010), como se vê em grande parte do litoral norte de São Paulo. Constituem um substrato estável e resistente que interage diretamente com as ondas e a variação do nível do mar. A inclinação dessas rochas em relação ao nível do mar também é um fator importante de ser levado em conta nesse tipo de ecossistema (Figura 37) (GARRISON, 2010). Figura 37 – Área costeira de costão rochoso O contínuo impacto das ondas sobre os costões (Figura 38) promove o intemperismo físico e químico dessas rochas, formando partículas de diferentes tamanhos chamadas de sedimentos (por exemplo, areia) (GARRISON, 2010). Mais do que nunca o velho ditado “água mole em pedra dura, tanto bate até que fura” se faz presente nesse ambiente. Ademais, o impacto da onda causa borrifos de água que 55 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS atingem regiões da rocha que não recebem a ação direta da água (supralitoral), formando a zona de borrifo ou de spray. Devido à ação de todos esses fatores, são criadas condições específicas ao longo das rochas expostas. Nas rochas, há regiões mais distantes do nível do mar, que recebem apenas o borrifo da água, enquanto outras, na região inferior, passam poucas horas por dia descobertas durante a maré baixa. Entre esses dois extremos, ocorrem outras combinações de condições (GARRISON, 2010). Figura 38 – Ação das ondas diretamente sobre o costão rochoso Essa variação ao longo do costão rochoso fica mais evidente quando se observam os seres vivos que o colonizam, formando faixas horizontais numa estrutura conhecida como zoneamento ou estratificação do costão rochoso. Cada faixa é ocupada por uma espécie de organismo marinho (por exemplo, algas, cracas, mexilhões, poliquetas), com espécimes distribuídos pelo espaço que reúne as condições adequadas ao seu desenvolvimento (Figura 39). Acima ou abaixo dessa faixa, se desenvolve outra, com outro ser vivo que estará adaptado a condições levemente diferentes daquelas necessárias a seus vizinhos (GARRISON, 2010). Figura 39 – Banco de mexilhões (moluscos bivalves) em costão rochoso 56 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Cada faixa é composta por muitos indivíduos, mas que pertencem a uma ou poucas espécies. A ação das ondas nesses locais pode ser tão intensa que muitos deles são arrancados e jogados ao mar. No entanto, os seres vivos que passam sua vida nessas condições possuem estratégias e estruturas que garantem ótima fixação na rocha e, portanto, previnem contra a ação das ondas (Figura 40) (GARRISON, 2010). Figura 40 – Banco de cracas (artrópodes) em costão rochoso Ainda nos costões rochosos, pode haver a formação das poças de maré (Figura 41), ou seja, depressões, fendas ou espaços entre rochas que podem acumular a água salgada quando atingidos pela maré alta. Assim, alguns seres vivos (por exemplo, caranguejos, pepinos do mar, peixes, gastrópodes) podem ter acesso ao local e, eventualmente, ficarem aprisionados lá. Foi mencionado anteriormente o estresse ambiental relacionado a esses ambientes, mas vale a pena lembrar que esses locais dificilmente representam o local definitivo de moradia de algum ser vivo, devido ao seu caráter efêmero (GARRISON, 2010). Figura 41 – Poça de maré em costão rochoso 57 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS 6.1.2 Praia arenosa Embora também sofram influências de ondas e marés, as praias arenosas ou costas arenosas possuem muitos aspectos particulares. Correspondem a acumulações naturais de sedimentos do tipo areia (Figura 42), com composição variada (por exemplo, grãos de quartzo, conchas moídas) que podem ser facilmente carregadas pelas ondas e pelo vento. Por não corresponder a uma superfície rígida e estável, pode mudar suas características rapidamente, de acordo com as forças atuantes no ambiente. Devido a essas interações, podemos observar que em locais de ondas fortes e constantes, a faixa de areia é estreita, possui grande inclinação e os grãos são grandes. Por outro lado, em locais com ondas fracas, a faixa de areia é bem larga, possui inclinação suave e os grãos são bem pequenos (WICANDER; MONROE, 2009; GARRISON, 2010). Figura 42 – Típico ambiente de ecossistema marinho costeiro com acumulação de areia De maneira similar aos costões rochosos também existem as regiões de supralitoral, mesolitoral e infralitoral, embora não seja muito evidente o limite entre as duas primeiras. Momentos de ausência de água e exposição aérea também ocorrem, mas seus efeitos são mais brandos. Devido a sua característica instável, as praias arenosas não são colonizadas em sua superfície (Figura 43). No entanto, muitos animais (por exemplo, caranguejos, bivalves, poliquetas) escolhem esse ambiente para viverem enterrados, encontrando, abaixo da superfície, um ambiente mais estável para passarem parte do dia ou da vida. Outra diferença está no fato de que a maioria dos animais, quando perturbados e retirados do local em que vivem, podem fazer novas escavações em outros lugares e continuarem vivendo (GARRISON, 2010). Figura 43 – Região entre marés de uma praia arenosa mostrando areia sem colonização aparente 58 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II 6.1.3 Estuários Frequentemente as praias arenosas ou com costões rochosos recebem a desembocadura (ou foz) de um rio, formando um ambienteparticular chamado de estuário. Também conhecido como delta, o estuário representa o final de um sistema fluvial (rio) chegando ao oceano através de um ou mais canais entrelaçados (Figura 44) (WICANDER; MONROE, 2009). Quando ocorrem em áreas tropicais do planeta e possuem vegetação específica (isto é, o mangue), podem ser chamados de manguezais. Devido às características diferentes desses dois corpos d’água (rio e oceano), cria-se, na região, um conjunto de condições próprias, distintas das dos demais ecossistemas costeiros vistos até o momento (GARRISON, 2010). Figura 44 – Exemplo de estuário com canal principal chegando ao oceano Todo estuário está sujeito às ações das ondas e das marés. Contudo, o rio está ali para participar da interação. Durante a maré baixa, o rio consegue avançar para dentro do oceano, lançando suas águas em seu interior. Contudo, na maré alta, a água do oceano é capaz de avançar rio acima, ocupando temporariamente seu leito e fazendo com que suas margens sejam inundadas. Essa alternância de condições ocorre com a mesma frequência das marés e causa grande estresse ambiental (WICANDER; MONROE, 2009). Um ponto fundamental é relacionado à salinidade. Além da alternância de condições marinhas e dulcícolas (água doce), há mistura dessas duas águas, fazendo com que surja a condição de água salobra. Além da salinidade, outras características ambientais também variam nesse local, em virtude de as águas serem diferentes. Entre elas, podemos citar oxigenação, nutrientes disponíveis, temperatura, 59 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS transparência da água (turbidez), movimentação da água etc. As margens estão frequentemente cobertas de lama e detritos orgânicos trazidos pelo rio e depositados nos momentos de alagamento. Por conta disso, o solo nesses locais é considerado instável, lamacento e com baixo teor de oxigênio, uma vez que esse gás é muito consumido na decomposição da matéria orgânica, contando, ainda, com o típico cheiro de decomposição (GARRISON, 2010) (Figura 45). Figura 45 – Típica configuração do manguezal com árvore do mangue evidente e o solo lamacento Observação O fenômeno conhecido como pororoca ocorre nesse tipo de ecossistema ao redor do mundo. Chamada de onda de maré, forma-se quando há uma maré extremamente alta que avança pelo canal do rio por até 50 quilômetros, empurrando a água doce e gerando a onda. Embora seja um fenômeno interessante, é bastante destruidor pela força com a qual as águas se movem. Os seres vivos que habitam esses locais devem ter as adaptações necessárias para suportar tamanha variação. Nos manguezais, por exemplo, as árvores do mangue possuem, pelo menos, três adaptações importantes: a) glândulas de sal nas folhas, que fazem a secreção do excesso de sal proveniente da água; b) raízes adventícias do tipo escora, para conseguir estabilidade no terreno instável; e c) raízes do tipo pneumatóforos, que permitem a realização de trocas gasosas diretamente com o ar, evitando o solo encharcado e sem oxigênio. De maneira semelhante, crustáceos (por exemplo, caranguejos, camarões), moluscos (por exemplo, ostras, mexilhões) e peixes que vivem nesses ambientes devem ser euritópicos (tolerantes a grandes variações de componentes ambientais) (GARRISON, 2010). 60 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Observação Para ser considerado um manguezal, é necessário que existam as árvores do mangue (por exemplo, as espécies Rhizophora mangle e Laguncularia racemosa), mas essa não é a única vegetação presente, podendo ser encontradas plantas epífitas (por exemplo, bromélias, orquídeas, samambaias), algas, musgos e líquens. A despeito de todas as dificuldades, os estuários são, reconhecidamente, ecossistemas muito procurados por diferentes tipos de animais terrestres e aquáticos – muitos vão em busca de alimento. Quando a maré baixa e as margens do rio de estuário ficam livres da água, sobra um verdadeiro banquete para predadores, filtradores e decompositores. Nesses locais, o alimento aparece na forma de matéria orgânica em decomposição, nutrientes dissolvidos na água ou mesmo os habitantes do local (por exemplo, crustáceos e peixes). Outros procuram os estuários em busca de proteção contra predadores, uma vez que seu canal fluvial raso e estreito e as margens proporcionam refúgios contra grandes predadores marinhos. Por esses motivos relatados também são importantes locais para reprodução, garantindo a proteção e a alimentação adequadas para os filhotes de muitos animais (GARRISON, 2010). Observação O rio Amazonas lança suas águas no oceano Atlântico equatorial. Devido ao seu tamanho e volume de água, a maré não desempenha grande papel em seu estuário, uma vez que a força das águas consegue entrar no oceano até uma distância aproximada de 200 quilômetros, fazendo com que água doce seja encontrada em pleno mar aberto. 6.2 Ecossistema marinho aberto São considerados ecossistemas marinhos abertos aqueles que não apresentam influência direta dos continentes. Desenvolvem-se, portanto, na própria estrutura das bacias oceânicas. Até certo ponto, as condições ambientais são mais estáveis do que nas proximidades dos continentes (GARRISON, 2010). Conforme comentado anteriormente, a profundidade média dos oceanos está próxima dos 3 mil metros, apesar de haver partes bem mais profundas. Embora a salinidade tenha praticamente os mesmos valores em todas as partes do oceano aberto, outros fatores como oxigênio dissolvido, temperatura e nutrientes, só para citar alguns, podem variar bastante (GARRISON, 2010). Costuma-se dividir as águas oceânicas em águas de superfície e águas de fundo, embora essa não seja uma divisão muito precisa. As águas de superfície estão em contato com a atmosfera, com quem realizam trocas de gases e de temperatura. Normalmente são águas mais quentes, bem iluminadas, com alto teor de oxigênio, baixo teor de nutrientes e a sede da produção primária do oceano, uma vez que 61 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS concentra os organismos planctônicos fotossintetizantes. Em contraposição, as águas de fundo estão muito distantes da superfície (zona afótica) e praticamente não contribuem para a produção primária, embora sejam ricas em nutrientes, mas pobres em oxigênio. Dessa forma, observamos que algumas das características das águas profundas são necessárias para os ambientes mais próximos da superfície. Fazendo a comunicação entre esses dois compartimentos estão as correntes oceânicas (GARRISON, 2010). 6.2.1 Correntes oceânicas Correspondem a massas de água salgada, com características distintas, que se movimentam no interior dos oceanos. São diferentes, pois possuem salinidade e/ou temperaturas diferentes. Têm como função, entre outras coisas, promover a transferência de calor, nutrientes e oxigênio entre as regiões do planeta (GARRISON, 2010) (Figura 46). As grandes correntes oceânicas têm trajeto fixo no planeta, parte percorrido por correntes de fundo e parte por correntes de superfície. Além dessas grandes correntes, há outras menores, mais localizadas e que se movem apenas pela superfície (GARRISON, 2010). Figura 46 – Exemplo de correntes oceânicas (setas azuis: correntes frias; setas vermelhas: correntes quentes) e seu trabalho de distribuição do calor pelo mundo As correntes oceânicas se movem graças a um mecanismo fundamental, chamado corrente de convecção, baseada no princípio de Arquimedes, e que forma uma célula de circulação em fluidos, como o ar e a água. Essa movimentação da água é geradapor temperaturas diferentes. Nos oceanos das altas latitudes (regiões polares), a água de superfície se resfria muito. Parte dela se congela e forma os bancos de gelo sobre o oceano. Outra parte da água não congela, mas tem sua densidade aumentada pelo resfriamento e se movimenta para as partes fundas do oceano, se movendo rumo às baixas latitudes (região equatorial). Para que esse processo continue, cada vez mais água da superfície passa por esse processo de resfriamento, empurrando ainda mais a água gelada profunda. Com isso, se forma também uma corrente superficial de água que vem das baixas latitudes e, por isso, é quente (GARRISON, 2010). 62 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Saiba mais Conheça um pouco mais sobre o funcionamento e os efeitos do oceano assistindo ao documentário: TERRA, o poder do planeta: oceanos. Reino Unido: BBC, 2007. 50 min. Episódio IV. À medida que ela se aproxima das altas latitudes, se resfria e é direcionada para o fundo. Na outra extremidade da corrente, a água que está se movendo junto ao fundo, vindo das altas latitudes, começa a se aquecer nas proximidades das baixas latitudes, o que faz com que ela chegue à superfície. Dessa forma, se estabelece o intercâmbio de águas da região equatorial (baixas latitudes) com águas das regiões polares (altas latitudes). Essas são as correntes térmicas. Outro mecanismo que influencia a formação de correntes é a diferença de gradiente de salinidade. Nesse caso, massas de água se movem em relação a outras por possuírem quantidades diferentes de sal. São chamadas de correntes halinas. Por fim, correntes superficiais e de pequenas dimensões podem ser causadas pelo vento (GARRISON, 2010). Observação Arquimedes, filósofo grego, identificou uma relação física conhecida como Princípio de Arquimedes, que é explicada da seguinte forma: “Um corpo, ao ser mergulhado num líquido, sofre a ação de uma força de sentido ascensional, de baixo para cima, cujo módulo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo”. Sendo assim, podemos considerar que os oceanos moderam o clima no planeta por meio da diminuição das diferenças de temperatura entre as várias regiões. As águas superficiais captam calor da atmosfera nas áreas mais quentes ou liberam calor para ela nas regiões mais frias. Águas quentes têm maior evaporação e geram mais umidade do ar. Dessa maneira, são eficientes tanto na transferência de temperatura quanto de umidade entre as regiões. Vale lembrar que a capacidade térmica da água é muito grande e o planeta tem cerca de 71% de sua superfície coberta por água (GARRISON, 2010). As águas frias que se movem junto ao fundo são pobres em oxigênio dissolvido, pois estão muito distantes da superfície para poderem captá-lo da atmosfera. No entanto, em seu caminho junto ao fundo, absorvem os nutrientes que são gerados nessa região e se tornam ricas nesse componente. Assim, correntes de fundo são frias, com pouco oxigênio, mas muito ricas em nutrientes. Com as águas de superfície, o processo é justamente o inverso (GARRISON, 2010). 63 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS 6.2.2 Temperatura das águas e seus efeitos Os nutrientes que são abundantes nas águas frias de fundo são importantes para os organismos planctônicos da superfície, uma vez que contribuem para o processo de produção primária, base de toda a cadeia alimentar oceânica. Para que haja o contato dos nutrientes com os organismos, é necessário que a água fria seja desviada para a superfície, o que ocorre conforme ela se aproxima da região equatorial. No entanto, em outras áreas, o relevo do fundo do oceano pode fazer com que ocorra um desvio nas correntes frias de fundo e elas cheguem diretamente até a superfície, perto da costa, formando as regiões conhecidas como áreas de ressurgência (GARRISON, 2010). No Brasil, a região de Cabo Frio (RJ) é uma tradicional área desse tipo, assim como a costa do Peru, no oeste da América do Sul. O efeito prático desse fenômeno é que uma grande quantidade de nutrientes é trazida à superfície, o que faz com que a produtividade primária seja alta e impulsione todas as cadeias alimentares da região. Por esse motivo, o Peru é um dos grandes produtores mundiais de pescados marinhos (GARRISON, 2010). A temperatura das águas de superfície também está relacionada a alguns fenômenos climáticos. O El Niño Oscilação Sul (“Enos” em português, ou “Enso”, em inglês), ou simplesmente El Niño, é um exemplo disso (Figura 47). Nos anos em que esse fenômeno acontece nas águas superficiais do oceano Pacífico, em sua porção equatorial, aumenta sua temperatura e, com isso, aumenta a evaporação em toda a área. Ajudada pelo enfraquecimento dos ventos alísios na região, toda a circulação do ar se modifica nessa faixa do globo, afetando a temperatura e a precipitação em diversos países e levando seca ou chuvas em excesso a áreas não acostumadas a essas condições. Quando as condições são opostas, ou seja, quando a temperatura das águas superficiais diminui, ocorre o fenômeno conhecido como La Niña, relacionado a outras alterações nos padrões de precipitação e temperatura ao redor do planeta (GARRISON, 2010). Situação normal no Pacífico Ventos alísiosCo st a in do -a us tr al ia na Co st a in do -a us tr al ia na Co st a su l- am er ic an a Co st a su l- am er ic an aSituação do El Niño Termoclina TermoclinaAfloramento Não há afloramento Figura 47 – Mecanismo do El Niño Oscilação Sul. Na esquerda, a condição normal, em anos sem El Niño. Na direita nota-se a ausência do afloramento de água fria próximo à costa, o que muda toda a circulação climática regional 64 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Saiba mais Conheça um pouco mais sobre fenômeno El Niño assistindo ao documentário: EL NIÑO, la niña. São Paulo: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – Inpe, 2011. 6.2.3 Recifes de coral Esses são ecossistemas conspícuos e fascinantes, conhecidos por sua grande diversidade e abundância de vida (Figura 48). Podem estar relacionados a ambientes costeiros ou de mar aberto, dependendo do tipo de formação (WICANDER; MONROE, 2009). Figura 48 – Biodiversidade dos recifes Observação Há milhões de anos, antes do aparecimento dos corais formadores de recifes, os recifes eram formados por tipos extintos de esponjas (filo Porifera) chamados arqueociatídeos (CARVALHO, 2004). Toda estrutura denominada de recife é feita por corais, mas nem todo coral é capaz de formar recifes. Corais são animais, invertebrados, marinhos, coloniais e pertencentes ao filo Cnidaria (Figura 49). Aqueles capazes de formar recifes pertencem aos grupos dos hexacorais e octocorais, sendo chamados, genericamente, de hermatípicos (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2004). 65 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS Figura 49 – Exemplo de coral formador de recifes Observação São ecossistemas muito complexos. Neles há mais espécies, mais hábitos alimentares, mais tipos de reprodução, crescimento, predação, simbiose e locomoção do que em qualquer outro ecossistema marinho (GARRISON, 2010). Esses animais vivem em colônias de muitos indivíduos chamados pólipos, e cada um produz seu esqueleto calcário (de carbonato de cálcio) sobre o qual se desenvolve e que se une aos demais, formando os recifes (Figura 50). Sucessivas gerações de corais e de outros invertebrados sésseis(fixos) (por exemplo, esponjas, cnidários, bivalves, algas calcárias) vão se sobrepondo aos esqueletos antigos, aumentando o tamanho da estrutura recifal (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2004). Figura 50 – Aspecto de um recife típico com a sobreposição de seus habitantes 66 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Observação Alguns tipos de corais são chamados de Zooxantelados, pois desenvolveram uma simbiose com algas (dinoflagelados fotossintetizantes) do grupo das Zooxanthelas, que ocupam suas células e fornecem carbono em troca de suporte e proteção (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2004). Os corais formadores de recifes precisam de condições bem específicas para viver e se desenvolver, sob pena de morrerem ou serem predados caso essas condições não sejam atendidas (Figura 51) (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2004). Algumas das condições exigidas são: • Boa oxigenação para garantir suprimento de O2 aos corais. • Águas claras, ou seja, sem sedimentos em suspensão para evitar o recobrimento dos corais por areia ou lama. • Águas salgadas, não tolerando mistura com água doce. • Águas não poluídas, evitando a morte dos cnidários. • Boa iluminação, especialmente quando houver simbiose com os dinoflagelados. • Temperatura entre 23ºC e 25ºC (não devendo ir abaixo de 18oC), o que é mais comum em regiões tropicais, embora existam recifes em regiões mais frias. • Tolerância da ação de ondas de baixa intensidade. • Posicionamento abaixo da linha da maré baixa, devido à intolerância à exposição ao ar. • Profundidade não muito maior que 25 metros para garantir que as condições anteriores ocorram. Figura 51 – Habitantes típicos de recifes de coral. Em primeiro plano as estrelas do mar (equinodermas) 67 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS Observação Os principais fatores de destruição dos recifes são a pesca e caça predatórias, que desequilibram o ecossistema, a água de lastro dos navios que trazem doenças, predadores e competidores para o sistema e a poluição das águas (GARRISON, 2010). Devido à restrição de profundidade, os recifes são encontrados próximos aos continentes, normalmente paralelos à linha de costa. Dessa maneira, formam os chamados recifes em forma de franja ou barreira (Figura 52). Figura 52 – Recife em forma de barreira Contudo, há um tipo que se forma em mar aberto e é chamado de atol (Figuras 53, 54). Embora estejam em mar aberto, formam-se sempre ao redor de uma ilha vulcânica, cujas encostas submersas servem de base para seu desenvolvimento e fornecem condições semelhantes àquelas encontradas perto da linha de costa. Como se forma ao redor de uma ilha vulcânica, todo atol acaba tendo um contorno circular ou elíptico (Figura 54) (WICANDER; MONROE, 2009). Figura 53 – Localização do principal atol brasileiro (Atol das Rocas) 68 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Laguna Recife de franja Recife de franja Crescimento vertical do coral Placa se move para águas mais profundas Crescimento vertical do coral Recife de barreira Recife de barreira Atol Atol Laguna Figura 54 – Modelo representativo da formação de um recife do tipo atol a partir de uma ilha oceânica Observação A barreira de corais australiana é a única estrutura natural construída por um ser vivo que pode ser vista da Lua. Na realidade, é um conjunto de recifes de diferentes tamanhos que se estende por aproximadamente 2.300 quilômetros no litoral nordeste da Austrália. Quando se observa um atol já bem desenvolvido, a ilha vulcânica que lhe deu sustentação não está visível (Figura 54). Isso ocorre ao longo dos anos, quando o intemperismo (por exemplo, chuva, ondas, variação de temperatura) desgasta a rocha que está acima do nível do mar. Após esse processo, o que sobra bem próximo à superfície é o contorno do recife que se formou ao redor da ilha. Em alguns casos, o recife é largo o suficiente para acumular areia em sua parte superior e desenvolver até vegetação (WICANDER; MONROE, 2009). 6.2.4 Reservas de petróleo Recentemente, o tema petróleo ganhou um interesse muito grande para os brasileiros pela descoberta de grandes reservas no fundo oceânico, chamadas genericamente de pré-sal. A palavra petróleo faz referência ao óleo que está no interior das pedras (rochas). Trata-se de um combustível fóssil formado por longas cadeias de hidrocarbonetos. Sua formação se dá por meio de um processo longo (milhões de anos) e que exige condições naturais bastante específicas, o que coloca o petróleo na categoria de recurso natural não renovável (TEIXEIRA et al., 2009). Para sua formação, é preciso que uma grande quantidade de restos orgânicos se acumule em um ambiente sem oxigênio (isto é, anóxico). Os restos orgânicos podem ser de variados tipos, embora a maior contribuição venha de microrganismos (por exemplo, algas e protozoários). A condição anóxica é fundamental, pois evita a decomposição da matéria orgânica que ocorreria numa condição oxigenada. 69 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS A matéria orgânica não pode ser perdida porque terá que ser transformada para formar o petróleo. Normalmente os ambientes que permitem esse conjunto de condições são os aquáticos com água parada como, por exemplo, pântanos e fundos de oceanos (TEIXEIRA et al., 2009). Lembrete O carvão mineral é outro exemplo de combustível fóssil. Sua origem é muito parecida com a do petróleo, mas sua principal matéria orgânica é vegetal (TEIXEIRA et al., 2009). À medida que os restos orgânicos se acumulam, vão se juntando aos materiais minerais que circulam pelo ambiente como areia e lama. Ao longo dos milhares e milhões de anos de acumulação, essa mistura de matéria orgânica e mineral sofre dois processos: a) vai se transformando em uma rocha sedimentar; e b) vai causando alterações na composição e estrutura da matéria orgânica por meio da ação de pressão e temperatura. Como resultado final, temos uma rocha com óleo em seu interior, ou seja, petróleo, e também gás natural (TEIXEIRA et al., 2009). Conforme já mencionado, o fundo oceânico é formado por muitas rochas sedimentares, e muitas delas podem conter petróleo. A propósito, petróleo pode ocorrer, também, em rochas que estão nos continentes. No caso brasileiro, antes da descoberta do pré-sal, já havia exploração de petróleo em reservas do fundo oceânico, mas nenhuma tão volumosa quanto aquelas descobertas recentemente (Figura 55). Para explorar o petróleo do pré-sal é necessário que os equipamentos cheguem a cerca de 2 mil metros de profundidade do oceano e escavem cerca de 5 mil metros de rochas sedimentares até chegar à rocha reservatório (Figura 56). Figura 55 – Localização das principais reservas de petróleo do pré-sal no litoral brasileiro 70 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Dutos Flexíveis São tubos que ligam o poço, no solo submarino, à plataforma. Utilizam aquecedores elétricos para evitar que o petróleo solidifique. Sua tecnologia pode ser francesa ou americana, como a da Wellstream, que venceu a concorrência para as primeiras linhas no Campo de Tupi. Rochas do pré-sal O petróleo está distribuído em gotículas em rochas porosas. O Cenpes, laboratório de pesquisas da Petrobras, avalia a injeção de gases para extrair o óleo. Figura 56 – Estrutura de exploração do petróleo do pré-sal brasileiroEm tempo, dois esclarecimentos são necessários: • o petróleo ocupa os poros de uma rocha, de modo semelhante à água que ocupa os poros de uma esponja, sendo, portanto, errônea a ideia de que ele está em uma cavidade gigante no interior das rochas; • o nome “pré-sal” vem do fato de o petróleo estar sendo mantido no fundo oceânico pela presença de uma rocha especial formada por uma grossa camada de sal. 71 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS Saiba mais Conheça um pouco mais sobre as reservas de petróleo do pré-sal assistindo ao documentário: O DESAFIO do pré-sal. EUA: Discovery Channel, 2011. 43 min. Resumo No mar, a água encontra sua maior representatividade. Os oceanos cobrem praticamente dois terços do planeta e abrigam processos que afetam diretamente a sua temperatura e a existência da vida. Todo oceano tem água salgada, que se mantém relativamente estável em sua salinidade. Condições especiais podem promover a mistura dessa água com água doce, com influência apenas localizada. Por maiores que sejam os oceanos, eles são provas de que o planeta está em plena movimentação. Não é por causa do que acontece na superfície, como ondas e marés. O que deixa isso evidente é o que acontece no fundo dos oceanos. A origem e o desenvolvimento dos oceanos estão diretamente ligados com os movimentos das placas litosféricas, conforme explicado pela tectônica de placas. Chama-se Ciclo de Wilson o conjunto de movimentos necessários para abertura e fechamento dos oceanos, que dura milhões de anos. Ondas e marés dão um toque especial a esse ecossistema e são fonte de estresse para inúmeros seres vivos. Ondas são geradas pelos ventos e atingem o litoral de maneira constante. As marés são causadas pela força de atração da Lua e do Sol sobre a água, causando variações consideráveis no litoral a cada seis horas. De fato, seus efeitos são menores nas áreas mais profundas, ajudando na diferenciação entre esses dois compartimentos dos oceanos. O litoral é a porção do oceano que recebe influência direta do continente. Água doce, sedimentos, temperatura, ventos, são alguns dos elementos fornecidos pelo continente. Oceano e continente estão o tempo todo travando batalha por espaço e por recursos. Nessa região pode haver acúmulo de sedimentos, como areias, nas bordas, formando as praias arenosas. Em outras situações a areia não se acumula e há contato direto do mar com grandes rochas, caracterizando os costões rochosos. Nos dois é possível notar condições que variam ao longo do dia, controladas pela movimentação das ondas e marés. 72 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II Nas praias arenosas, o sedimento é instável porque pode ser facilmente carregado pela água. Isso traz grande dificuldade para que animais e algas se fixem sobre ele. A melhor estratégia é se enterrar, protegendo-se da movimentação da água. Contudo, isso resolve parte do problema. A variação do nível do mar causado pela maré causa momentos de falta de água, de mudança de temperatura, de insolação, enfim, um conjunto de condições adversas que devem ser suportadas pelos habitantes do local. Nos costões rochosos, a situação não muda muito. O substrato é estável, afinal trata-se de uma rocha. Mas as variações ambientais continuam afetando os seres vivos que ali moram. Há, ainda, o agravante do impacto das ondas diretamente sobre os organismos. Ao lado de tudo isso, a foz de um rio pode colocar mais alguns ingredientes nessa variação ambiental, formando um ecossistema especial chamado estuário. Em condições tropicais, o estuário desenvolve um manguezal. Cada um desses ecossistemas possui marcas muito evidentes do trabalho da água sobre a litosfera e sobre a biosfera também. Quando nos afastamos do litoral, as condições parecem ficar mais estáveis, mas nem sempre é assim. A limitada penetração da luz, a profundidade crescente, a variação de pressão e as correntes oceânicas trazem variações importantes para o ecossistema oceânico aberto e acabam tornando essa parte do planeta muito interessante, porém pouco explorada. Exercícios Questão 1 (ENADE 2011 – Adaptada). Recentes relatórios do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, na sigla em inglês) voltaram a defender que a ação antrópica tem contribuído significativamente para o aumento dos níveis de carbono na atmosfera terrestre. A consequência mais conhecida desse aumento é o aquecimento global, originado pela intensificação do efeito estufa. Todavia, há um assim chamado irmão gêmeo do mal do aquecimento global, que é pouco conhecido. Trata-se do processo de acidificação dos oceanos, que já ocorreu antes na história da Terra, no limite Permotriássico, há, aproximadamente, 250 milhões de anos. Correlacionando a importância dos oceanos na manutenção da vida na Terra com as possíveis causas do colapso ambiental observado pelo processo de acidificação dos oceanos ocorrido no limite Permotriássico e, ainda, com as consequências para a biodiversidade atual, analise as afirmações a seguir: 73 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS I – A acidificação dos oceanos resulta da dissolução de CO2 na água, produzindo íons de hidrogênio, reduzindo o pH. II – O processo de acidificação dos oceanos inferido para o limite Permotriássico, causado pelos altos níveis de CO2 atmosféricos registrados, foi um dos responsáveis pela extinção em massa registrada naquele momento. III – Atualmente, a acidificação dos oceanos geraria índices de extinção semelhantes aos observados no limite Permotriássico devido à desestabilização de sistemas costeiros. IV – A redução dos níveis de O2 atmosférico advinda da acidificação dos oceanos afetaria não somente a biodiversidade marinha, mas também a biodiversidade terrícola. É correto apenas o que se afirma em: A) I e II. B) II e III. C) III e IV. D) I, II e IV. E) I, III e IV. Resposta correta: alternativa D. Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: quando, na água, o CO2 reage com moléculas de H2O, forma-se ácido carbônico (H2CO3). O ácido carbônico ioniza-se, liberando o cátion H+ e o ânion HCO3-, conforme mostrado na equação química a seguir. CO2 H2O H2CO3 H+ + HCO3- O ácido carbônico também pode reagir com o calcário (CaCO3), abundante em ambientes aquáticos, originando íons bicarbonato (HCO3-) e carbonato (CO32-), conforme mostrado nas equações químicas a seguir. H2CO3 + CaCO3 Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2 HCO3- 2 HCO3- 2H+ + 2CO32- 74 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 Unidade II A elevação da quantidade de íons H+ na água, resultante das reações apresentadas anteriormente, promove redução do pH, ou seja, acidificação do meio. O gráfico da figura a seguir mostra a associação entre a concentração de dióxido de carbono dissolvido na água e o decréscimo de pH. 8,25 8,20 8,15 8,10 8,05 8,00 7,95 7,90 7,85 7,80 7,75 pH Di óx id o de c ar bo no d iss ol vi do (M ic ro m ol e/ kg ) 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025 2050 2075 2100 Anos pH Dióxido de carbono dissolvido Figura – À medida que a concentração de dióxido de carbono aumentou na água dos oceanos, o pH reduziu-se, elevando a acidez II – Afirmativa correta. Justificativa: são atribuídas várias causas àextinção em massa ocorrida no limite Permotriássico. Uma delas é a elevação das taxas atmosféricas de gás carbônico, que, possivelmente, provocou aquecimento global e acidificação dos oceanos. Assim, é possível inferir que essa provável acidificação oceânica tenha contribuído, em certo grau, com a redução drástica da biodiversidade marinha ocorrida na época. III – Afirmativa incorreta. Justificativa: a atual acidificação dos oceanos pode representar riscos à biodiversidade marinha, mas não se pode afirmar que os eventuais índices de extinção atuais, provocados por essa acidificação, seriam proporcionais aos ocorridos no limite Permotriássico, uma vez que são vários os motivos atribuídos a essa extinção. Além disso, a mudança significativa do pH das águas oceânicas por si só já promoveria boa parte das extinções, não sendo necessário, portanto, recorrer à desestabilização de sistemas costeiros como a principal causa das extinções. IV – Afirmativa correta. Justificativa: acredita-se que o aumento dos níveis atmosféricos de gás carbônico durante o Permotriássico teria promovido, além do aquecimento global, a anoxia oceânica. Essa condição oceânica teria contribuído substancialmente para a extinção de várias formas de vida durante esse período. 75 Re vi sã o: V irg ín ia - D ia gr am aç ão : F ab io - 1 6/ 11 /2 01 5 ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS No caso de haver reduções concomitantes dos níveis atmosféricos de oxigênio, é de se esperar que a biodiversidade terrícola também seja afetada. Questão 2 (BRASIL ESCOLA, [s.d.] – Adaptada). A circulação dos oceanos tem uma influência direta sobre a vida na Terra. Sem os oceanos, extensas áreas do nosso planeta seriam excessivamente quentes ou frias. Assim, para melhor compreender o sistema climático do planeta, devemos estudar a circulação oceânica, analisando os efeitos simultâneos da distribuição da temperatura em toda a superfície do globo terrestre conjuntamente com a distribuição dos ventos marítimos. No início, os navios foram os únicos meios de transporte usados para estudar as correntes oceânicas. Seu levantamento limitava-se a alguns meses de observações quase sempre regionais. Com o uso dos satélites foi possível desenvolver novas, mais completas e preciosas técnicas de observação da circulação global das correntes marítimas a partir do espaço, por intermédio do estudo topográfico da superfície marítima. […]. MOURÃO, R. R. F. Os Oceanos e o Clima. Revista ECO-21, ed. 41. Disponível em: <http://www.eco21.com.br>. Acesso em: 25 de nov.2015. A importância e a influência dos oceanos sobre os climas devem-se à: I – Capacidade de transportar o calor das zonas equatoriais e tropicais para os polos, ajudando a reduzir as diferenças térmicas entre as diferentes regiões do planeta. II – Manutenção das baixas temperaturas durante todo o ano nas regiões costeiras em função da ação de suas águas gélidas sobre o litoral. III – Habilidade em conter a amplitude térmica nas regiões litorâneas em razão do aumento da umidade do ar por eles proporcionada. Assinale a alternativa correta: A) Apenas a afirmativa I é correta. B) Apenas a afirmativa II é correta. C) Apenas as afirmativas I e II são corretas. D) Apenas as afirmativas I e III são corretas. E) Apenas as afirmativas II e III são corretas. Resolução desta questão na plataforma.
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