IOB-149_Aula 1

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O que é típico na Terra?
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Wednesday, October 7, 2009
✴ Planeta Terra: 71% coberto por oceanos e mares
✴ 88% dos oceanos é mais profundo que 1.000 m 
(aprox. 360 milhões de km2)
✴ 76% está entre 3.000 e 6.000 m
✴ Profundidade média: 3.800 m
Alguns dados importantes...
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Zonação no Mar Profundo
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Conceito de zero de fauna
✴ Sir Edward Forbes (1815‐1854)
✴ Mar Egeu
✴ Azóico abaixo dos 600 metros
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HMS challenger
✴ 1872‐1874
✴ Rica fauna (4289 m)
✴ espécies relíquia?
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Crinóides pedunculados IOB‐149 ‐ Ecologia de Mar Profundo ‐ IOUSP
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Crinóides pedunculados fósseis 
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“…many of the animal 
forms were new and 
unfamiliar, while many 
showed a much closer 
relation to the inhabitants 
of the seas of former 
geological periods than 
to the marine faunas of 
the present day.”
Sir Charles Wyville Thompson
Voyage of the Challenger
The Atlantic, Vol. 1, p. 5
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Temperaturas de mar 
Profundo no Cenozóico
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
60 55 52 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (˚
C)
Milhões de anos atrás
Oligoceno
Eoceno
Paleoceno
Mioceno Plioceno
A fauna é ou não antiga?
✴ Aparentemente não. Uma boa parte da fauna colonizou 
e evoluiu no mar profundo após o último período de 
esfriamento iniciado no final do Paleoceno, há cerca de 
50 milhões de anos atrás
✴Contudo, alguns grupos 
colonizaram o mar 
profundo em períodos 
anteriores e 
sobreviveram às 
mudanças ambientais, 
e.g. os isópodes 
aselotas
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1960’s
Nos anos 60, o uso de novos métodos de coleta pôs fim a noção de 
baixa diversidade no mar profundo. O uso do trenó epibêntico, 
desenvolvido por Robert Hessler no Scripps Institution of 
Oceanography, possibilitou a coleta de uma miríade de organismos 
minúsculos e que contribuem para a grande biodiversidade no mar 
profundo
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Oceanos e Mares Periféricos
Morfologia
Massas de Água
Variáveis Físicas
Interações entre variáveis
Sazonalidade
Área: 360x106 km2;Volume: 1,3x109 km3; 
Profundidade Média ~3800m
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Batimetria dos oceanos
Pacific
Atlantic
Indian
Caribbean
GoM
Red
Mediterranean
Okhotsk
Japan
Arctic
Southern
Indonesian
Arctic
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Oceano Atlântico
Área 82,217x106 km2
Prof. Máx.: 8414m Fossa de Porto Rico
Prof. Média: ~3700m
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Oceano Atlântico: Topografia
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Águas Profundas do Oceano Atlântico
Temperatura
Deep Flow
3000m 3500m
From: Reid, J. 1994 Prog. Oceanogr. 33, 1‐92
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Correntes Profundas no Atlântico NE
From: Reid, J. 1994 Prog. Oceanogr. 33, 1‐92
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Oceano Pacífico
Área: 165,384x106km2
Prof. Máx.: 10.920 m Fossa das Marianas
(Gvirtzman, 2004)
Kaiko (JAMSTEC):10.911 m (2003)
Nereus (WHOI): 10.902 m (2009)
Prof. Média: 4200m
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Oceano Pacífico: Topografia
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Oceano Pacífico: Correntes Superficiais
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Oceano Índico
Área: 73,481x106km2
Prof. Máx.: Fossa Almirante 9000m
Prof. Média: 4000m
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Oceano 
Índico: 
topografia
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Oceano Ártico
Área: 14,056x106km2
Prof. Máx.: 5450m
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Morfologia e correntes
do Oceano Ártico
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Mares Periféricos Profundos
Mar Mediterrâneo
Mar Vermelho
Mar Negro
Mar do Caribe
Golfo do México
Mares da Ásia
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Mares Periféricos
Caribbean
GoM
Red
Mediterranean
Okhotsk
Japan
Indonesian
Black
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Mar Mediterrâneo
Área: 2,505x106km2; Prof. Máx. 5093m Ionian Basin
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Mar Mediterrâneo:
  morfologia e geologia
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Correntes Superficiais do Mediterrâneo
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SPAIN
FRANCE
ALGERIA
ITALY GREECE
TURKEY
LIBYA
Nile
Delta
R
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Alg
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ça
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 B
asi
n Tyrrhenian
 Basin
Levantine
 Basin
Crete
Adriatic Sea
Black Sea
Aegean
Sea
Ionian
 Basin
Strait of
Gibraltar
Strait of
Sicily
Alboran
Sea
Golfe du
Lion


Catalan Sea

Gulf of
Taranto
Rhodes
 Cyprus

| 20ºE| Oº EW
-40ºN
 Foix submarine
 Canyon
 Corsica  Matapan Deep
 Hellenic Trench
 Cretan Deep

 Pliny Trench
0 400 Km
Mar Mediterrâneo: massas de água profundas
.LIW
LIW Levantine Intermediate Water ; WMBW Western Med Bottom Water
EMDW Eastern Med Deep Water; CSDW Cretan Sea Bottom Water
WMBW
EMDW
CSBW
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Bacia Oeste Bacia Leste
Strait of
Gibraltar
Strait of
Sicily
Estrutura Vertical das Massas de Água do Mediterrâneo
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a
b
c
Mar Vermelho: estrutura horizontal e vertical
SalinityTemperature
Área: 0,438x106km2
Prof. Máx.: 2246m
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Salinas profundas no Mar Vermelho
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ATLANTIC OCEAN
PACIFIC
 OCEAN
Mar do Caribe
Área: 1,943x106km2; Prof. Máx.: 7535m ‐ Fossa de Cayman
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Mar do Caribe:
Salinidade, oxigênio 
e temperatura 
potencial das massas 
de água profundas
Salinity
Oxygen
Potential temperature
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Mississippi
Delta
Florida Escarpm
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Cam
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Ban
k
Abyssal
  Plain
Yucatan
Channel
CARIBBEAN
       SEA
Cam
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MEXICO
Florida
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as
Strait of
  Florida
Cuba
Louisiana
  Slope
W
N
Golfo do México
Área: 1,544x106km2; Prof. Máx. 3875m ‐ Sigsbee Deep
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N
W
Distribuição de sedimentos no Golfo do México
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PACIFIC
 OCEAN
INDIAN
 OCEAN
(Celebes Sea)
Mares Profundos da Indonésia
Prof. Máx.: 7258 m ‐ Fossa de Java
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Circulação Profunda dos mares Indonésios
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Mares Asiáticos
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Mar do Japão
Área: 1,008x106km2;
Prof. Máx.: 3742 m
Bacia Central
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Circulação e estrutura vertical
do Mar do Japão
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Okinawa
Trough
Prof. Máx.: 2999m
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Deryugin
Basin
Soya
Strait
Ta
rt
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Kurile Basin
PACIFIC
OCEAN
Ku
rile
 Tr
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SIBERIA
Mar de Okhotsk
Área: 1,528x106km2
Prof. Máx.: 3658m
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A B A B
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Circulação e águas 
profundas no Mar de 
Okhotsk
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Água Profunda do Atlântico Norte
Água quente (9‐12oC) flui para o interior 
do Mar da Noruega proveniente da 
Corrente do
Atlântico Norte
Esta água esfria devido a mistura com águas 
polares e pela perda de calor para a atmosfera. 
Água fria e densa flui sobre a Cordilheira 
Greenland‐Iceland‐Scotland a 600 m de 
profundidade. 
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Antarctic Bottom Water (‐0.4oC)
Água muito fria, denominada Western Shelf 
Water (‐1.9oC) se mistura com águas muito 
salinas, 
Warm Deep Water and Surface Winter 
Water...
…  resultando  na  Modified  Deep  Winter  Water,  a 
qual  flui  ao  longo  da  borda  da  plataforma,  e 
misturando‐se com mais Western Shelf Water.  Esta 
massa  de  água  afunda,  gerando  a  Weddell  Sea 
Bottom Water, que se mistura com a água profunda 
salina Circumpolar Water para formar a AABW
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Circulação termohalina inferida
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Fluxo inferido a 4000m de profundidade
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Condições para a vida no assoalho oceânico
Temperatura:
✴‐0.6°C a 3.6°C abaixo dos 2000m
✴‘hypopsychral’ (Menzies, 1965) : fauna vivendo a <0°C
✴Mediterranean Bottom Water: ~13°C
✴Red Sea Bottom Water: ~45°C
✴Fontes hidrotermais: Ambiente a ~380°C
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Temperatura de Fundo θ °C
Águas Profundas do Oceano Mundial
+
+
Mantyla & Reid 1983, DSR 30, 805‐833
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Condições para a vida no assoalho oceânico
Salinidade:
✴Águas Profundas do Atlântico: >34.7
✴Águas Profundas do Pacífico: ~34.7
✴Mediterranean Bottom Water: ~39
✴Red Sea Bottom Water: >40
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Águas Profundas do Oceano Mundial
Salinidade
Mantyla & Reid 1983, DSR 30, 805‐833
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Condições para a vida no assoalho oceânico
Oxigênio:
✴Atlântico Norte e Antártica: 6 a 7 ml L‐1
✴Pacífico Norte <3,6 ml L‐1
✴Regiões hipóxicas (<0,2 ml L‐1) ~1,5% do assoalho oceânico
✴Baixo teor de oxigênio sob regiões de ressurgência (<0,5 ml L‐1)
✴Anóxia em bacias contidas, e.g. Mar Negro (anóxico de 200m a 
2500m)
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Águas Profundas do Oceano Mundial
Oxigênio ml L‐1
Baixo
Alto
Alto
Baixo
Mantyla & Reid 1983, DSR 30, 805‐833
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Regiões hipóxicas 
dos oceanos mundiais
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Teor de oxigênio 
em águas 
intersticiais
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Condições para a vida no assoalho oceânico
Pressão:
✴Maior gradiente contínuo no planeta
✴Aumento de 1atm a cada 10m de profundidade
✴Pressão afeta a fluidez das membranas bilipídicas
✴Muitos táxons desaparecem abaixo dos 6000m
✴A pressão afeta a profundidade de compensação do CaCO3
✴Aumento do custo metabólico para manutenção de estruturas 
carbonáticas (moluscos, foraminíferos, echinodermes)
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Condições para a vida no assoalho oceânico
Pressão:
✴A pressão acelera reações nas quais o volume molar dos 
produtos é menor que o dos reagentes 
✴A pressão retarda reações nas quais há uma expansão 
volumétrica (Efeito de Le Chatelier)
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Migração de 30 m
Pressão:    4 X
Volume:     4 X
30 m (4 atm)
Superfície (1 atm)
10.000 m (1000 atm)
9.970 m (997 atm)
2.500 m (250 atm)
Pressão:    4 X
Volume:     4 XMigração
de 7.500 m! Pressão:    3/1000 X
Volume:     3/1000 X
Efeito da Pressão hidrostática em peixes
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Condições para a vida no assoalho oceânico
Luz:
✴Inexistência de luz abaixo de 1000m, com exceção de 
bioluminescência
✴Luz em vents? 1,2x109 fótons m‐2 s‐1 de 400 a 750nmλ
Radiação:
✴Níveis elevados de radiação em vasas profundas
✴Alto teor de U em salinas do Mar Vermelho
✴Radionuclídeos artificiais
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Condições para a vida no assoalho oceânico
Sedimentos em suspensão:
✴Águas oceânicas profundas são muito claras
✴Alta carga de sedimentos em supensão em camadas 
nefelóides.
✴Critical slope
✴Transporte através de canyons
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Sedimentos do assoalhooceânico profundo
Glacial
Silicoso
Carbonático
Argilas
vermelhas
Terrígeno
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Transporte de partículas para o mar profundo
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1.Eólico
2.Fluvial
3.Erosão costeira
4.Queda de cinzas vulcânicas
5.Biogênico
6.Autigênese
7.Glacial
8.Fluxos em massa por gravidade
9.Hidrotermal
10.Vulcanismo submarino
11.Queda por correntes de grande altitude (jetstream)
12.Cósmico
Wednesday, October 7, 2009
Deslizamentos de sedimento no Oceano Atlântico
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Wednesday, October 7, 2009
Tempestades bênticas
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Tempestades bênticas #2
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Wednesday, October 7, 2009
Tempestades bênticas na 
Bacia Argentina da
plataforma a região abissal
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Richardson et al. (1993) DSR 40, 975‐987
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Wednesday, October 7, 2009
Sazonalidade no mar profundo
✴ Variações físicas
✴ Variações químicas
✴ Fluxo de material para o assoalho 
oceânico
✴ Consumo de oxigênio da comunidade do 
sedimento (SCOC)
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Sazonalidade no mar profundo
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Sazonalidade no mar profundo
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Sazonalidade no mar profundo
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Fluxo sazonal de fitodetrito a 4000m
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Fluxo de fitodetrito derivado da
superfície para o assoalho oceânico
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