IOB-149-Aula 15

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Impactos	
  antrópicos
	
  Esgotos
	
  Rejeitos	
  de	
  dragagens
	
  Produtos	
  farmacêuticos
	
  Estruturas	
  antigas
	
  Lixo	
  radioativo
	
  Dióxido	
  de	
  carbono
	
  Pesca
Métodos	
  de	
  descarte	
  em	
  áreas	
  profundas
Métodos	
  para	
  descarte	
  de	
  esgoto	
  em	
  áreas	
  profundas
Esgotos	
  doméstico	
  e	
  industrial
	
  Convenção	
  de	
  Londres	
  (1972)	
  acabou	
  com	
  o	
  despejo	
  
industrial	
  no	
  mar
1979:	
  17	
  milhões	
  ton;	
  1987:	
  6	
  milhões	
  ton
Esgoto
1980:	
  17	
  milhões	
  ton	
  despejados	
  no	
  mar
1986-­‐92:	
  8-­‐9	
  milhões	
  ton	
  despejados	
  em	
  2500	
  m	
  de	
  
profundidade	
  ao	
  largo	
  de	
  New	
  Jersey	
  -­‐	
  área	
  de	
  ~350	
  km	
  
afetada	
  a	
  jusante.	
  Despejo	
  terminou	
  em	
  1992.	
  
Sítio	
  de	
  despejo	
  no	
  Atlântico	
  Noroeste
Despejo	
  de	
  munições
	
  Mais	
  de	
  1	
  milhão	
  ton	
  de	
  munições,	
  convencionais	
  e	
  
químicas,	
  foram	
  despejadas	
  no	
  Atlântico	
  após	
  Segunda	
  
Guerra
Gás	
  mostarda	
  é	
  insolúvel	
  e	
  contaminou	
  as	
  capturas	
  de	
  
redes	
  de	
  arrasto,	
  queimando	
  os	
  pescadores:	
  desde	
  
1976,	
  400	
  arrastos	
  dinamarqueses	
  foram	
  destruídos
1973-­‐1977:	
  ingleses	
  desativaram	
  mais	
  de	
  10.000	
  
munições	
  provenientes	
  de	
  arrastos	
  ou	
  atiradas	
  às	
  praias
Convenção	
  de	
  Londres	
  (1972)	
  baniu	
  a	
  prática,	
  porém	
  a	
  
Inglaterra	
  apenas	
  parou	
  em	
  1992
Despejo	
  de	
  material	
  radioativo
A	
  partir	
  de	
  1946,	
  os	
  EUA	
  descartaram	
  47	
  mil	
  barris	
  de	
  210	
  litros	
  ao	
  
largo	
  das	
  Ilhas	
  Farallon	
  (San	
  Francisco)	
  (15.000	
  curies).	
  O	
  Césio-­‐137	
  
de	
  Goiânia	
  tinha	
  ~1.370	
  curies	
  (1987)
Europa	
  descartou	
  220.000	
  barris	
  no	
  Atlântico	
  NW
Até	
  1993	
  os	
  inventários	
  indicavam	
  1.24	
  milhões	
  de	
  curies	
  despejados	
  
em	
  73	
  locais,	
  principalmente	
  no	
  Atlântico	
  Norte	
  e	
  Pacífico	
  Norte
	
  A	
  União	
  Soviética	
  admitiu	
  ter	
  descartado	
  17	
  reatores	
  nucleares	
  no	
  
Ártico:	
  2.4	
  milhões	
  de	
  curies	
  (Chernobil	
  =	
  ~	
  9	
  bilhões	
  de	
  curies)
1993:	
  moratória	
  no	
  despejo	
  de	
  rejeito	
  radioativo	
  no	
  mar
Descarte	
  de	
  material	
  radioativo	
  no	
  mundo
Locais	
  de	
  descarte	
  de	
  dejetos	
  radioativos	
  no	
  Atlântico	
  NE
Sequestro	
  de	
  carbono	
  no	
  mar	
  profundo
Injeção	
  de	
  CO2	
  no	
  oceanos:	
  propostas	
  desde	
  1977
Em	
  profundidades	
  >	
  300	
  m	
  o	
  CO2	
  se	
  torna	
  líquido,	
  mas	
  entre	
  300	
  e	
  3000	
  m	
  ele	
  flutua!!!
Abaixo	
  de	
  3000	
  m,	
  o	
  CO2	
  formaria	
  um	
  lago	
  líquido	
  que	
  congelaria,	
  dissolvendo-­‐se	
  
gradualmente	
  (o	
  oceano	
  profundo	
  é	
  sub-­‐saturad	
  devido	
  a	
  maior	
  solubilidade	
  com	
  a	
  
profundidade	
  e	
  reduzida	
  temperatura)
O	
  sequestro	
  de	
  CO2	
  suficiente	
  para	
  estabilizar	
  o	
  CO2	
  atmosférico	
  a	
  2x	
  os	
  níveis	
  pré-­‐
industriais	
  (550	
  ppm)	
  causaria	
  um	
  decréscimo	
  de	
  0,1	
  pH	
  em	
  todo	
  o	
  oceano	
  até	
  2100	
  
(Seibel	
  &	
  Walsh,	
  2001)
Pequenos	
  decréscimos	
  no	
  pH	
  (0,2-­‐0,5	
  unidades	
  de	
  pH)	
  afetariam	
  significativamente	
  
o	
  metabolismo	
  de	
  peixes	
  e	
  crustáceos;	
  os	
  impactos	
  nos	
  organismos	
  de	
  mar	
  
profundo	
  são	
  pouco	
  conhecidos,	
  mas	
  aparentemente	
  eles	
  possuem	
  apenas	
  1	
  %	
  da	
  
capacidade	
  de	
  tamponamento	
  intracelular	
  dos	
  organismos	
  de	
  águas	
  rasas
Será	
  que	
  o	
  lago	
  de	
  CO2	
  seria	
  uma	
  armadilha	
  para	
  os	
  organismos?
O	
  futuro	
  do	
  sequestro	
  de	
  CO2	
  ainda	
  é	
  incerto.	
  
Sequestro	
  de	
  carbono	
  no	
  mar	
  profundo
Fertilização	
  por	
  Ferro	
  em	
  regiões	
  HNLC	
  é	
  potencialmente	
  de	
  baixo	
  custo
Teoricamente,	
  30.000-­‐100.000	
  t	
  C/t	
  Fe	
  são	
  fotossintetizadas
A	
  remoção	
  de	
  CO2	
  atmosférico	
  durante	
  os	
  períodos	
  glaciais	
  (280-­‐>200	
  ppm)	
  podem	
  ter	
  
sido	
  resultado	
  do	
  aumento	
  da	
  aridez	
  e	
  ventos	
  soprando	
  poeira	
  sobre	
  o	
  oceano	
  (Martin	
  &	
  
Fitzgerald,	
  1988)
Contudo,	
  efeitos	
  dependem	
  do	
  florescimento	
  de	
  grandes	
  diatomáceas	
  que	
  floculam	
  e	
  
assentam	
  rapidamente	
  em	
  áreas	
  profundas:	
  sedimentação	
  em	
  áreas	
  rasas	
  resultariam	
  
em	
  retorno	
  do	
  carbono	
  para	
  a	
  superfície
Experimentos	
  com	
  enriquecimento	
  por	
  Fe	
  indicam	
  sedimentação	
  rasa	
  (p.	
  ex.	
  1600	
  t	
  C/t	
  
Fe	
  sedimentaram	
  para	
  somente	
  100	
  m).	
  Modelos	
  indicam	
  que	
  mesmo	
  fertilizações	
  
maciças	
  por	
  Fe	
  terão	
  impactos	
  apenas	
  modestos	
  no	
  CO2	
  atmosférico
Um	
  sedimentação	
  suficientemente	
  aumentada	
  para	
  ter	
  efeitos	
  reais	
  no	
  CO2	
  atmosférico	
  
teria	
  um	
  impacto	
  enorme	
  na	
  ecologia	
  do	
  oceano	
  e	
  na	
  depleção	
  do	
  oxigênio	
  em	
  regiões	
  
profundas	
  (Sarmiento	
  &	
  Orr,	
  1991;	
  Chisholm	
  et	
  al.,	
  2001)	
  
Sequestro	
  de	
  carbono	
  no	
  mar	
  profundo
Tomada	
  natural	
  de	
  carbono
Das	
  5,4	
  Gt	
  de	
  CO2	
  liberados	
  na	
  atmosfera,	
  ~33%	
  está	
  sendo	
  absorvida	
  
pelos	
  oceanos	
  e	
  80%	
  na	
  escala	
  de	
  séculos	
  	
  
A	
  acidificação	
  dos	
  oceanos	
  afetará	
  primeiramente	
  a	
  superfície	
  dos	
  
oceanos	
  (possivelmente	
  uma	
  queda	
  de	
  0,4	
  unidades	
  até	
  2100	
  e	
  de	
  0,7	
  
unidades	
  até	
  2300	
  considerando	
  os	
  cenários	
  atuais
A	
  subida	
  do	
  horizonte	
  de	
  saturação	
  da	
  aragonita	
  de	
  cerca	
  de	
  30-­‐100	
  
metros	
  no	
  Pacífico	
  Norte	
  desde	
  1800,	
  onde	
  o	
  horizonte	
  é	
  encontrado	
  a	
  
apenas	
  120-­‐580	
  m	
  de	
  profundidade,	
  poderia	
  chegar	
  a	
  superfície	
  na	
  
região	
  subártica	
  do	
  Pacífico	
  até	
  2200
A	
  pequena	
  presença	
  de	
  corais	
  escleractínios	
  de	
  águas	
  profundas	
  
no	
  Pacífico	
  Norte	
  pode	
  ser	
  uma	
  consequência	
  do	
  baixo	
  pH	
  e	
  O2	
  
Poluição	
  no	
  mar	
  profundo:	
  TBT
Usado	
  nas	
  tintas	
  de	
  cascos	
  de	
  navios	
  e	
  redes	
  de	
  aquicultura	
  desde	
  1970
“a	
  substância	
  mais	
  tóxica	
  que	
  foi	
  deliberadamente	
  introduzida	
  em	
  águas	
  
naturais”	
  (E	
  Goldberg,	
  SIO)
Afeta	
  a	
  reprodução	
  de	
  moluscos	
  em	
  concentrações	
  de	
  poucos	
  
nanogramas/L	
  (ppt)	
  e	
  estágios	
  larvais	
  de	
  muitos	
  organismos	
  a	
  10-­‐100	
  ppt
Causa	
  imposex	
  em	
  moluscos
Banido	
  dos	
  cascos	
  <25	
  m	
  desde	
  os	
  anos	
  1980.	
  Acreditava-­‐se	
  queo	
  
problema	
  era	
  apenas	
  em	
  águas	
  rasas,	
  mas	
  os	
  sedimentos	
  profundos	
  da	
  
Baía	
  de	
  Suruga	
  (Japão,	
  980	
  m)	
  e	
  Bacia	
  Ballenas	
  (British	
  Columbia,	
  377	
  m)	
  
foram	
  contaminados
Pintura	
  dos	
  cascos	
  descascam	
  e	
  chegam	
  ao	
  mar	
  profundo	
  abaixo	
  das	
  
principais	
  rotas	
  de	
  navios,	
  e.g.	
  Mediterrâneo
Poluição	
  no	
  mar	
  profundo:	
  DDT	
  e	
  PCB
Usado	
  em	
  terra,	
  achava-­‐se	
  que	
  o	
  mar	
  profundo	
  estivesse	
  triplamente	
  protegido:	
  1)	
  
distância	
  do	
  runoff;	
  2)	
  baixa	
  solubilidade;	
  e	
  3)	
  troca	
  limitada	
  entre	
  a	
  superfície	
  e	
  águas	
  
profundas,	
  longo	
  tempo	
  de	
  residência	
  e	
  enorme	
  volume	
  do	
  oceano	
  profundo
Contudo,	
  eles	
  são	
  semi-­‐voláteis:	
  80%	
  dos	
  PCBs,	
  98%	
  dos	
  DDTs	
  são	
  depositados	
  no	
  
oceano	
  através	
  da	
  atmosfera;	
  25%	
  do	
  DDT	
  aplicado	
  em	
  terra	
  chega	
  ao	
  oceano	
  em	
  1	
  ano
São	
  solúveis	
  em	
  lipídios,	
  portanto	
  se	
  concentram	
  na	
  cadeia	
  alimentar	
  marinha	
  e	
  
rapidamente	
  transportados	
  para	
  o	
  mar	
  profundo:	
  concentrações	
  de	
  PCB	
  em	
  fezes	
  de	
  
Meganyctiphanes	
  norvegica	
  (krill	
  do	
  Hemisfério	
  Norte)	
  -­‐	
  1,5	
  milhão	
  x	
  ambiente,	
  3,5-­‐21	
  x	
  
mais	
  elevado	
  que	
  as	
  presas
Tempo	
  de	
  residência	
  em	
  águas	
  superficiais:	
  ~1	
  ano	
  no	
  oceano	
  aberto	
  a	
  semanas	
  na	
  costa
Uso	
  do	
  PCB	
  foi	
  curto	
  na	
  Europa	
  e	
  na	
  América	
  do	
  Norte	
  até	
  os	
  anos	
  1970
Concentrações	
  atualmente	
  são	
  tão	
  altas	
  em	
  peixes	
  demersais	
  de	
  profundidade	
  e	
  
mesopelágicos	
  quanto	
  em	
  peixes	
  de	
  plataforma	
  continental.	
  Níveis	
  são	
  
fisiologicamente	
  significantes
Poluição	
  no	
  mar	
  profundo:	
  metais	
  pesados
Hg	
  é	
  o	
  único	
  metal	
  cujas	
  concentrações	
  aumentam	
  com	
  a	
  idade	
  e	
  o	
  nível	
  trófico;	
  e	
  
também	
  com	
  a	
  profundidade
Hg	
  tem	
  muitas	
  características	
  em	
  comum	
  com	
  os	
  organoclorados:	
  aplicados	
  em	
  terra,	
  
semi-­‐voláteis,	
  baixa	
  solubilidade	
  em	
  água,	
  mas	
  alta	
  em	
  lipídios
Sofre	
  transformações	
  complexas	
  de	
  inorgânico	
  a	
  forma	
  de	
  metilmercúrio,	
  altamente	
  
tóxico
Emissões	
  antropogênicas	
  2,5-­‐4	
  x	
  emissões	
  naturais;	
  concentracões	
  atuais	
  2-­‐3	
  x	
  na	
  
atmosfera	
  e	
  oceanos
Peixes	
  de	
  profundidade	
  de	
  topo	
  de	
  cadeia	
  (Orange	
  roughy,	
  macrurídeos,	
  merluza)	
  
possuem	
  concentrações	
  próximas	
  ao	
  máximo	
  permitido	
  pelas	
  legislações	
  norte-­‐
americana	
  e	
  européias:	
  0,5	
  ppm.	
  Modelos	
  indicam	
  que	
  os	
  níveis	
  provavelmente	
  
triplicaram	
  na	
  era	
  moderna
O	
  consumo	
  de	
  peixe	
  é	
  a	
  fonte	
  primária	
  de	
  mercúrio	
  nos	
  humanos,	
  levando	
  o	
  JAMA	
  
(Journal	
  of	
  the	
  American	
  Medical	
  Association)	
  a	
  aconselhar	
  que	
  mulheres	
  grávidas	
  
limitem	
  o	
  consumo	
  de	
  peixe
Recursos	
  mineirais	
  no	
  mar	
  profundo
Baseado	
  em	
  Rona,	
  2003
Métodos	
  para	
  a	
  mineração	
  de	
  nódulos	
  de	
  manganês
Mineração	
  de	
  nódulos	
  de	
  manganês
Nódulos	
  de	
  manganês
Formação:	
  O	
  grande	
  mistério	
  dos	
  nódulos	
  de	
  manganês	
  (W	
  Broecker)
Concentrações	
  extremamente	
  baixas	
  de	
  Fe	
  e	
  Mn	
  na	
  água	
  do	
  mar
Precipitam	
  em	
  torno	
  de	
  um	
  núcleo,	
  provavelmente	
  mediado	
  por	
  microorganismos
Foco	
  inicial	
  da	
  mineração	
  de	
  mar	
  profundo
Mero	
  (1965;	
  1977):	
  11	
  bilhões	
  ton	
  Mn,	
  115	
  milhões	
  ton	
  Ni,	
  520	
  milhões	
  ton	
  Cu
O	
  acesso	
  tornou-­‐se	
  o	
  foco	
  central	
  das	
  negociações	
  para	
  a	
  Lei	
  do	
  Mar	
  com	
  as	
  nações	
  
desenvolvidas	
  contra	
  o	
  G77,	
  que	
  ganharam	
  no	
  final:	
  “herança	
  comum	
  da	
  humanidade”.	
  
A	
  convenção	
  do	
  LOS	
  se	
  reuniu	
  em	
  1973,	
  mas	
  o	
  tratado	
  só	
  foi	
  colocado	
  em	
  prática	
  em	
  
1994.	
  Agência	
  da	
  ONU	
  e	
  ISA	
  (International	
  Seabed	
  Authority)	
  possuem	
  a	
  jurisdição	
  
sobre	
  os	
  recursos	
  minerais	
  em	
  águas	
  internacionais
Tecnologia	
  de	
  mineração	
  ainda	
  na	
  provada
Economicamente	
  incerta
Para	
  ser	
  viável.	
  ~	
  km2/d	
  seriam	
  necessários	
  para	
  obter	
  10.000	
  ton
Impactos	
  ambientais???
Depósitos	
  de	
  sulfetos	
  polimetálicos
Depósitos	
  em	
  fontes	
  hidrotermais
Ricos	
  em	
  Fe,	
  Mn,	
  Cu,	
  Zn,	
  Ag,	
  Au
A	
  companhia	
  Canadense/Australiana	
  Nautilus	
  possue	
  atualmente	
  sítios	
  de	
  exploração	
  
ao	
  largo	
  de	
  Papua	
  Nova	
  Guiné,	
  Nova	
  Zelândia	
  e	
  Fiji,	
  e	
  está	
  explorando	
  ativamente	
  estes	
  
locais
Sítios	
  em	
  exploração	
  são	
  fontes	
  inativas	
  e	
  a	
  mineração	
  será	
  localizada,	
  portanto	
  
minimizando	
  os	
  impactos
Recursos	
  energéticos	
  de	
  mar	
  profundo
Plataformas	
  de	
  petróleo	
  já	
  em	
  operação	
  abaixo	
  dos	
  2.000	
  m	
  no	
  Brasil	
  e	
  em	
  outros	
  
locais	
  do	
  mundo.	
  Pré-­‐sal	
  a	
  3.000	
  metros	
  de	
  profundidade
Hidratos	
  de	
  metano:	
  2	
  x	
  mais	
  carbono	
  do	
  que	
  em	
  qualquer	
  outro	
  depósito	
  de	
  
combustível	
  fóssil	
  conhecido
Geralmente	
  encontrado	
  em	
  profundidades	
  >	
  250	
  m
Altamente	
  instável:	
  metano	
  comprimido	
  a	
  160:1	
  e	
  liberado	
  com	
  o	
  aumento	
  da	
  
temperatura	
  e	
  diminuição	
  da	
  pressão
O	
  metano	
  é	
  um	
  gás	
  estufa	
  25	
  x	
  mais	
  potente	
  que	
  o	
  CO2;	
  remoção	
  do	
  hidrato	
  
pode	
  causar	
  instabilidade	
  do	
  fundo
Liberações	
  naturais	
  de	
  hidratos	
  de	
  metano	
  causaram	
  o	
  máximo	
  térmico	
  do	
  
Paleoceno-­‐Eoceno,	
  levando	
  a	
  um	
  aumento	
  de	
  5-­‐7˚C	
  nas	
  temperaturas	
  de	
  fundo	
  
e	
  extinção	
  de	
  ~33%	
  da	
  fauna	
  bêntica
O	
  futuro…?
Pesca	
  de	
  mar	
  profundo
Expansão	
  rápida	
  da	
  pesca	
  pós-­‐segunda	
  guerra	
  (17	
  para	
  61	
  milhões	
  ton,	
  1948	
  a	
  1970)
Pesca	
  de	
  profundidade	
  do	
  Pacífico	
  é	
  focada	
  em	
  montes	
  submarinos:	
  o	
  Pacífico	
  possui	
  
muito	
  mais	
  montes	
  e,	
  como	
  é	
  margeado	
  por	
  fossas,	
  possui	
  menos	
  talude
O	
  hábitat	
  dos	
  montes	
  submarinos	
  é	
  extremamente	
  limitado,	
  portanto	
  a	
  pesca	
  é	
  muito	
  
vunerável	
  podendo	
  causar	
  uma	
  depleção	
  em	
  séria	
  de	
  espécies	
  e	
  estoques	
  de	
  espécies.	
  
Além	
  disso,	
  algumas	
  espécies	
  (orange	
  roughy,	
  oreos)	
  são	
  muito	
  logevas
Orange	
  roughy	
  -­‐	
  Hoplostethusatlanticus
Black	
  oreo	
  -­‐	
  Allocyttus	
  niger
Pesca	
  de	
  mar	
  profundo:	
  Atlântico	
  Norte
A	
  pesca	
  no	
  Atlântico	
  Norte	
  profundo	
  se	
  concentra	
  mais	
  extensivamente	
  em	
  
regiões	
  de	
  talude	
  ao	
  redor	
  do	
  anel	
  no	
  norte	
  do	
  mar	
  de	
  Barents	
  ao	
  Canada.	
  
Costumava	
  ser	
  estável,	
  mas	
  entrou	
  em	
  declínio	
  e	
  encontra-­‐se	
  atualmente	
  em	
  
sobre-­‐pesca	
  e	
  exaurida	
  
Coryphaenoides	
  rupestris
Halibut	
  (linguado	
  gigante)	
  da	
  Groenlândia	
  (Reinhardtius	
  hippolossoides):	
  pesca	
  
artesanal	
  por	
  Inuits	
  no	
  oeste	
  da	
  Groenlândia	
  e	
  Noruega.	
  Expandiu,	
  e	
  exaurida	
  nos	
  
anos	
  1990	
  por	
  falta	
  de	
  regulação
Sebastes:	
  pescado	
  desde	
  os	
  anos	
  1920.	
  Sobre-­‐pescado.	
  
Impactos	
  da	
  pesca	
  nos	
  hábitats	
  bênticos
Uso	
  de	
  redes	
  de	
  arrasto	
  destrói	
  hábitats	
  de	
  fundo	
  completamente	
  
Bycatch	
  de	
  corais	
  chegou	
  a	
  44%	
  da	
  pesca	
  de	
  orangy	
  roughy
30-­‐50%	
  dos	
  recifes	
  de	
  Lophelia	
  ao	
  largo	
  da	
  Noruega	
  foram	
  destruídos	
  após	
  serem	
  
descobertos/estudados
Desde	
  1999	
  a	
  Noruega	
  protege	
  6	
  sítios	
  de	
  recifes	
  de	
  profundidade,	
  incluindo	
  o	
  
maior	
  deles
Proa	
  do	
  RMS	
  Titanic
Cortesia	
  de	
  Billy	
  Laing,	
  WHOI