CURSO: Ciências Biológicas

DISCIPLINA: Ecossistemas marinhos e sua biota

CONTEUDISTA: Alexandra E. Rizzo

Aula 1

O AMBIENTE MARINHO E SEUS FATORES CONDICIONANTES

Meta

Apresentar as principais características dos oceanos.

Objetivos

Esperamos que, após o estudo do conteúdo desta aula, você seja capaz de:

1. Categorizar, de um modo geral, os oceanos;

2. Identificar as principais variáveis ambientais que exercem influência sobre a distribuição

da biota e que regulam os processos físico-químicos e geológicos.

Introdução

Os oceanos preenchem as grandes depressões da superfície terrestre com água salgada.

Uma das hipóteses sobre a origem dos oceanos remonta ao resfriamento e solidificação

da crosta terrestre, que formaram as bacias oceânicas. O preenchimento destas bacias

pela água deve-se ao vapor d’água liberado durante as erupções vulcânicas. Estes

vapores de água foram se condensando, precipitando e preenchendo, assim, as bacias

oceânicas.

Bacias Oceânicas

Bacias oceânicas são áreas extensas e profundas com relevo relativamente plano.

Estendem-se das dorsais meso-oceânicas (geralmente é o local onde as placas

tectônicas se encontram) até as margens continentais e tem profundidades médias de 4

km. Podem ser subdivididas em montes abissais, que são pequenas elevações de até

900 m acima do fundo oceânico. Próximo às margens continentais, os sedimentos

originados dos continentes cobrem completamente os montes abissais formando planícies

abissais. Iniciam-se a partir da base da margem continental e não incluem as cordilheiras

e as fossas abissais.

1

Apesar de a Terra receber esse nome, nosso planeta é composto essencialmente por

água, cobrindo pouco mais de 70% da superfície terrestre. A profundidade média dos

oceanos é de 4.000 metros, sendo que a maior profundidade conhecida atinge mais de

11.000 metros.

Fossas Oceânicas

As fossas oceânicas ou abissais são as regiões mais profundas dos oceanos. Formam-se

em zonas de encontro de placas tectônicas, ou seja, quando uma placa mergulha sob a

outra. A Fossa das Marianas é o local mais profundo dos oceanos, atingindo uma

profundidade de 11.034 metros. Localiza-se no Oceano Pacífico, a leste das Ilhas

Marianas.

Em março de 2012, o cineasta James Cameron desceu até ao fundo da Fossa das

Marianas num batiscafo, durante a expedição "Deep Sea Challenge". Depois de sete anos

de trabalho, o cineasta empreendeu em apenas três horas uma descida aos 10.998

metros de profundidade. A Fossa das Marianas, que recebera a visita humana pela

primeira vez em 1960, foi filmada com câmeras de alta resolução em 3D. Se você quiser

ver algumas imagens e saber mais sobre o documentário, entre no site oficial do National

Geographic (em inglês):

http://www.deepseachallenge.com/

Os oceanos representam quase 98% do total de água da Terra. Como comparação, a

porcentagem de água subterrânea mais aquela presente em rios e lagos corresponde a

somente 0,4% do total dos reservatórios da hidrosfera.

Essa imensa quantidade de água salgada atualmente é dividida em cinco grandes

oceanos, cuja origem é diretamente relacionada a processos geológicos da crosta,

ocorridos nos últimos 250 milhões de anos. Estes cinco oceanos principais são:

1) Oceano Ártico: inclui os mares situados na porção mais ao norte do globo terrestre,

sendo delimitado pelas costas da Europa, Ásia e América, além do Círculo Polar Ártico. É

parcialmente coberto de gelo durante o verão e quase completamente durante o inverno,

sendo apontado como um dos oceanos mais ameaçados com o aquecimento global.

2

2) Oceano Antártico: formado pela junção das porções mais ao sul dos oceanos

Atlântico, Pacífico e Índico que atingem o continente Antártico, nas proximidades do

Círculo Polar Antártico. É o único a não ter nenhuma barreira física (como montanhas em

seu fundo, por exemplo) com nenhum outro corpo de água.

3) Oceano Atlântico: estende-se desde o norte, incluindo Groenlândia e o Mar da

Noruega, até o sul, no continente Antártico. A oeste, é limitado pela Europa e África, e a

leste, pelas Américas. É composto por mares marginais, como o Golfo do México, o Mar

Mediterrâneo, o Mar Báltico e o Mar do Norte.

Mares marginais são golfos de grandes dimensões que penetram nos continentes.

4) Oceano Pacífico: o maior dos oceanos; estende-se da costa ocidental americana até

a costa oriental da Ásia e Austrália. A cadeia de ilhas submersas, assim como as

atividades vulcânicas, é mais pronunciada nesse oceano. O Pacífico é considerado o

oceano mais antigo dentre os demais.

5) Oceano Índico: estende-se desde o norte, incluindo a Índia até o sul, no continente

Antártico; a leste, na costa ocidental da Austrália, e a oeste, na costa oriental do

continente africano. Ao contrário dos oceanos Pacífico e Atlântico, suas águas estão

basicamente localizadas no hemisfério sul, já que o continente asiático o limita ao norte.

Possui dois mares internos, o Mar Vermelho e o Golfo Pérsico.

3

Fonte:

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:World_oceans_map_mollweide_de.png

Figura 1.1. Localização dos cinco grandes oceanos terrestres. (Legenda: Indisher ozean

= Oceano Índico; Arktisher ozean = Oceano Ártico; Pazifischer ozean = Oceano Pacífico;

Atlantischer ozean = Oceano Atlântico; Antarktischer ozean = Oceano Antártico).

Nessa breve introdução sobre os oceanos, você leu algumas vezes a palavra “mares”.

Eles são extensões de águas salgadas conectadas ou não por um oceano. Mares são

partes dos oceanos e podem ser classificados em 3 tipos:

a) mares costeiros ou abertos: totalmente abertos para o oceano;

b) mares continentais ou mediterrâneos: rodeados por terra mantendo uma ligação com o

oceano;

c) mares fechados ou isolados: não possuem nenhuma ligação com o oceano.

A definição de “mar” nos demonstra bem a relação entre esse corpo d’água e o oceano.

Mas é importante ainda que você conheça um pouco mais afundo sobre os oceanos, e,

para isso, serão trabalhadas algumas das suas principais características, que são:

• topografia;

• assoalho oceânico;

• aspectos físico-químicos;

• circulações da atmosfera e da superfície oceânica.

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Vamos a cada uma delas!

1. Topografia

Topografia é a ciência que estuda todos os acidentes geográficos na Terra. Ela determina

as medidas de área, perímetro, localização, orientação, variações no relevo e assim

representa tudo isso graficamente em cartas topográficas.

Os oceanos podem ser divididos de acordo com sua topografia em:

a) Costa – como podemos observar na figura 1.2, a costa é o litoral. Praia é a borda do

mar, ou ainda, a parte de terra modificada por contato com o mar. Geralmente, as praias

são cobertas de areia, mas tem aquelas que são recobertas por lama ou seixos.

b) Plataforma – é a porção adjacente à costa, pouco inclinada, cuja profundidade média é

de 135 m e sua largura média é de 65 km (podendo chegar a 650 km no Ártico).

c) Talude Continental – começa quando a plataforma sofre uma queda acentuada na

inclinação, próximo a uma profundidade média de 200 m.

d) Elevação Continental ou Sopé – é contígua ao talude e sofre uma alteração no relevo

com profundidades variando entre 1500 e 4000 m.

e) Fundo ou Planície Abissal – é entrecortado por vales, montanhas, cânions, cordilheiras

e tem início a partir dos 4000 m de profundidade. Algumas dessas elevações podem

formar ilhas oceânicas.

5

Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/13/Oceanic_basin.svg?

uselang=pt-br

Figura 1.2. Esquema representando o relevo oceânico, incluindo a bacia oceânica.

(Legenda: sea surface = superfície do mar; continental shelf = plataforma continental;

continental slope = talude; continental rise = elevação continental; abyssal plain = planície

abissal; oceanic trench = fossa oceânica; submarine ridge = cadeia submarina).

Placa tectônica: a placa é uma camada maciça, rochosa e contínua, cujo formato é

irregular; ela é um segmento da crosta terrestre (camada mais superficial do planeta).

Segundo a Teoria de Tectônicas de Placas, a crosta encontra-se fragmentada em placas

(12 ao todo), que se movem ao deslizarem sobre o material fluido (magma) do interior do

planeta.

Atividade 1

Observe os mares abaixo e classifique-os a partir do que foi dito até agora. Caso ele

esteja ligado a um ou mais oceanos, identifique qual ou quais são estes oceanos.

Justifique sua resposta.

a)

6

Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e6/LA2-Bering-Sea.png

b)

Fonte:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/Locatie_Middellandse_Zee.PN

G

Resposta Comentada

a) O Mar de Bering é classificado como um mar aberto ou costeiro. Ele faz parte do

Oceano Pacífico e está delimitado ao norte pelo Alasca, ao sul pela Península do Alasca

e a oeste pela Sibéria. O Estreito de Bering, que o conecta ao Oceano Ártico, permitiu que

o homem e outros animais migrassem da Ásia para a América do Norte por terra durante

a última era glacial, quando o nível do mar baixou consideravelmente. Ok!

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Mar de bering

Rússia Alasca

(EUA)Canadá

Egito

Espanha

França

Itália

Marrocos Argélia

Turquia

Mar Mediterrâneo

b) O Mar Mediterrâneo, como o nome diz é um mar mediterrâneo (do latim,

Mediterraneus, que significa “entre as terras”) ou costeiro. Ele faz parte do Oceano

Atlântico. Está compreendido entre os continentes europeu, asiático e africano. Deságua

no Atlântico através do Estreito de Gibraltar e no Mar Vermelho pelo Canal de Suez. Suas

águas são quentes devido ao calor emanado pelo Deserto do Saara.

2. Assoalho Oceânico

O assoalho oceânico reveste as bacias oceânicas e é composto por várias camadas. A

espessura e a composição destas camadas variam em função de fatores, como a

geologia oceânica e local; a proximidade das áreas continentais e de fontes de material

terrígeno, como rios; os processos biológicos que ocorrem na superfície; e os processos

físico-químicos na coluna d’água.

Nas regiões mais próximas aos continentes, geralmente temos a camada superior

composta por sedimentos não-consolidados (que serão explicados mais adiante na

aula), provenientes de restos de organismos planctônicos, incluindo aqueles com

esqueletos de carbonato de cálcio e sílica, além de lama, silte, argila e outros minerais de

origem continental.

Silte é qualquer fragmento de mineral ou rocha menor do que a areia fina e maior que a

argila. Seu tamanho corresponde ao diâmetro entre 0,004 e 0,064 mm.

Conforme nos afastamos das margens continentais, a quantidade proporcional de cada

tipo de sedimento pode se alterar muito, passando a ser compostos quase

exclusivamente por lama. Também podem ser encontradas camadas de rochas

vulcânicas e nódulos de manganês.

Nódulos de manganês são deposições de óxidos de ferromanganês e outros elementos

no solo dos oceanos. Podem variar de 1 a 10 cm de tamanho e sua distribuição nos

oceanos é bastante variável.

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Podem existir atividades vulcânicas em zonas onde há encontro de placas tectônicas.

Caso as placas subjacentes se movimentem uma em direção à outra, pode ocorrer a

formação de cordilheiras oceânicas. Tal processo desencadeia movimentos laterais do

assoalho oceânico, distanciando-o em alguns centímetros por ano.

Fonte: http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Global_maps_of_tectonic_plates?

uselang=pt-br#mediaviewer/File:Placas_tectonicas_mapa.png

Figura 1.3. Mapa global com os limites das placas tectônicas.

2.1. Tipos de substratos marinhos

Os substratos marinhos podem ser classificados de diversas formas. A fim de facilitar o

estudo, vamos selecionar aspectos básicos, como por exemplo, quanto à sua

estabilidade, formação e produção pelo homem.

Podemos classificar os substratos de várias formas, sendo a classificação mais básica a

de substrato consolidados e não consolidados. Outras formas são: quanto à sua formação

e quanto à sua origem.

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Substrato não consolidados (ou inconsolidados) são os fundos sedimentares em que as

partículas que os compõem estão separadas umas das outras. Como exemplo deste tipo

de substrato, temos a areia de uma praia, que possui vários tamanhos e formatos de

grãos. Já no substrato consolidado, suas partículas estão agregadas, compactadas ou

cimentadas. Um exemplo deste tipo de substrato são as rochas metamórficas como o

quartzo.

Se classificarmos os sedimentos quanto à sua formação teremos os substratos minerais,

que se formam a partir de uma rocha vulcânica, e biológicos, provenientes, por exemplo,

do calcário presente em recifes de coral ou de troncos de árvores.

A classificação pela origem dos sedimentos leva em conta se há atuação do homem ou

não. Assim, os substratos naturais serão aqueles de origem mineral (como rochas, areia,

lama) ou biológica (provenientes de plantas – algas, troncos etc. - e animais – esponjas,

corais, etc.), podendo ser consolidados ou inconsolidados. Já os artificiais são quaisquer

estruturas criadas pelo homem – como molhes, píeres, atracadouros de navios – e são

geralmente consolidados.

2.2. Origem das partículas de sedimento

As partículas de sedimento podem ser formadas pela ação erosiva do mar sobre as

rochas, sendo denominada de litorânea. Terrígenas são aquelas transportadas pelos rios,

geleiras e ventos. Cinzas e partículas vulcânicas são provenientes de emissões

vulcânicas, enquanto partículas cósmicas entram no mar a partir da atmosfera, em forma

de poeira ou fragmentos de meteoritos. Já as partículas de origem autóctone são

formadas nos oceanos, provindas de restos de animais, como conchas e carapaças.

2.3. Classificação dos sedimentos

Os grãos que compõem o sedimento possuem diversas características que os

diferenciam, tais como sua origem e composição. No entanto, uma característica

importante é o tamanho das partículas, que podem alcançar desde dimensões

micrométricas até vários centímetros de diâmetro. Por exemplo, grãos com diâmetro entre

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2 e 64 mm são classificados como cascalhos. Estes ainda podem ser subdivididos em

muito fino, fino, médio e grosso. Com os grãos de areia e de silte também ocorre este tipo

de classificação.

Há uma variação no tamanho das partículas de sedimento que é definida pelo coeficiente

de seleção. Essa variação vai desde sedimentos pobremente selecionados a sedimentos

muito bem selecionados. Sedimentos pobremente selecionados são aqueles em que as

partículas de sedimento podem ser encontradas em várias classes de tamanho, enquanto

sedimentos bem selecionados não apresentam tanta variação, ou seja, as partículas

tendem a ter o mesmo diâmetro.

Escala granulométrica de Wentworth:

Wentworth publicou, em 1922, um modo de classificar os tamanhos variados de grãos de

sedimento. Para isso, foi adotada a medida em escala Phi (representada por Φ), que é

obtida pela transformação log na base 2 da escala em milímetros. O resultado pode ser

observado na tabela abaixo:

Tamanho de grãos Classificação

(mm) (Φ)

< 256 a 64 < -8 a -6 matacão

< 64 a 32 < -6 a -5 cascalho muito grosso

< 32 a 16 < -5 a -4 cascalho grosso

< 16 a 8 < -4 a -3 cascalho médio

< 8 a 4 < -3 a -2 cascalho fino

< 4 a 2 < -2 a -1 cascalho muito fino

< 2 a 1 < -1 a 0 areia muito grossa

< 1 a ½ < 0 a 1 areia grossa

< ½ a ¼ < 1 a 2 areia média

< ¼ a 1/8 < 2 a 3 areia fina

< 1/8 a 1/16 < 3 a 4 areia muito fina

< 1/16 a 1/32 < 4 a 5 silte grosso

< 1/32 a 1/64 < 5 a 6 silte médio

< 1/64 a 1/128 < 6 a 7 silte fino

< 1/128 a 1/256 < 7 a 8 silte muito fino

< 1/256 < 8 argila

A escala Phi (Φ) representa o tamanho do grão em milímetros e as duas possibilidades

que o mesmo tem ao ser colocado em uma peneira: passar ou não por suas malhas.

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Observe que os limites de cada classe crescem ou decrescem dentro de uma progressão

geométrica.

Atividade 2

Observe as diferentes imagens. A partir delas, tente classificar o substrato apresentado

na imagem (É consolidado ou não? É biológico ou mineral? São pobremente ou muito

bem selecionados? E assim por diante). Justifique sua resposta.

a)

Fonte:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ea/Gravel_on_a_beach_in_Thirasia,_Sa

ntorini,_Greece.jpg

b)

Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Textile_cone.JPG

c)

12

Fonte:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Rocks_at_the_Asilomar_State

_Beach.jpg

Resposta Comentada

a) São cascalhos de origem mineral, predominantemente variando de grosso a muito

grosso e por isso são pobremente selecionados. São considerados inconsolidados já que

cada cascalho está separado do outro. Entretanto, podem ser considerados consolidados

para organismos muito pequenos que vivem aderidos a esses fragmentos de rochas

(como os quítons, por exemplo). Possuem essa forma arredondada, pois sofreram

rolamento e desgaste pela ação das águas.

b) O sedimento neste caso é composto principalmente por fragmentos de conchas de

moluscos, portanto de origem biológica (animal). São pobremente selecionados, já que os

fragmentos têm diâmetros distintos. E também são inconsolidados, pois um fragmento

não está unido ao outro.

c) Costões rochosos são substratos consolidados de origem mineral. Não se pode falar

em seleção nesse caso, já que é um único bloco. Como formações rochosas litorâneas,

são considerados mais uma extensão do ambiente marinho do que do terrestre, já que a

maioria dos organismos que o habitam estão relacionados com o mar.

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3. Características físico-químicas dos oceanos

Temperatura, luz, salinidade, pressão, marés, ondas, oxigênio, pH e matéria orgânica,

dentre outras características, oscilam em cada parte do oceano, formando ambientes

distintos. São capazes de criar condições propícias para o abrigo de organismos

especificamente adaptados a esses ambientes marinhos.

A seguir, são apresentados os principais fatores físico-químicos que regem a vida nos

oceanos. Está curioso?

3.1. Temperatura

A temperatura da água do mar, em princípio, tem relação direta com a latitude da Terra e

com o aquecimento promovido pela radiação solar. Usualmente, nos trópicos, a

temperatura da água é quase sempre acima dos 25ºC, mas em águas polares essa

temperatura está por volta do 0ºC. O ponto de solidificação da água do mar e, portanto, a

temperatura mínima que ela pode atingir é de -1,9ºC, enquanto a máxima pode chegar

aos 42ºC, no Mar Vermelho e Golfo Pérsico. Em profundidades maiores de 2000 m a

temperatura não ultrapassa os 3ºC e é mais ou menos constante, sem grandes

oscilações.

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Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Wiki_plot_03.png

Figura 1.4. Variação da temperatura dos oceanos. (Legenda: sea-surface temperature =

temperatura da superfície dos oceanos [ºC]).

Alterações na temperatura dos oceanos são sazonais, ou seja, variam de acordo com as

estações do ano. As maiores oscilações podem ser verificadas nas regiões temperadas e

as menores, em regiões polares. Tal questão é considerada um fator limitante para a

permanência de muitos organismos em certos ambientes oceânicos, pois ela determina

suas respostas fisiológicas com grandes implicações sobre a sobrevivência, crescimento

e reprodução; determina, por fim, a distribuição das espécies nos oceanos.

Mudanças na temperatura dos oceanos, como as causadas pelos fenômenos conhecidos

como El Niño e La Niña, têm causado alterações na estrutura e dinâmica de

comunidades marinhas. Ainda, ao aquecimento global da terra têm sido atribuídas

algumas alterações na faixa de distribuição de algumas espécies: algumas tropicais se

ampliam e outras temperadas ou de águas frias se reduzem.

El Niño é um fenômeno atmosférico no qual as correntes do Oceano Pacífico, na região

do equador, reduzem suas intensidades. Isso faz com que as águas quentes que estão a

oeste sejam deslocadas para leste, aquecendo a região.

La Niña também é um fenômeno atmosférico, oposto ao El Niño, que também altera o

comportamento climático. Os ventos alísios se tornam mais fortes e assim ocorre um

esfriamento anormal das águas superficiais do Oceano Pacífico Equatorial.

3.2. Luz

A luz que atinge os oceanos é emanada principalmente da energia solar, que penetra

mais facilmente nas águas na linha do equador. A energia da luz varia em vários

espectros, desde os de ondas curtas, como a luz ultravioleta, até aqueles de amplo

espectro, como a luz infravermelha, que, em águas claras, pode penetrar em até 10 m de

profundidade.

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A intensidade luminosa diminui com o aumento da profundidade, principalmente as luzes

ultravioletas e infravermelhas. Ao contrário, luzes azuis penetram muito mais que as

vermelhas. Entre 30 e 50 m, a luminosidade se torna bastante reduzida, diminuindo a

biodiversidade em ambientes profundos em relação aos mais superficiais. Como se sabe,

a energia solar é necessária para a fotossíntese, que é essencial para a vida nas

camadas iluminadas dos oceanos. Além disso, muitos animais dependem dela para se

locomover, detectar presa e afugentar predadores.

Fonte:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/NOAA_Deep_Light_diagram3.j

pg?uselang=pt-br

Figura 1.5. Penetração da luz nos oceanos (em metros) nos diversos espectros de cores.

(Legenda: light penetration in open ocean = penetração de luz no oceano aberto; light

penetration in coasal waters = penetração de luz em águas costeiras; depth in meters =

profundidade em metros).

3.3. Salinidade

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A água do mar é uma solução complexa, composta por matéria orgânica e inorgânica

dissolvida, incluindo gases e partículas em suspensão. As partículas em suspensão

podem ser grãos minerais, detritos orgânicos ou organismos planctônicos. A matéria

inorgânica dissolvida entra através do fluxo dos rios, da precipitação atmosférica e da

atividade vulcânica submersa. Praticamente todos os elementos naturais estão

dissolvidos na água do mar, mas os dominantes são o cloro (Cl-), o sódio (Na+), o sulfato

(SO42-) e o magnésio (Mg2+), respondendo por 55,04%; 30,61%; 7,68% e 3,69% de todas

as substâncias dissolvidas, respectivamente. Se incluirmos os sais de cálcio (Ca2+) com

1,16% e o potássio (K+) com 1,10% presentes nos oceanos, teremos mais de 99% dos

sais existentes no planeta representados.

Salinidade é a medida da quantidade de sólidos inorgânicos dissolvidos em 1.000g de

água do mar. Em oceanografia, a salinidade está baseada na relação direta com a

condutividade elétrica da água do mar e a sua medida é em unidades adimensionais,

denominadas de PSU (do inglês Practical Salinity Units ou Unidades Práticas de

Salinidade).

A salinidade da água do mar em áreas oceânicas pode variar de 33 a 37 PSU.

Geralmente é mais alta nos trópicos em função da maior evaporação e mais baixa em

altas latitudes em função da presença de água contida no gelo. A salinidade pode variar

em função de processos de concentração (evaporação) ou diluição (precipitação). Se

incluirmos os sais de cálcio (Ca2+) e potássio (K+) teremos mais de 99% dos sais

representados na salinidade da água do mar.

A palavra “halina” refere-se à salinidade e é muito empregada em oceanografia física para

se referir às características diversas desta variável no mar. O termo eurihalino é

empregado para os organismos que são capazes de viver numa ampla gama de

salinidade, já estenohalino é utilizado por aqueles que não suportam grandes variações

de salinidade.

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Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d5/WOA09_sea-

surf_SAL_AYool.png

Figura 1.6. Distribuição de zonas halinas nos oceanos em PSU. (Legenda: Sea-surface

salinity = salinidade da superfície dos oceanos [PSU]).

3.4. Oxigênio dissolvido

O gás oxigênio entra na água do mar através da difusão a partir da atmosfera e do

processo de fotossíntese feito pelos seres fotossintetizantes, como algas e

cianobactérias. Ele é perdido através da respiração celular e da oxidação química de

vários compostos dos seres vivos marinhos.

Há uma relação inversa entre a solubilidade de gases e a temperatura. Quanto menor a

temperatura, maior a quantidade de gases que se dissolve na água do mar. Ou seja, nos

polos, temos uma maior concentração de oxigênio dissolvido em relação às regiões

mais quentes do planeta.

A solubilidade de gases na água do mar é baixa se comparada à da atmosfera. No ar,

pode haver 21 mL / L de O2, enquanto no mar, a uma temperatura de 0 grau e 35 de

salinidade, a quantidade de oxigênio dissolvido está entre 0 e 8 mL / L de O 2, mas mais

comumente entre 4-6 mL / L. Nos primeiros 10-20 m de profundidade, a quantidade de

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oxigênio é maior por causa da saturação ocasionada pela fotossíntese e pela difusão

entre água e ar. Nos trópicos, a quantidade de oxigênio é muito baixa, nas profundidades

entre 300 e 1000 m, devido à atividade bacteriana e ao elevado consumo de O2. Por

outro lado, águas profundas são geralmente bem oxigenadas por causa de processos de

circulação ocasionados pelas correntes de fundo, além da influência da baixa temperatura

e da baixa densidade de organismos.

Como é que o oxigênio se dissolve na água do mar?

Quando os ventos são fortes, grandes quantidades de oxigênio atmosférico são

misturadas às águas de superfície, que podem assim ser misturadas com as águas de

fundo pela circulação das correntes.

Figura 1.7. Variação da quantidade de oxigênio dissolvido na água do mar com o

aumento da profundidade. (Legenda: Oxygen = Oxigênio; Surface layer = camada

superficial; Oxygen Minimum zone = zona de oxigênio mínimo; Water depth =

profundidade da água).

Na faixa em azul podemos observar uma curva à esquerda indicando uma menor

quantidade de oxigênio; à medida que a profundidade vai aumentando, a quantidade de

oxigênio tende a aumentar – percebe-se um deslocamento da curva para a direita do

gráfico.

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3.5. Pressão atmosférica

A pressão atmosférica ao nível do mar é de 1,033 kg cm-2, sendo equivalente ao peso do

ar que está acima da superfície d’água, e é expressa em 1 atmosfera ou 1 atm. A cada

10 m de profundidade, aproximadamente, uma atmosfera é aumentada. Assim, a 10 m de

profundidade temos 2 atm e assim por diante. A pressão exercida pela água (pressão

hidrostática) determina a distribuição e a adaptação morfológica dos organismos

principalmente no fundo oceânico. Euribáticos são chamados os animais que suportam

grandes variações de pressão. Estenobáticos são aqueles que têm pouca resistência às

variações de pressão.

Figura 1.8. Relação entre o aumento da pressão atmosférica com o aumento da

profundidade da água do mar. (Legenda: sea level = nível do mar 1 atm, 10 metres = 10

metros 2 atm, 20 metres = 20 metros 3 atm)

Porque os animais marinhos não são esmagados pela pressão da água dos

oceanos?

Pelo mesmo motivo que não somos esmagados pela pressão atmosférica, ou seja, a

pressão interna destes seres é a mesma da água nas profundidades em que eles vivem.

Isto acontece devido à presença do ar que está contido no corpo e ao equilíbrio entre a

pressão que atua de fora para dentro e de dentro para fora do corpo. Se subissem

abruptamente poderiam explodir pela expansão das moléculas de gás no corpo.

3.6. Densidade

20

A densidade mede o grau de concentração de massa em um determinado volume. Na

água do mar, a densidade é mais elevada quando há uma maior concentração de sais e

aumento da pressão, logo, da profundidade. Por outro lado, a água torna-se menos

densa com o aumento da temperatura.

Assim, a densidade tende a aumentar dos trópicos para as zonas temperadas. Ela tende

a ser menor em águas superficiais por causa do aquecimento da água e pelo aporte de

água doce, a partir de descarga de rios, degelo ou da chuva.

Fonte:

http://xtide.ldeo.columbia.edu/mpa/ClimWat/Climate/labs/lab5_ocean/TS1.jpg

Figura 1.9. Diagrama de densidade da água do mar em relação à temperatura (oC) e à

salinidade sobre a densidade da água do mar, também chamado de Diagrama TxS.

(Legenda: Density x 1000 Kg/m3 = Densidade x 1000kgm-3; Potential temp = Temperatura

em oC; salinity = salinidade).

21

Na Figura 1.9, podemos observar que quanto maior a salinidade, menor é a temperatura.

Por exemplo: a uma salinidade de 35 PSU a temperatura tende a ser de 2 graus Celsius.

A densidade também é inversamente proporcional à temperatura, ou seja, a uma

densidade de 1x1000 kg/m3 (última curva à direita do diagrama) a temperatura deverá ser

de 2 graus negativos, porém a uma densidade de 1x1,019 kg/m3 (primeira curva à direita

do diagrama) a temperatura deverá estar por volta de 29 graus positivos.

3.7. Matéria orgânica dissolvida

A matéria orgânica dissolvida na água do mar é composta basicamente por carbono,

nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre, sendo o seu total equivalente a menos de

0,01%.

As principais fontes de matéria orgânica são provenientes do fitoplâncton, das macroalgas

e das fanerógamas marinhas (popularmente conhecida como grama marinha), além dos

aportes de origem terrestre, que são transportados pelos ventos ou pelos rios que

deságuam no mar. Outras fontes de matéria orgânica dissolvida são: a ressuspensão da

matéria orgânica depositada no fundo oceânico, a excreção dos organismos marinhos e

as atividades humanas, como lançamento de compostos orgânicos por fontes como

esgotos, industrias, marinas e óleos.

22

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Amazon-river-delta-NASA.jpg

Figura 1.10. Essa é uma imagem, tirada por satélite, da foz do rio Amazonas. Observe a

diferença de coloração da água que deságua (dentro da área demarcada) no Oceano

Atlântico. Tal diferença se deve à grande quantidade de matéria dissolvida na água fluvial.

4. Circulação atmosférica e da superfície oceânica

Como mencionado anteriormente, a luz do sol é capturada com mais facilidade na linha

do Equador do que nas proximidades dos pólos, aquecendo a água e a superfície

terrestre. Com isto, geram-se ventos, que se movem de áreas de maior pressão

atmosférica para as de menor pressão.

A ação dos ventos sobre a superfície do mar, juntamente com a rotação da Terra, produz

correntes na superfície oceânica, que se expandem para o norte e para o sul, formando

os cinturões subtropicais de alta pressão em cada lado da linha do Equador. Os ventos

23

Continente

Oceano

que produzem as correntes oceânicas na superfície do mar são os alísios de nordeste e

de oeste no Hemisfério Norte e os alísios de sudeste e os ventos de sudeste no

Hemisfério Sul. A circulação não ocorre em linha reta, ao invés disso, ela se curva para a

direita no Hemisfério Norte e para a esquerda no Hemisfério Sul. Vamos entender o

porquê dessa dinâmica.

Ventos Alísios são aqueles que ocorrem mensalmente nas regiões subtropicais. São

ventos úmidos, provocando chuvas nos locais onde convergem, sendo comuns na

América Central. Já os ventos Contra-alísios são secos e, portanto, responsáveis pelas

calmarias tropicais secas que geralmente ocorrem ao longo dos trópicos.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Earth_Global_Circulation.jpg

Figura 1.11. Padrão de circulação atmosférica. Na figura podemos verificar os ventos

alísios (setas negras no centro do gráfico voltadas para a esquerda) vindos tanto do

nordeste (NE) quanto de sudeste (SE) se direcionando para a linha do equador. Os

contra-alísios (setas negras nas extremidades do gráfico voltadas para a direita) estão

próximos aos trópicos.

4.1. Efeito de Coriolis

24

Vocês podem, em algum momento, ter ouvido falar de Coriolis. No século XVIII, Gustave-

Gaspard Coriolis, um engenheiro mecânico francês, analisou matematicamente o trabalho

e as energias potencial e cinética dos sistemas em rotação.

O desvio das massas de ar para a esquerda ou para a direita, como vimos

anteriormente, se deve ao efeito de Coriolis. Este é explicado pelo movimento de rotação

da Terra de oeste para leste em torno do seu eixo. Assim, a velocidade de rotação de um

corpo situado sobre a superfície é maior no Equador e vai diminuindo até se tornar nula

nos polos. Isso ocorre porque nos polos o corpo não necessita de velocidade e está

girando sobre seu próprio eixo.

4.2. Espiral de Ekman

Devido ao efeito de Coriolis, é válido imaginar que as massas de água se movessem na

mesma direção dos ventos. A observação que levou a descrição deste fenômeno foi

registrada por um oceanógrafo muito importante, Fridtjof Nansen, durante a década de

1890, no Ártico. Ele percebeu que blocos de gelo não se moviam na mesma direção que

o vento, mas em um ângulo relativo a este.

O oceanógrafo sueco Vagn Walfrid Ekman, então, realizou estudos sobre dinâmica de

fluidos e descreveu a forma como este deslocamento em ângulo ocorria. Em linhas

gerais, isto se deve ao efeito de Coriolis e ao arrasto gerado pelo vento sobre a superfície

da água. Essa fina camada de água superficial, por fricção, faz movimentar lentamente as

camadas de água abaixo da superfície. Como a energia dos ventos é transferida para

toda a coluna de água, as sucessivas camadas vão sendo colocadas em movimento e

desviadas. Entretanto, a velocidade de circulação diminui com o aumento da

profundidade, já que a energia motriz vai se dissipando pelas camadas de água, o que

pode, de um modo geral, atingir os 100 m de profundidade. A resultante deste processo é

um transporte de massa d’água numa direção de 45º à esquerda do vento, no Hemisfério

Sul, e à direita, no Hemisfério Norte.

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Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ekman_layer.jpg

Figura 1.12. Esquema demonstrando a circulação de Eckman. As setas pretas não

preenchidas indicam a direção do movimento da massa d’água a cada profundidade. As

setas preenchidas em preto simbolizam o vento. Z = profundidade.

4.3. Principais correntes oceânicas

Como vimos anteriormente, as correntes oceânicas, assim como a circulação atmosférica,

funcionam como os grandes sistemas trocadores de calor no planeta. As massas de água

aquecidas fluem dos trópicos aos pólos e destes novamente aos trópicos. Em linhas

gerais, pode-se dizer que este fluxo é circular e segue o sentido horário no Hemisfério

Norte e o anti-horário no Hemisfério Sul.

As causas para tal são:

a) os ventos superficiais que movem a água de superfície;

b) a forma das bacias oceânicas e dos continentes, que resulta em um movimento

circular;

c) as águas tropicais mais quentes e menos densas que as águas temperadas que, por

essa razão, tendem a fluir do Equador para os pólos.

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Quando as correntes do Hemisfério Norte se aproximam do Equador, movem-se para

oeste, formando a Corrente Norte Equatorial. As correntes Norte Equatorial e Sul

Equatorial são separadas por uma outra corrente, que flui em direção contrária: a

Contracorrente Equatorial.

Duas correntes marinhas percorrem a costa do Brasil:

1) Corrente Norte Brasileira, que banha o litoral norte;

2) a Corrente do Brasil que banha o litoral desde a costa de Pernambuco até o litoral

argentino (33-38oS).

Essas correntes são consideradas quentes, e influenciam fortemente a produção

fitoplanctônica e, em consequência disto, a pesca e a vida marinha. As correntes

marinhas também possuem forte influência no clima e no regime de chuvas. São grandes

massas d’água que além de se deslocar para o sentido horário ou anti-horário, também se

deslocam no fundo dos oceanos chegando a superfície dos mesmos devido ao seu

movimento circulatório. Quando uma corrente flui por um determinado local a mesma

“absorve” as suas características influenciando o clima de áreas por onde passa já que

vai influenciar diretamente no aquecimento ou resfriamento atmosférico local.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Corrientes-oceanicas.gif

Figura 1.13. Principais correntes oceânicas de superfície.

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Visite a página abaixo para baixar e assistir uma animação sobre a circulação oceânica:

http://www.nasa.gov/topics/earth/features/perpetual-ocean.html.

Na página http://oceancurrents.rsmas.miami.edu/atlantic/atlantic-arrows.html você

poderá ver as principais correntes e suas características de temperatura. Ambos os sites

estão em inglês.

Atividade 3

A mancha em destaque (dentro do círculo branco), na figura acima, representa o aumento

da temperatura média do Oceano Pacífico nos meses de dezembro a fevereiro entre a

América do Sul e a Oceania. É um fenômeno antigo reconhecido desde o século XVI por

navegadores europeus e pelo povo inca, mas que só passou a ser estudado a partir do

final do século XX. Que fenômeno é esse?

Resposta Comentada

Esse fenômeno é conhecido como El Niño, que provoca alterações significativas na

temperatura do Oceano Pacífico com efeito no clima mundial. No Brasil, causa chuvas

intensas no litoral ocidental da América do Sul, seca no Nordeste e enchentes no sul.

Conclusão

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O conhecimento dos padrões físicos, químicos e geológicos que regem os oceanos é

essencial para se entender a distribuição e as adaptações dos organismos no ambiente

marinho.

Atividade 4 – Responder as seguintes questões:

1. Por que a diversidade de organismos é menor em águas mais profundas?

2. Qual a importância da temperatura na distribuição dos organismos?

3. Qual a relação entre a quantidade de gases dissolvida na água do mar e a

temperatura?

4. Qual a composição da matéria orgânica dissolvida na água do mar? Quais suas

principais fontes de entrada no ambiente marinho?

Resposta Comentada

1. Porque toda a vida no mar depende da atividade fotossintetizante dos seres autróficos,

principalmente fitoplâncton. As algas representam o primeiro nível trófico das cadeias

alimentares marinhas. Na zona fótica vivem principalmente animais herbívoros e

carnívoros, além de alguns detritívoros, já na zona afótica não existem seres

fotossintetizantes e animais herbívoros. A baixa temperatura, a ausência de luz e a

elevada pressão atmosférica são fatores limitantes para a sobrevivência de muitos

organismos em águas profundas.

2. Como a temperatura dos oceanos apresenta variações ao longo do ano, sendo mais

perceptíveis em regiões temperadas, a distribuição dos organismos está estritamente

relacionada a essa variação. Isso implica na sua sobrevivência, no crescimento e na

reprodução em um determinado local já que a maioria dos organismos está adaptada a

viver em faixas específicas de temperatura. Eventos climáticos como El Niño e La Niña

podem causar alterações na estrutura dessas comunidades marinhas, aumentando ou

diminuindo sua faixa de distribuição.

3. A relação entre a quantidade de gases dissolvida na água do mar é inversamente

proporcional à temperatura, ou seja, quanto maior a temperatura, menor é a quantidade

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de oxigênio dissolvido na água do mar. A quantidade de oxigênio na água do mar também

é afetada pela fotossíntese e pela respiração dos organismos. Grande parte do produto

da fotossíntese fitoplanctônica é liberada para a atmosfera. Já o nível relativamente baixo

de oxigênio dissolvido na água do mar está relacionado a respiração realizada pela

decomposição bacteriana.

4. A composição da matéria orgânica dissolvida na água do mar é composta basicamente

por carbono, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre, sendo o seu total equivalente a

menos de 0,01% do total. As principais fontes de entrada no ambiente marinho são

provenientes do fitoplâncton, das macroalgas e das fanerógamas marinhas, e dos aportes

de origem terrestre transportados pelos ventos ou pelos rios que deságuam no mar. Há

ainda a ressuspensão da matéria orgânica depositada no fundo oceânico, a excreção dos

organismos marinhos e as atividades humanas, como esgoto, por exemplo.

Resumo

• O planeta Terra é composto essencialmente por água, cobrindo pouco mais de 70% da

superfície terrestre. Os oceanos representam quase 98% do total de água da Terra e são

divididos em cinco: Ártico, Antártico, Atlântico, Pacífico e Índico.

• Os mares são partes dos oceanos e podem ser classificados dependendo de sua

forma de conexão com os oceanos são classificados em costeiros (ou abertos),

continentais (ou mediterrâneos) e fechados (ou isolados).

• A profundidade média dos oceanos é de 4.000 metros, mas pode atingir mais de 11000

m, como as Fossa das Marianas.

• Os oceanos podem ser divididos de acordo com a sua topografia em: costa, plataforma

continental, talude continental, elevação continental (ou sopé) e, fundo ou planície abissal.

• O assoalho oceânico é composto por várias camadas de sedimentos consolidados

(como os costões rochosos) e não consolidados (como a areia das praias), e podem ter

origem mineral ou biológica. O tamanho da partícula e sua predominância homogênea ou

heterogênea pode ser usado para avaliar o tipo de sedimento, que varia desde argila até

matacões, passando por um gradiente de tamanho de siltes e areias.

• Diferentes ambientes marinhos estão relacionados à oscilação de fatores físicos,

químicos e geológicos, como temperatura, luz, salinidade, pressão, marés, ondas,

correntes, oxigênio, pH e matéria orgânica, entre outros. A distribuição, a sobrevivência, o

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crescimento e a reprodução dos organismos que vivem nos oceanos são regidas por

esses fatores.

• A temperatura da água do mar está relacionada com a proximidade ou afastamento

dos trópicos e com o aquecimento solar. E podem sofrer alterações climáticas por meio

de fenômenos como o El Niño e La Niña, com conseqüências em algumas comunidades

marinhas.

• A luz solar penetra mais facilmente nos oceanos na altura dos trópicos, por sua

incidência direta. Sua intensidade luminosa e absorção diminuem com o aumento da

profundidade, o que acarreta numa queda na diversidade de espécies em águas

profundas, já que muitos organismos dependem da fotossíntese para sua sobrevivência.

• A salinidade da água do mar varia de 33 a 37 PSU, sendo mais baixa nos trópicos por

causa da evaporação mais intensa. A principal fonte de matéria orgânica dissolvida na

água do mar vem do fitoplâncton, das macroalgas e das gramas marinhas, além do aporte

terrestre (rios e ventos) incluindo atividades antrópicas.

• O oxigênio dissolvido entra na água do mar por meio de difusão atmosférica e da

fotossíntese realizada principalmente por algas e cianobactérias. A solubilidade do

oxigênio tem uma relação inversa com a temperatura. Por isso nos trópicos, a quantidade

de oxigênio dissolvido é menor e águas profundas tendem a ser bem oxigenadas.

• A pressão atmosférica, é de 1 atm ao nível do mar e, aumenta em 1 atm a cada 10 m

de profundidade. Assim, organismos que vivem em grandes profundidades são

geralmente diminutos.

• As correntes oceânicas, responsáveis pela circulação de material particulado inclusive

larvas e organismos, são resultados da ação dos ventos sobre a superfície do mar e da

rotação da Terra. As correntes influenciam o clima dos ambientes por onde passam,

aquecendo-o ou resfriando-o.

Informações sobre a próxima aula

Na próxima aula, você irá estudar sobre a origem da vida nos oceanos e os principais

processos biológicos marinhos.

Referências Bibliográficas

Castro, P. & Huber, M.E. Biologia Marinha. 8ª Edição. Ed. Mc Graw Hill / Artmed. 461p.

Levinton, J.S. 1995. Marine Biology: function, biodiversity, ecology. New York: Oxford

University Press. 420p.

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Pereira, R.C. & Soares-Gomes, A. (Orgs.) 2009. Biologia Marinha. 2ª Edição. Rio de

Janeiro: Editora Interciência. 631p.

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