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Autoria Amanda A. Cabral & Fúlvio A. M. Freire

Origem Variáveis Ambientais História Como citar

Oceano

Oceano: origem

A Terra é um planeta-água, possivelmente um dos poucos na galáxia. A vida que conhecemos seria inconcebível sem grandes quantidades de água. As habilidades da água a tornam um estágio volátil para reações bioquímicas que deram origem à vida na Terra e permitiram que prosperasse. Aproximadamente três quartos do planeta são cobertos por água. O oceano pode ser definido como um imenso corpo de água salgada que ocupa as depressões da superfície da Terra. Ele contém mais de 97% da água na superfície ou próximo dela; menos de 3% estão na forma de gelo, em áreas terrestres, de água subterrânea e de toda a água de lagos e rios. Os oceanos cobrem 362.000.000 km², o que representa 71% da superfície da terrestre.

O ambiente marinho é habitado por quase todos os grupos de animais, com exceção dos Myriapoda e Onycophora. Em relação aos vegetais, 12 filos ocorrem nos mares, sendo que 5 deles só ocorrem nos ambientes terrestres ou de água doce.

Aparentemente, o universo teve um início. O big-bang, como é geralmente chamado, ocorreu há quase 14 bilhões de anos. Acredita-se que toda a massa e energia do universo se concentraram em um ponto geométrico no princípio do tempo e do espaço, o momento em que o universo começou a se expandir. A Terra e o oceano resultaram indiretamente da explosão da nebulosa. Inicialmente, a Terra teve uma superfície sólida e o universo era imensamente quente, um tempo depois a superfície resfriou o suficiente para que nuvens de vapor e vapor d'água dessem origem à grande quantidade de chuvas, que se acumularam nas áreas mais baixas do relevo formando, assim, os oceanos. A vida provavelmente surgiu na Terra logo após sua formação, aproximadamente 4 bilhões de ano atrás, e pode ter surgido no fundo do oceano, devido ao fato de que as células de todas as formas de vida ainda contêm fluidos de sal.

Em outros planetas de nosso sistema solar pode haver – ou ter havido – oceanos. Pelo menos uma destas luas de Júpiter parece conter um oceano abaixo de uma crosta de gelo, e Marte já foi mais úmido que hoje.

Os organismos estão funcionalmente adaptados a um conjunto de variáveis ambientais, portanto, para se entender essas adaptações e a dinâmica dos ecossistemas marinhos é essencial conhecer os fatores associados a esses ambientes. Esse fatores são físicos, químicos e geológicos.

Compondo os fatores físicos, temos:

  • Temperatura: que é o principal fator controlador da distribuição e da atividade de animais e plantas, e age como fator limitante no comportamento animal, pois as mudanças de temperatura da água alteram a densidade, a viscosidade, a solubilidade do oxigênio etc., que por sua vez podem influenciar a flutuabilidade, locomoção e respiração dos organismos.
  • Energia radiante: à medida que penetra no mar, a luz vai sendo atenuada e altera a sua composição espectral, esta por sua vez está intimamente ligada com a visão dos animais e a fotossíntese, influenciando, portanto, na distribuição de toda a vida marinha.
  • Densidade: a densidade da água do mar aumenta com a concentração de sais e com a pressão e diminui com o aumente de temperatura. Este fator influência na profundidade e nas correntes oceânicas.
  • Pressão: as altas pressões influenciam na solubilidade do carbonato de cálcio, fato este que está diretamente ligado a incorporação de carbonato de cálcio em conchas e ossos. Os gases sofrem alta compressão com o aumento da pressão, este aumento pode, portanto, afetar animais que tem seus órgãos preenchidos por gases. A pressão pode também elevar a temperatura.
  • Marés: são movimentos verticais periódicos ou regulares das massas de água causados pela força gravitacional dos astros, que é inversamente proporcional à distancia e diretamente proporcional à massa, e pela força centrifuga, originária do movimento de rotação da Terra. Esse desequilíbrio, portanto, causa um retardo nas correntes marinhas ocasionando o fluxo e refluxo de correntes marinhas nos canais.
  • Ondas: como resultado das diferenças de densidade, a água do mar pode ser separada em diferentes massas de água, a massa superficial (acima do termoclina) e massa abaixo do termoclina. As ondas são provocadas pelo vento que cria forças de pressão e fricção que perturbam o equilíbrio da superfície dos oceanos.

Compondo os fatores químicos, temos:

  • Salinidade: é a medida da quantidade de sais existentes em massas de água naturais. A fonte de sais do mar é a erosão e a dissolução de rochas dos continentes e os sais oriundos do magma que se acumularam nos oceanos primitivos.
  • Oxigênio dissolvido: a solubilidade dos gases na água do mar é uma função da temperatura; quanto menor a temperatura maior a solubilidade. Conseqüentemente, quanto mais fria a água, maior a concentração de oxigênio dissolvido.
  • Dióxido de carbono e carbonatos: a solubilidade do CO2 na água depende da temperatura e da pressão. À medida que a concentração de CO2 aumenta na água do mar, aumenta a concentração de íons H+, o que aumenta a acidez da água. O aumento da acidez da água leva à dissolução do carbonato de cálcio.
  • Potencial de hidrogenação (pH): indica a acidez, neutralidade e alcalinidade da água.
  • Sais inorgânicos: ao contrário dos elementos conservativos, a concentração de algumas substâncias da água do mar varia consideravelmente no tempo e no espaço e não é influenciada pela salinidade. Alguns desses elementos não-conservativos são muito importantes pelo fato de estarem diretamente relacionados à produtividade do mar.
  • Matéria orgânica dissolvida e matéria orgânica particulada: as substâncias orgânicas dissolvidas compreendem ácidos orgânicos, vitaminas e açúcares, subprodutos metabólicos de organismos marinhos, principalmente do fitoplâncton e bactérias. As matérias orgânicas particuladas compreendem bactérias, algas unicelulares e detritos, e se subdivide de acordo com o tamanho.

Compondo os fatores geológicos, temos:

  • Tipos de substratos: os substratos marinhos são classificados quanto a origem e seu estado de compactação, e podem ser naturais ou artificiais, minerais ou biológicos e sedimentos consolidados ou não-consolidados.
  • Sedimentos não-consolidados: caracterizam-se por seus constituintes se apresentam de forma individualizada e não-agregados, seja por compactação ou cimentação.
  • Origem das partículas sedimentares: as origens das partículas podem ser litorânea, terrígena, vulcânicas, autóctone e cósmica.
  • Características dos sedimentos: cada tipo de sedimento recebe uma denominação que reflete sua composição e granulometria, bem como um código para ser utilizado em sistemas de classificação automática.

Conhecer toda essa dinâmica das águas oceânicas é fundamental para compreender diversos processos da vida marinha e do clima da Terra.

História do Oceano

O oceano não impediu que o homem ocupasse quase todo o lugar em que pudesse viver. O início da história das ciências do mar está intimamente associado à história das navegações, pois era necessário ter conhecimento sobre o oceano para poder facilitar viagens, o comércio e as guerras, ou seja, os estudos marinhos tinham um objetivo prático. Os primeiros navegadores gregos observaram uma corrente em sentido norte-sul, além da região de Gibraltar. Como acreditavam que apenas rios possuíam correntes, concluíram que essa grande massa de água, tão larga que não era possível ver a outra margem, fazia parte de um rio imenso. A palavra grega para designar esse rio era okeanos. A palavra oceano deriva de oceanus, variação latina. Os navegadores fenícios também se sentiram à vontade nesse "rio", mas, como os gregos, raramente se aventuravam para longe da costa.

À medida que seguiam com o comércio, os primeiros navegadores começaram a registrar informações para tornar as viagens mais fáceis e seguras, por exemplo, a localização de rochas em um porto, pontos de referência em Terra e o tempo de navegação entre eles, a direção das correntes. As primeiras cartas (em torno de 800 a.C.) foram escritas para lembrar especificações evidentes ao longo da rota, provavelmente feita por comerciantes do Mediterrâneo. Atualmente, as cartas são mapas que apresentam hidrovias e áreas terrestres adjacentes.

Outros povos também viajavam pelo oceano, e cada um elaborou seu método de elaboração de cartas e navegação. O comércio e a curiosidade incentivaram os aventureiros a realizar viagens cada vez mais ambiciosas, isso gerou a necessidade de se ter um conhecimento cada vez maior do oceano. Os avanços técnicos alcançados durante as navegações e as explorações marítimas que se seguiram levaram ao surgimento da ciência oceanográfica.

Ciência para navegação:

O formato e a circunferência da Terra foram precisamente estimados por volta de 230 a.C., pelo astrônomo, filosofo e poeta grego Eratóstenes de Cirena, na Biblioteca de Alexandria, no Egito. A cartografia se desenvolveu, e as primeiras cartas manipuláveis que representavam uma superfície esférica em uma folha plana foram desenvolvidas pelos estudiosos de Alexandria. Os sistemas de latitude e longitude, as linhas imaginárias que dividem a Terra, foram criados por Eratóstenes. Mas, o sistema regular de latitude e longitude usado atualmente foi criado por Hiparco (entre 165 e 127 a.C.), um estudioso que dividiu a superfície da Terra em 360 graus. O estudioso Greco-egípcio, Cláudio Ptolomeu (90-168 d.C.), orientou as cartas, colocando o leste à direita e o norte na parte superior. A divisão de graus em minutos e segundos de arco, proposta por Ptolomeu, ainda é utilizada pelos navegadores.

Os aventureiros polinésios foram os primeiros a aprimorar os métodos de navegação sustentável, de longa distância e em mar aberto. Esses navegadores podiam se basear na mudança de ritmo do conjunto de ondas batendo no casco que podia indicar uma ilha fora do alcance da visão, a rota de vôo das aves ao anoitecer poderia sugerir a direção de Terra firme, a posição das estrelas, o cheiro da água, a temperatura, a salinidade ou a cor apresentavam informações, entre outros fatores. As maiores mentes polinésias eram navegadores.

As primeiras navegações sistemáticas de exploração oceânica foram realizadas pelos chineses no século XV, e para estas realizações foi necessária a criação de muitas inovações técnicas como a criação da bússola e do leme central. Embora os chineses tendo dado poucas contribuições para a compreensão do oceano, sua tecnologia de navegação infiltrou-se no Ocidente, tornando possíveis as descobertas subseqüentes.

Navegação para a ciência:

A oceanografia científica tem início com a partida do HMS Endeavour, do porto de Plymouth, em 1768, sob o comando de James Cook, da Marinha Real. Cook foi talvez o primeiro observador do oceano com cuidado suficiente para ser considerado um cientista marinho. A principal razão da viagem era garantir a presença britânica nos Mares do Sul, mas a expedição também tinha vários objetivos científicos.

Cook e sua tripulação encontraram e cartografaram a Nova Zelândia, mapearam a Grande Barreira de Corais da Austrália, marcaram inúmeras pequenas ilhas, registraram a história natural e o povoamento humano desses locais distantes.

O alto comando da Marinha ficou impressionado e James Cook foi promovido ao posto de comandante. Em 1772 ele recebeu o comando dos navios Resolution e Adventure, com os quais iniciou uma das maiores expedições da história científica. Nessa segunda viagem, fez a carta de Tonga e da Ilha de Páscoa, e descobriu a Nova Caledônia, no Pacífico, e a Geórgia do Sul, no Atlântico. Cook fez mais uma terceira viagem, na qual após um desentendimento com os havaianos foi morto no tumulto. James Cook e os cientistas que o acompanhavam recolheram amostras da vida marinha, das plantas e animais terrestres, do assoalho oceânico e de formações geológicas. Eles também anotaram as características dessas amostras nos registros de bordo e diários. Cook registrou e interpretou com sucesso eventos da história natural, da antropologia e da oceanografia.

Esse primeiro cientista marinho pacificamente alterou o mapa do mundo mais vezes que qualquer outro explorador ou cientista da história.

Aconteceram muitas outras expedições voltadas para a ciência, porém, a primeira expedição completamente voltada para as ciências do mar foi concebida por um professor de história natural da Universidade de Edimburgo, na Escócia, Charles Wyville Thomson, e seu aluno canadense John Murray. Eles embarcaram no HMS Challenger, que partiu em 26 de maio de 1872, em uma viagem de quatro anos que deu a volta ao mundo e cobriu 127.600 quilômetros. Um grupo de seis cientistas determinava o curso da jornada.

No total, os biólogos descobriram 4.717 novas espécies. Eles também fizeram medições de salinidade, temperatura e densidade da água. Cada leitura contribuiu para uma imagem crescente da estrutura física do oceano profundo. Essa expedição coletou muitas informações importantes que estimularam a nova ciência – a biologia marinha.

Com o passar dos anos novas tecnologias foram se descobrindo e muitas coisas vieram a ser descobertas. De fato, a ciência do mar evoluiu bastante ao longo dos tempos, e continuará a evoluir, pois existem muitos mistérios sobre o oceano que, ainda, não conhecemos.

Amanda Alencar Cabral

Fúlvio AM Freire

Depto de Ecologia, Botânica e Zoologia – Centro de Biociências – UFRN

Como citar este texto:

Cabral, AA. & Freire, FAM. 2011. Texto publicado no site do Grupo de Estudos de Ecologia e Fisiologia de Animais Aquáticos (www.geefaa.com).