Os oceanos do planetaTerra. Um corpo de água contínuo que cerca a terra, ooceano global é dividido em áreas principais. Cinco divisões oceânicas são contadas geralmente:Pacífico,Atlântico,Índico,Ártico, eAntártico. Os últimos dois listados são, às vezes, considerados parte dos primeiros três.
Oceano (emgrego:Ωκεανός,transl.:"Okeanos") é uma extensão de água salgada que cobre a maior parte da superfície daTerra. Ooceano global corresponde a 97% dahidrosfera, cobrindo aproximadamente 71% da superfície da Terra (uma área de 361 milhões dequilômetros quadrados). Mais da metade desta área tem profundidades superiores a 3 milmetros.
Os oceanos são ambientes totalmente diferentes do terrestre. Assim, esse ambiente é dominado por fenômenos muito peculiares que não ocorrem em terra, como asmarés, asondas, ascorrentes oceânicas,vórtices,tsunamis, etc..
A teoria tradicionalmente mais aceita sobre aorigem da água na Terra afirma que ela foi trazida para o planeta porcorpos celestes provenientes de uma região de baixa temperatura na parte externa dodisco protoplanetário, durante a formação dosistema solar. Haveria duas fontes distintas de corpos celestes. A primeira seriam osplanetesimais com composições semelhantes acondritos carbonáceos (meteoritos com cerca de 20% de seu peso em água)[6] da região externa docinturão de asteroides, enquanto a segunda seriamcometas provenientes docinturão de Kuiper.[6] Havia um consenso sobre essas duas origens, mas a contribuição de cada fonte era objeto de debate científico. Morbidelli e colaboradores[7] acreditavam que 90% da água teria vindo de planetesimais e apenas 10% de cometas, enquanto Javoy[8] entendia que 50% da água da Terra teria vindo de planetesimais e os outros 50% de cometas.
No entanto, um estudo recente publicado narevista Science em 2020[9][10] mostrou evidências de que já existia água na Terra desde o estágio inicial de sua formação. Sua origem seriam oscondritos deenstatita que podem ter feito parte da composição das primeiras rochas do planeta. Os condritos de enstatita são meteoritos raros e formados em regiões próximas aoSol. Eles possuem composição semelhante aomanto da Terra e contêm grandes quantidades dehidrogênio. O estudo concluiu que 95% do volume de água do oceano moderno pode ter tido contribuição de meteoritos presentes desde a formação das rochas do planeta e somente 5% teria vindo do bombardeamento de corpos celestes (ex.: meteoritos e asteroides).
A maior parte da água existente naProto-Terra foi perdida na fase inicial de formação do planeta. Isso foi provocado pelo calor extremo gerado pelas colisões deacreção planetesimal.[6] A retenção dasmoléculas de água começou a ocorrer somente nos estágios finais desse processo. Devido às elevadas temperaturas na superfície do planeta, a água foi acumulada inicialmente naprotoatmosfera, que era a atmosfera primitiva composta principalmente porágua,nitrogênio,amônia,metano,monóxido de carbono edióxido de carbono.[6] O acúmulo de água liquida na superfície da Terra só começou a partir dacondensação do vapor de água presente na protoatmosfera. Isso ocorreu quando as temperaturas na superfície do planeta ficaram abaixo de 100 °C por volta de 4 bilhões de anosantes do presente.
Após a condensação, o volume de água na superfície da Terra aumentou de forma crescente e formou o oceano global. Esse processo de acúmulo de água durou cerca de 2 bilhões de anos, quando atingiu um volume estável semelhante ao oceano moderno.[8] Assim, o atual volume de água do oceano global existe desde o início doéonProterozoico (2,5 bilhões de anos antes do presente).
A cerca de 4 bilhões de anos antes do presente começou o acúmulo de água no oceano primitivo.[8] Aschuvas ácidas que originaram esse oceano possuíam em sua composiçãoânions dissolvidos derivados deácidos fortes comoácido clorídrico (HCl),ácido fluorídrico (HF) eácido bromídrico (HBr). Isso acarretou na diminuição dopH da água acumulada, tornando o oceano primitivo um ambiente com características inicialmente ácidas. À medida que essas chuvas se intensificaram sobre acrosta terrestre, a superfície da Terra sofreu um forteintemperismo quelixivioucátions (ex.:magnésio,cálcio,sódio,potássio) das rochas para o oceano. Isso acabou elevando o pH da água do mar e tornando o oceano primitivo um ambiente com caráterbásico (pH superior a 9). O principalíon dissolvido na água do mar era o sódio, por isso esse oceano primitivo também é conhecido como ‘oceano de sódio’.[6][11]
A concentração deoxigênio dissolvido na água do mar era praticamente inexistente devido ao caráterredutor da superfície do planeta e à ausência de vida biológica na Terra. Por esse motivo, havia muitoferro (em sua forma reduzida deferro ferroso, Fe2+) dissolvido na água do oceano primitivo. Da mesma forma, quase não haviasulfato (SO42-) dissolvido na água devido a esse ambiente fortemente reduzido. Durante esse período, a elevadapressão parcial de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera primitiva (10 000 a 100 000 μatm) facilitou sua transferência em grandes quantidades para o oceano, através da interface oceano-atmosfera, dando início ao funcionamento dosistema carbonato marinho.[6][11]
De forma geral, os principaissais dissolvidos no oceano primitivo eram constituídos por íons de sódio (Na+), ferro (Fe2+),carbonato (CO32-) ebicarbonato (HCO3-). Todos eles contribuíam de maneira significativa para asalinidade daágua do mar. Estima-se que o sulfato (SO42-) contribuía pouco para essasalinidade.[6][11]
O fato mais marcante que contribuiu para a evolução da composição química do oceano primitivo para o oceano moderno foi o surgimento dos primeiros organismosfotossintetizantes a cerca de 3,6 bilhões de anos antes do presente. Tal fato deu início à liberação de oxigênio dissolvido na água do mar.[12] À medida que esse oxigênio foi produzido, ele era consumido em reações deoxidação na coluna de água e noassoalho oceânico. Por exemplo, houve a oxidação do ferro ferroso (Fe2+) - que é bastante solúvel na água do mar - paraferro férrico (Fe3+) - que é muito pouco solúvel. Assim, houve a remoção do ferro da coluna de água a partir de sua precipitação e acúmulo nosedimento marinho (que posteriormente deu origem às rochas dasformações ferríferas bandadas).
Rocha sedimentar de uma formação ferrífera bandada.
A partir doéon Proterozoico (2,5 bilhões de anos antes do presente), toda a coluna de água já havia sido oxidada e a concentração de oxigênio dissolvido no oceano aumentou bastante. Por isso, oenxofre reduzido na água do mar também foi oxidado e elevou a concentração de íons sulfato (SO42-).
Os íons carbonato (CO32-) produzidos pelo sistema carbonato (que existe no oceano há 3,5 bilhões de anos) reagiam com íons cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+) aportados pelosrios. Esses saisprecipitavam no sedimento marinho na forma dos mineraiscalcita (CaCO3) edolomita (CaMg(CO3)2). Esse processo era exclusivamenteabiótico e as reações eram aceleradas pela temperatura mais elevada da água do mar. Comparativamente, no oceano moderno, o mecanismo dominante de precipitação decarbonato de cálcio é mediado por organismos biológicos.
Em consequência da diminuição do dióxido de carbono na atmosfera, a sua transferência para o oceano também diminuiu, assim como a precipitação abiótica de carbonato de cálcio na água do mar. Isso facilitou o acúmulo dos íons cálcio e magnésio na coluna de água. Essas novas condições físico-químicas na água do mar diminuíram um pouco seu pH, que varia em torno de 8,0 no oceano moderno. Um exemplo do resultado dessas novas características da água do mar foi a precipitação do excesso de íons sódio (Na+) na forma decarbonato de sódio (Na2CO3) para o sedimento marinho.
Um íon que se tornou abundante durante a evolução do oceano foi ocloreto (Cl-). Ele foi emitido poratividades vulcânicas efontes hidrotermais,[13] sendo inerte quando comparado a outros íons dissolvidos na água do mar. Essas características permitiram seu acúmulo, fazendo com que ele se tornasse o principal íon dissolvido na água do mar (seguido pelo sódio). Assim, os íons cloreto e sódio correspondem a 86% da composição de sais dissolvidos no oceano moderno. Esse processo de evolução da composição química do oceano durou cerca de 2,4 bilhões de anos e atualmente esses elementos químicos se encontram em estado deequilíbrio dinâmico na água do mar.[14]
A composição química de íons dissolvidos no oceano moderno é a seguinte:[13]
Tipo de íon
Nome
Fórmula
Concentração (g kg-1)
Ânion
Cloreto
Cl-
19,3529
Sulfato
SO42-
2,7124
Bicarbonato
HCO3-
0,1070
Brometo
Br-
0,0672
Carbonato
CO32-
0,0161
Borato
B(OH)4-
0,0079
Fluoreto
F-
0,0013
Cátion
Sódio
Na+
10,7838
Magnésio
Mg2+
1,2837
Cálcio
Ca2+
0,4121
Potássio
K+
0,3991
Estrôncio
Sr2+
0,0079
Total
35,1514
Os principais íons dissolvidos no oceano moderno são constituintes conservativos que estão presentes na água mar há 1,6 bilhão de anos. Em média, umquilograma de água do mar contém 19,4 g de cloreto, 10,8 g de sódio, 2,7 g de sulfato, 1,3 g de magnésio, 0,4 g de cálcio, 0,4 g de potássio e 0,1 g de bicarbonato.[13] Além destes, há outros íons dissolvidos na água do mar em menores quantidades conforme pode ser observado na tabela acima. Juntos, esses íons compõem a salinidade da água do mar, cuja média no oceano global é de 35 g kg-1. O oceano moderno é caracterizado como um ambiente oxidante, rico em oxigênio dissolvido e pobre em ferro dissolvido. A água do mar do oceano moderno possui pH médio próximo de 8,1 e uma pressão parcial de dióxido de carbono próxima de 400 μatm. Tais condições estão sendo alteradas em função dasmudanças climáticas e daacidificação oceânica.
A partir da formação do oceano primitivo, houve a formação dahidrosfera. A água começou a sofrer uma série de processos na superfície do planeta, dando início aociclo hidrológico. Nas atuais condições encontradas na superfície da Terra, a água encontra-se na forma líquida, ou seja, um estado intermediário entre as fases gasosa (vapor) e sólida (gelo). Essa água está exposta a uma série de intempéries, como ocalor emanado a partir da crosta terrestre, osraios solares, osventos. Esses fenômenos promovem aevaporação e aprecipitação da água sobre o próprio oceano e oscontinentes. A circulação da água na superfície da Terra foi responsável pela salinização da água do mar e o acúmulo de sedimento no leito marinho.
Grandes porções do oceano global são chamadas de desertos marinhos por conta da baixa concentração denutrientes na água. Consequentemente, aprodução biológica nessas áreas também é baixa e poucos organismos habitam tais regiões.[15] Os principais desertos marinhos do oceano global são as regiões centrais dogiros oceânicos.
Em 20 de julho de 2009, cientistas doCentro Nacional de Dados Climáticos dos Estados Unidos, informaram à imprensa que os oceanos estão com a temperatura média de 17 °C, a mais alta desde1880, quando iniciou-se os registros. Graças ao calor da Luz solar, que está aumentando cada vez mais, com o rompimento da camada de ozônio.[16]
O estudo dos oceanos daTerra é chamadooceanografia. As viagens na superfície do oceano com o uso de botes datam de tempospré-históricos, mas só nos últimos tempos as explorações submarinas se tornaram possíveis e comuns.
A margem continental é a porção do fundo marinho que está mais próxima a terra firme. Divide-se em:
Plataforma continental ou plataforma submarina: é a menos profunda, chega aos 200 m de profundidade, sendo bastante plana. A água que a cobre costuma conter vida marinha em abundância e a maior parte dapesca realiza-se nesta zona. Aqui encontra-se a quarta parte da produção mundial depetróleo egás procedente dasrochas que se encontram abaixo destas plataformas.
Talude continental, escarpada ou escarpa continental. A extensão do talude varia dependendo do oceano em que se encontre. Tem um pendente mais pronunciada que a anterior e se situa entre os 200 até 3 mil metros de profundidade aproximadamente.
Borda continental. Encontra-se na parte final do talude e marcaria o limite com os fundos oceânicos.
Dorsal centro-oceânica. São correntes montanhosas submarinas, vastas e escarpadas, geralmente localizadas no centro dos oceanos. Em média medem 1 mil km de largura com uma altura de 3 mil metros. Formam um sistema mais ou menos conectado de 80 mil km de comprimento, recebendo diferentes nomes, por exemplo,dorsal Mesoatlântica,dorsal de Reykjanes,dorsal do Pacífico Oriental.
Planícies abissais. Formam-se entre as dorsais oceânicas e as margens continentais. São zonas muito planas e uniformes, em torno dos 4 mil m de profundidade. Supõem aproximadamente 40% do fundo do oceano.
Fossas oceânicas ou abissais. São as partes mais profundas dos oceanos, com uma média de 7 mil a 8 mil m de profundidade, que podem chegar a medir milhares de quilómetros de distância. A fossa das Marianas tem a maior profundidade do planeta com mais de 11 mil m abaixo do nível do mar.
Falésias: são formas de relevo litorâneo abruptas, com declive acentuado e alturas variadas, origina-se da acção dasondas domar sobre asrochas.
Os oceanos da Terra também desempenham um papel vital em limpar aatmosfera, e algumas actividades do homem podem os alterar severamente. Os oceanos absorvem enormes quantidades dedióxido de carbono. Por sua vez, ofitoplâncton absorve o dióxido de carbono e desprendeoxigénio. O Dr.George Small explica a importância deste ciclo de vida: «Os 70% do oxigénio que se acrescenta à atmosfera a cada ano provem do plâncton que há no mar». Não obstante, alguns cientistas advertem que o fitoplâncton pudesse diminuir gravemente devido à redução do ozono na atmosfera, do qual se acha que o homem é responsável.
Alguns países acedem a limitar os dejetos permitidos que se atirem ao mar, outros negam-se a fazê-lo. O famoso navegador oceânicoJacques Cousteau advertiu: «Temos que salvar os oceanos se queremos salvar a humanidade».
É significativa a concentração depeixes em pequenas zonas do oceano e sua escassez em outras partes. Tal como advertiuWilliam Ricker, biólogo de pesca: O mar não é «um depósito ilimitado de energia alimentar». E o navegador subaquáticoJacques-Yves Cousteau advertiu, ao regressar de uma exploração submarina mundial, que a vida nos oceanos tem diminuído nuns 40 % desde1950 devido àsobrepesca e àcontaminação.
O cientista marinho suíçoJacques Piccard previu que em vista da proporção atual da contaminação, os oceanos do mundo ficariam desprovidos de vida em 25 anos. Disse que devido a sua pouca profundidade omar Báltico seria o primeiro a morrer. Depois morreriam oAdriático e oMediterrâneo, os quais não têm correntes o suficientemente fortes para transportar a contaminação. Também, o navegador submarino francêsJacques-Yves Cousteau disse que a destruição dos oceanos já se efectuou em 20-30%. E previu «o fim de tudo em 30 a 50 anos a não ser que se tome acção imediata». Parte desta contaminação deve-se a que a sociedade tem tido durante séculos o conceito equivocado de que estes têm uma capacidade inesgotável para osdejetos.
A Terra é o únicoplaneta conhecido com a água líquida em sua superfície e é certamente o único no nosso própriosistema solar. No entanto, existem as hipóteses de:
Algumas luas possuírem água líquida escondidas sob a superfície, comoEuropa e, com menos certeza,Calisto eGanimedes;
Luas e planetas terem tido água líquida em sua superfície, no passado -- como parece ser o caso da camada sobre o polo norte deMarte (resultados recentes da missãoMars Exploration Rovers indicam que Marte teve água parada por um longo período em pelo menos um local, mas sua extensão não é conhecida);
Luas e planetas possuírem outros líquidos, que não água, em sua superfície, como foi observado emTitã (embora sua extensão seja pequena elagos possa ser um termo mais preciso).
A missão espacialCassini-Huygens descobriu inicialmente apenas o que parece ser leitos de lagos secos e canais de rios vazios, o que sugere que Titã tinha perdido a superfície de líquidos que possa ter tido. O voo mais recente da Cassini por Titã oferece imagens de radar que sugerem fortemente lagos de hidrocarbonetos próximos das regiões polares mais frias. Uma hipótese é que Titã tenha um oceano de água subterrâneo sob o gelo e a mistura de hidrocarbonetos que formam a sua crosta externa.
Geysers foram encontrados na lua de SaturnoEncelado, embora isto pode não envolver corpos de água em estado líquido. Outras luas geladas podem uma vez ter tido oceanos internos que já tenham congelado, tais comoTritão. Os planetasUrano eNetuno podem também possuir grandes oceanos de água líquida sob sua atmosfera espessa, embora a sua estrutura interna não é bem compreendida.
Os astrônomos acreditam queVênus teve água em estado líquido e, talvez, oceanos em sua história muito recente. Se eles existiram, todos depois desapareceram devido aorecobrimento de sua superfície.
Além do sistema solar, já foram detectados planetas com valores adequados de distância à sua estrela central, massa e tamanho para abrigar oceanos ou outras massas de água líquida, mas até o momento pouco se sabe sobre sua composição química. Merecem destaque os planetas que orbitam a estrelaGliese 581: o terceiro,Gliese 581 c, tem a distância certa de seu sol para permitir água líquida na sua superfície (mas seuefeito estufa poderia torná-lo demasiado quente para os oceanos existirem na superfície); já emGliese 581 d, o efeito estufa pode trazer temperaturas adequadas para a superfície dos oceanos;Gliese 581 g, por outro lado, parece ser o mais similar à Terra.[17]
Astrônomos polemizam seHD 209458 b tem vapor de água em sua atmosfera. Acredita-se queGliese 436 b possa ter "gelo quente". Nenhum desses planetas são suficientemente frios para possuírem água líquida, mas se as moléculas de água ali existem, eles são também suscetíveis de serem encontradas em planetas a uma temperatura adequada.[18] Descobriram-se evidências de que o planetaGJ 1214 b, detectado pelotrânsito, tem oceanos feitos de forma exótica degelo VII, que compõem 75% da massa de todo o planeta.[19]
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