Banquisa: localização, características e organismos

O banco ou gelo marinho é o conjunto de mantas de gelo flutuantes que são formadas pelo congelamento da água do mar nas regiões oceânicas polares da Terra.Os oceanos terrestres polares são cobertos por gelo marinho sazonalmente (apenas durante o inverno) ou permanentemente durante todo o ano. Eles constituem os ambientes mais frios do planeta.

Os ciclos de temperatura e irradiação solar nos oceanos polares têm uma alta variabilidade. A temperatura pode variar entre -40 e -60 ° C e os ciclos de irradiação solar variam entre 24 horas de luz do dia no verão e a escuridão total no inverno.

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Figura 1. Rastreio em um banco. Fonte: LBM1948 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

O gelo marinho ou banquisa cobre 7% da superfície do planeta e aproximadamente 12% do total dos oceanos terrestres.A maioria deles está localizada nos capacetes polares: o capacete polar ártico do oceano ártico ao norte e o capacete polar antártico ao sul.

O gelo marinho experimenta um ciclo anual de redução e reconstrução de sua extensão superficial, um processo natural do qual sua vida e estrutura do ecossistema dependem.

A espessura das camadas de gelo polar terrestre também é muito variável; Varia entre um metro (em tempos de fusão) e 5 metros (em tempos de estabilidade). Em alguns lugares, camadas de gelo marinho com até 20 metros de espessura podem ser formadas.

Devido à ação combinada dos ventos, flutuações nas correntes marítimas e variações nas temperaturas do ar e do mar, o gelo marinho é um sistema muito dinâmico.

Localização e características

Banco antártico

O banco antártico está localizado no polo sul, ao redor do continente antártico.

Anualmente, durante o mês de dezembro, o gelo derrete ou derrete, devido ao aumento da temperatura do verão no hemisfério sul da Terra. Sua extensão é de 2,6 milhões de km 2 .

No inverno, com a diminuição das temperaturas, volta a se formar e atinge uma área igual à do continente, de 18,8 milhões de km 2 .

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Banco do Ártico

No banco do Ártico, apenas as partes mais próximas das zonas continentais derreteram anualmente. No inverno do norte, atinge uma extensão de 15 milhões de km 2 e no verão, de apenas 6,5 milhões de km 2 .

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Figura 2. Barco atravessando o banco. Fonte: LBM1948 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

Física do gelo marinho

Massas flutuantes de gelo marinho

O gelo é menos denso que a água e flutua na superfície do oceano.

Quando a água passa do estado líquido para o sólido, a estrutura cristalina formada tem espaços livres vazios e a relação massa / volume (densidade) é menor que a do estado líquido.

Canais e poros internos

Quando a água pura solidifica em gelo, é formado um sólido frágil cujas únicas inclusões são bolhas de gás. Por outro lado, quando as águas marinhas congelam, o gelo resultante é uma matriz semi-sólida, com canais e poros preenchidos com a solução salina da água do mar.

Salinidade

Substâncias dissolvidas, incluindo sais e gases, não entram na estrutura cristalina, mas são depositadas nos poros ou circulam pelos canais.

A morfologia desses poros e canais, o volume total de gelo ocupado por eles e a salinidade da solução marinha contida dependem da temperatura e da idade da formação de gelo.

Há uma drenagem da solução marinha devido à força da gravidade, o que resulta na redução gradual da salinidade total do gelo marinho.

Essa perda de salinidade aumenta no verão, quando a camada superficial da massa de gelo flutuante derrete e penetra; Isso destrói a estrutura dos poros e canais e a solução marinha que eles contêm sai para o exterior.

Temperatura

A temperatura na superfície superior de uma massa de gelo marinho flutuante (que fica em torno de -10 ° C) é determinada pela temperatura do ar (que pode atingir -40 ° C) e pela capacidade de isolamento da cobertura de neve.

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Por outro lado, a temperatura do lado inferior de uma massa de gelo flutuante é igual ao ponto de congelamento da água do mar em que repousa (-1,8 ° C).

Isso resulta em gradientes de temperatura, salinidade – e, portanto, solutos e gases dissolvidos – e volume de poros e canais na massa de gelo do mar.

Desta forma, durante o período de outono-inverno, o gelo do mar é mais frio e tem maior salinidade.

Organismos que habitam o gelo do mar

O banqueiro são regiões de alta produtividade, como evidenciado no grande número de mamíferos e aves que caçam e se alimentam nessas regiões. Sabe-se que muitas dessas espécies migram por distâncias enormes para se alimentar dessas áreas de gelo marinho.

Ursos polares e morsas abundam no banco do Ártico, e pinguins e albatrozes no banco da Antártica. Existem focas e baleias presentes em ambas as áreas do gelo marinho.

No gelo marinho, há um considerável desenvolvimento sazonal do fitoplâncton, microalgas que realizam a fotossíntese e os principais produtores da cadeia alimentar .

Essa produção é o que sustenta o zooplâncton, peixes e organismos das profundezas, dos quais, por sua vez, os mamíferos e aves mencionados acima são alimentados.

A diversidade de organismos no gelo do mar é menor que a de áreas tropicais e temperadas, mas no banquis também há um grande número de espécies.

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Figura 3. Um urso polar em pleno salto, na Ilha Spitsbergen, Svalbard, Noruega. Fonte: https://es.m.wikipedia.org/wiki/File:Polar_Bear_AdF.jpg

Formas de vida em espaços no gelo marinho

O parâmetro chave para a existência de vida no gelo marinho é a existência de espaço suficiente dentro da matriz de gelo, um espaço que também permite movimento, ingestão de nutrientes e troca de gases e outras substâncias.

Os poros e canais dentro da matriz do gelo marinho funcionam como habitats de vários organismos. Por exemplo, bactérias, várias espécies de algas diatômicas, protozoários, turfeiras, flageladas e copépodes podem viver nos canais e poros.

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Foi demonstrado que apenas rotíferos e turfeiras são capazes de atravessar os canais e migrar através dos horizontes do gelo marinho.

O restante dos organismos, como bactérias, flageladas, diatomáceas e pequenos protozoários, vive em poros menores que 200 μm, usando-os como refúgio, onde se beneficiam da baixa pressão de predação.

Bactérias, arqueobactérias, cianobactérias e microalgas no gelo marinho

As espécies predominantes no banco são microrganismos psicrofílicos, isto é, extremófilos que toleram temperaturas muito baixas.

As bactérias heterotróficas constituem o grupo predominante nos organismos procarióticos que habitam o gelo do mar, psicrofílico e halotolerante, ou seja, vivem em condições de alta salinidade, como espécies de vida livre e também associadas a superfícies.

Também foram relatadas arquéias nos banqueiros, Ártico e Antártico.

Várias espécies de cianobactérias habitam o gelo marinho do Ártico, mas não foram encontradas na Antártica.

As algas diatômicas são o grupo mais estudado de eucariotos no gelo marinho, mas também existem dinoflagelados , ciliados, foraminíferos e clorofitos, entre outros.

As mudanças climáticas estão afetando particularmente os bancos polares e muitas de suas espécies estão ameaçadas de extinção devido a essa causa.

Referências

  1. Arrigo, KR e Thomas, DN (2004). Importância em larga escala da biologia do gelo marinho no Oceano Antártico. Ciência Antártica 16: 471-486.
  2. Brierley, AS e Thomas, DN (2002). Ecologia do gelo do Oceano Antártico. Avanços em Biologia Marinha. 43: 171-276.
  3. Cavicchioli, R. (2006). Archaea adaptada a frio. Nature Reviews Microbiology. 4: 331-343.
  4. Collins, RE, Carpenter, SD e Deming, JW (2008). Heterogeneidade espacial e dinâmica temporal de partículas, bactérias e pEPS no gelo marinho do inverno no Ártico. Jornal de sistemas marinhos. 74: 902-917.
  5. Cultivo, RL; Pastor, A.; Wingham, DJ (2015). Aumento do volume de gelo marinho do Ártico após um derretimento anormalmente baixo em 2013. Nature Geoscience. 8 (8): 643-646. doi: 10.1038 / NGEO2489.

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