Oceanografia: história, campo de estudo, ramos e pesquisa

A oceanografia é a ciência que estuda os oceanos e mares em seu desenvolvimento físico, químicos, geológicos e aspectos biológicos. O conhecimento dos oceanos e dos mares é fundamental, pois, de acordo com as teorias aceitas, os mares são o centro de origem da vida na Terra.

A palavra oceanografia deriva do grego okeanos (água que circunda a terra) e graphein (descrever), e foi cunhada em 1584. É usada como sinônimo de oceanologia (estudo de corpos d’água), usado pela primeira vez em 1864.

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Embarcação oceanográfica e veículo autônomo, em Lorne, Escócia. Fonte: StifynTonna [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], do Wikimedia Commons

Começou a se desenvolver na Grécia antiga com obras de Aristóteles. Mais tarde, no século XVII, Isaac Newton fez os primeiros estudos oceanográficos. A partir desses estudos, vários pesquisadores fizeram importantes contribuições para o desenvolvimento da oceanografia.

A oceanografia é dividida em quatro ramos principais de estudo: física , química , geologia e biologia marinha. Como um todo, esses ramos de estudo permitem abordar de maneira abrangente a complexidade dos oceanos.

A pesquisa mais recente em oceanografia concentrou-se nos efeitos das mudanças climáticas globais na dinâmica dos oceanos. Da mesma forma, o estudo dos ecossistemas presentes nas trincheiras marítimas tem sido interessante.

História

Os inícios

Desde sua origem, o ser humano tem um relacionamento com os mares e oceanos. Suas primeiras abordagens para entender o mundo marinho foram práticas e utilitárias, como fonte de alimentação e canais de comunicação.

Os marinheiros estavam interessados ​​em definir as rotas marítimas, desenvolvendo cartas de navegação. Da mesma forma, no início da oceanografia, era muito importante conhecer o movimento das correntes marítimas.

No campo biológico, já na Grécia Antiga, o filósofo Aristóteles descreveu 180 espécies de animais marinhos.

Alguns dos primeiros estudos teóricos oceanográficos são devidos a Newton (1687) e Laplace (1775), que estudaram marés de superfície. Da mesma forma, navegadores como Cook e Vancouver fizeram importantes observações científicas no final do século XVIII.

Século XIX

O pai da oceanografia biológica é considerado o naturalista britânico Edward Forbes (1815-1854). Este autor foi o primeiro a provar a biota marinha em diferentes níveis de profundidade. Assim, posso determinar que os organismos foram distribuídos de maneira diferente nesses níveis.

Muitos outros cientistas da época fizeram importantes contribuições à oceanografia. Entre eles, Charles Darwin foi o primeiro a explicar como os atóis se originaram, enquanto Benjamin Franklin e Louis Antoine de Bougainville contribuíram para o conhecimento das correntes marinhas do Atlântico Norte e do Sul, respectivamente.

Mathew Fontaine Maury era um cientista norte-americano considerado o pai da oceanografia física. Este pesquisador foi o primeiro a coletar sistematicamente dados oceânicos em larga escala. Seus dados foram obtidos principalmente a partir de registros de navegação de navios.

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Mathew Fontaine. Fonte: Maury Brendann [Domínio público], via Wikimedia Commons

Durante esse período, expedições marítimas começaram a ser organizadas para fins científicos. O primeiro foi o do navio inglês HMS Challenger , liderado pelo escocês Charles Wyville Thomson. Este navio navegou de 1872 a 1876 e os resultados obtidos estão contidos em um trabalho de 50 volumes.

Século XX

Durante a Segunda Guerra Mundial , a oceanografia teve grande aplicabilidade no planejamento da mobilização de frotas e desembarques. Isso levou a pesquisas sobre a dinâmica das ondas, a propagação do som na água, a morfologia costeira, entre outros aspectos.

Em 1957, foi celebrado o Ano Geofísico Internacional, que teve grande relevância na promoção de estudos oceanográficos. Este evento foi decisivo para promover a cooperação internacional na realização de estudos oceanográficos em todo o mundo.

Como parte dessa cooperação, durante 1960, foi realizada uma expedição subaquática conjunta entre a Suíça e os Estados Unidos; o batiscafo (pequeno barco de mergulho profundo) Trieste atingiu a profundidade de 10.916 metros nos túmulos de Mariana.

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Batiscafo Trieste. Fonte: Veja a página do autor [Domínio público], via Wikimedia Commons.

Outra expedição subaquática importante foi feita em 1977 com o submersível Alvin, dos Estados Unidos. Esta expedição permitiu descobrir e estudar os prados hidrotermais de águas profundas.

Por fim, destaca-se o papel do comandante Jacques-Yves Cousteau no conhecimento e disseminação da oceanografia. Cousteau dirigiu por muitos anos o navio oceanográfico francês Calypso, onde foram realizadas inúmeras expedições oceanográficas. Além disso, no campo informativo, foram filmados vários documentários que formaram a série conhecida como The Underwater World por Jacques Cousteau .

Campo de estudo

O campo de estudo da oceanografia abrange todos os aspectos relacionados aos oceanos e mares do mundo, incluindo áreas costeiras.

Os oceanos e os mares são ambientes físico-químicos que abrigam uma grande diversidade de vida. Eles representam um ambiente aquático que ocupa cerca de 70% da superfície do planeta. A água e sua extensão, forças astronômicas e climáticas que a afetam, determinam suas características particulares.

No planeta existem três grandes oceanos; Pacífico, Atlântico e Indiano. Esses oceanos estão interconectados e separam grandes regiões continentais. O Atlântico separa a Ásia e a Europa da América, enquanto o Pacífico divide a Ásia e a Oceania da América. O indiano separa a África da Ásia na área próxima à Índia.

As bacias oceânicas começam na costa associada à plataforma continental (parte submersa dos continentes). A área da plataforma atinge profundidades máximas de 200 me termina em uma inclinação abrupta que se conecta ao fundo do mar.

O fundo do oceano possui montanhas com uma altura média de 2000 m (cordilheiras) e um sulco central. Daqui vem o magma da astenosfera (camada interna da terra formada por materiais viscosos), que deposita e forma o fundo do oceano.

Ramos da oceanografia

A oceanografia moderna é subdividida em quatro ramos de estudo. Entretanto, o ambiente marinho é altamente integrado e, portanto, os oceanógrafos lidam com essas áreas sem atingir uma especialização excessiva.

Oceanografia física

Este ramo da oceanografia estuda as propriedades físicas e dinâmicas da água nos oceanos e mares. Seu principal objetivo é entender a circulação oceânica e a maneira como o calor é distribuído nesses corpos d’água.

Leve em consideração aspectos como temperatura, salinidade e densidade da água. Outras propriedades relevantes são a cor, a luz e a propagação do som nos oceanos e mares.

Este ramo da oceanografia também estuda a interação da dinâmica atmosférica com os corpos d’água. Além disso, inclui o movimento das correntes marítimas em diferentes escalas.

Oceanografia química

Estudar a composição química das águas e sedimentos marinhos, os ciclos químicos fundamentais e suas interações com a atmosfera e a litosfera . Por outro lado, trata do estudo das alterações produzidas pela adição de substâncias antrópicas.

Além disso, a oceanografia química estuda como a composição química da água afeta os processos físicos, geológicos e biológicos dos oceanos. No caso particular da biologia marinha, ele interpreta como a dinâmica química afeta os organismos vivos (bioquímica marinha).

Oceanografia geológica ou geologia marinha

Esse ramo é responsável pelo estudo do substrato oceânico, incluindo suas camadas mais profundas. Os processos dinâmicos deste substrato e sua influência na estrutura do fundo do mar e nas costas são abordados.

A geologia marinha investiga a composição mineralógica, a estrutura e a dinâmica das diferentes camadas oceânicas, principalmente relacionadas às atividades vulcânicas subaquáticas e aos fenômenos de subducção envolvidos na deriva continental.

As investigações realizadas neste campo permitiram verificar as abordagens da teoria da deriva continental.

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Por outro lado, esse ramo tem uma aplicação prática extremamente relevante no mundo moderno, devido à grande importância que tem para a obtenção de recursos minerais.

Estudos de prospecção geológica no fundo do mar estão permitindo a exploração de depósitos offshore, particularmente gás natural e petróleo.

Oceanografia biológica ou biologia marinha

Este ramo da oceanografia estuda a vida marinha, por isso abrange todos os ramos da biologia aplicados ao ambiente marinho.

O campo da biologia marinha estuda a classificação dos seres vivos e seus ambientes, sua morfologia e fisiologia. Além disso, leva em consideração os aspectos ecológicos que relacionam essa biodiversidade com seu ambiente físico.

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Recifes de corais nas Ilhas Andaman (Índia) Ritiks [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], do Wikimedia Commons

A biologia marinha é dividida em quatro ramos, de acordo com a área dos mares e oceanos que eu estudo. Estes são:

  • Oceanografia pelágica : concentra-se no estudo de ecossistemas presentes em águas abertas, longe da plataforma continental.
  • Oceanografia nervosa : são considerados organismos vivos presentes em áreas próximas à costa, dentro da plataforma continental.
  • Oceanografia bentônica : refere-se ao estudo de ecossistemas encontrados na superfície do fundo do mar.
  • Oceanografia demersal : são estudados os organismos vivos que vivem perto do fundo do mar nas áreas costeiras e na plataforma continental. É contemplada uma profundidade máxima de 500 m.

Investigações Recentes

Oceanografia física e mudanças climáticas

Pesquisas recentes destacam aquelas que avaliam os efeitos das mudanças climáticas globais na dinâmica dos oceanos. Por exemplo, ficou provado que o principal sistema de correntes oceânicas (a corrente atlântica) está alterando sua dinâmica.

Sabe-se que o sistema de correntes marinhas é gerado por diferenças na densidade dos corpos d’água, determinadas principalmente pelos gradientes de temperatura. Assim, os corpos de água quente são mais leves e permanecem nas camadas superficiais, enquanto os corpos frios afundam.

No Atlântico, os corpos de água quente viajam para o norte do Caribe ao longo da corrente do Golfo e, ao se moverem para o norte, esfriam e afundam, retornando ao sul. Conforme mencionado pelo editorial da revista Nature (556, 2018), esse mecanismo se tornou mais lento.

Sugere-se que a desaceleração do sistema atual se deva ao degelo causado pelo aquecimento global. Isso faz com que a contribuição da água doce seja maior e a concentração de sais e a densidade da água são alteradas, afetando o movimento dos corpos d’água.

O fluxo de correntes contribui para a regulação da temperatura mundial, distribuição de nutrientes e gases e sua alteração traz sérias conseqüências para o sistema planetário.

Oceanografia química

Uma das linhas de pesquisa que atualmente ocupa a atenção dos oceanógrafos é o estudo da acidificação dos mares, principalmente devido ao efeito do nível de pH na vida marinha.

Níveis de CO 2 na atmosfera subiram acentuadamente nos últimos anos devido à o alto consumo de combustíveis fósseis por várias actividades humanas.

Este CO 2 é dissolvido na água do mar, criando uma diminuição do pH dos oceanos. A acidificação dos oceanos está afetando negativamente a sobrevivência de inúmeras espécies marinhas.

Em 2016, Albright e colaboradores realizaram o primeiro experimento de acidificação do oceano em um ecossistema natural. Nesta investigação, verificou-se que a acidificação pode reduzir a calcificação dos corais em até 34%.

Geologia marinha

Neste ramo da oceanografia, pesquisas sobre o movimento de placas tectônicas foram investigadas. Essas placas são fragmentos da litosfera (camada externa e rígida do manto terrestre) que se movem sobre a astenosfera.

Uma investigação recente, conduzida por Li et al., Publicada em 2018, descobriu que grandes placas tectônicas podem se originar da fusão de placas menores. Os autores classificam essas microplacas com base em sua origem e estudam a dinâmica de seus movimentos.

Além disso, eles descobrem que existe um grande número de microplacas associadas às grandes placas tectônicas da Terra. É indicado que a relação entre esses dois tipos de placas pode ajudar a consolidar a teoria da deriva continental.

Oceanografia biológica ou biologia marinha

Nos últimos anos, uma das descobertas mais impressionantes da biologia marinha foi a presença de organismos nas trincheiras marítimas. Um desses estudos foi realizado nas Ilhas Galápagos, mostrando um ecossistema complexo onde numerosos invertebrados e bactérias estão presentes (Yong-Jin 2006).

As sepulturas marítimas não têm acesso à luz solar devido à sua profundidade (2.500 metros acima do nível do mar); portanto, a cadeia trófica depende de bactérias autotróficas quimossintéticas. Esses organismos fixam o CO 2 do sulfeto de hidrogênio que obtêm das chaminés hidrotérmicas.

Foi descoberto que as comunidades de macroinvertebrados que habitam águas profundas são muito diversas. Além disso, propõe-se que a compressão desses ecossistemas forneça informações relevantes para elucidar a origem da vida no planeta .

Referências

  1. Albright e colaboradores. (2017). A reversão da acidificação do oceano melhora a calcificação líquida dos recifes de coral. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K e ME Wickett (2003) Carbono antropogênico e pH do oceano. Nature 425: 365–365
  3. Editoral (2018) Assista ao oceano. Natureza 556: 149
  4. Lalli CM e TR Parsons (1997) Oceanografia biológica. Uma introdução. Segunda edição The Open University ELSEVIER Oxford, Reino Unido 574 p.
  5. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do uso de antimicrobianos no tratamento de doenças infecciosas e parasitárias. , J Zhu, S Yu, Y Liu e G Zhang (2018) Tectônica de microplacas: novas descobertas de microblocos nos oceanos globais, margens continentais e manto profundo Earth-Science Reviews 185: 1029–1064
  6. Pickerd GL e WL Emery. (1990) Oceanografia física descritiva. Uma introdução. Quinta edição ampliada. Pergamon Press Oxford, Reino Unido 551 p.
  7. Riley JP e R. Chester (1976). Oceanografia química 2ª Edição Vol. 6. Academic Press. Londres, Reino Unido 391 p.
  8. Wiebe PH e MC Benfield (2003) Da rede de Hensen à oceanografia biológica quadridimensional. Progresso em Oceanografia. 56: 7–136.
  9. Zamorano P e ME Hendrickx. (2007) Biocenose e distribuição de moluscos de profundidade no Pacífico mexicano: uma avaliação do progresso. 48-49. In: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González e CM Galvín-Villa (orgs.). Estudos sobre malacologia e concilologia no México. Unive
    sidade de Guadalajara, México
  10. Yong-Jin W (2006) Aberturas hidrotermais de profundidade: ecologia e evolução J. Ecol Field Biol.29: 175-183.

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