A Nova Ciência Marinha 272
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O interesse pelos recursos, minerais ou biológicos, existentes nos oceanos e no solo abaixo da água vem crescendo nas últimas décadas, o que estimula a realização de estudos sobre o ambiente marinho. As dificuldades encontradas para a realização desses estudos têm exigido avanços em métodos e técnicas científicas. Entre essas novas tecnologias de pesquisa está o uso de veículos de operação remota (minissubmarinos) para obter imagens do fundo marinho. Essa tecnologia já vem sendo utilizada no Brasil, em estudos sobre o fundo oceânico na costa do Ceará.
Uso de veículos remotos no estudo do fundo do mar ista do espaço, a Terra apresenta uma to nalidade azulada, por causa da presença dominante dos oceanos, que cobrem dois terços de sua superfície. Essa caracte rística nos distingue dos outros corpos celestes conhecidos e bem estudados. Chamada de 'planeta azul', a Terra é pro duto casual da evolução do sistema solar, que conferiu a seu terceiro planeta uma situação astronômica ideal e uma configura ção geológica singular, que convergiram para gerar a água, os mares e a vida. O mar esteve, muitas ve zes, ligado ao desenvolvimento das civilizações humanas, que explora ram seus recursos – sejam alimentos (peixes e moluscos) ou produtos básicos (sal) – e o usaram como via de transporte (navegação). Mais recentemente, os ocea nos e os or ganismos que neles vivem têm servido como fonte de fármacos e de energia alternativa.
A exploração do mar teria começado no período Neo lítico, 12 mil anos antes do presente, pois anzóis primitivos encontrados em estudos arqueológicos em áreas costeiras datam dessa época. O mar está presente também em crenças
Leonardo Hislei Uchôa Monteiro e Luis Parente Maia Laboratório de Dinâmica Costeira, Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará
julho de 2010 • CiênCia Hoje • 39 e lendas antigas, como a do grande dilúvio. A invenção das embarcações permitiu a navegação costeira e depois a oceânica, levando ao descobrimento de novas terras. Só na segunda metade do século 20, porém, as novas tecno logias trazidas pelos satélites artificiais possibilitaram o conhecimento da cobertura completa do planeta.
No que se refere ao meio oceânico, as tentativas de re conhecimento do relevo submarino, da dinâmica interna dos mares e de sua comunidade biológica ocorreram suces sivamente, embora de início com resultados modestos ou praticamente nulos. Faltavam as tecnologias adequadas. Não se podem explorar as águas profundas dos oceanos nem as características dos fundos marinhos sem um equipamento altamente especializado. São necessárias novas tecnologias para que os investigadores possam estudar o ambiente, muitas vezes perigoso, do fundo do mar.
Na atualidade, as pesquisas sobre os recursos do mar, minerais ou biológicos, mostram uma nova vertente: o uso de veículos especiais (minissubmarinos) para obter imagens do fundo marinho. Um desses veículos submergíveis de operação remota, mais conhecidos pela sigla VOR (veículo de operação remota), vem sendo utilizado em estudos ma rinhos na costa do Ceará.
A plataforma continental, área do fundo oceânico mais próxima dos continentes, contém valiosos recursos naturais (pescado, petróleo e outros) e, por isso, tem grande im portância ecológica, geológica, econômica e política. Nas últimas décadas, o governo brasileiro tem se esforçado para tentar conhecer todos os recursos vivos e não vivos dessa região. A primeira iniciativa nesse sentido, na década de 1970, foi o Projeto de Reconhecimento Global da Margem Continental (Projeto Remac), centrado basicamente nos recursos não vivos. Na década de 1990, com o Programa de Avaliação do Potencial Sustentável dos Recursos Vivos da Zona Econômica Exclusiva (Programa Revizee), foi ini ciado um levantamento amplo e sistemático dos recursos biológicos do país. A zona econômica exclusiva é a faixa que, seguindo o contorno do litoral, começa a 12 milhas marítimas da costa (2,2 km, limite do mar territorial) e vai até 200 milhas (370,4 km). Nos dois programas, a partici pação de universidades de todo o Brasil foi determinante para a realização dos objetivos propostos.
Minissubmarino (acima e à esquerda), operado remotamente, usado nas pesquisas no mar cearense
40 • CiênCia Hoje • vol. 46 • nº 272 faixas espectrais (luz visível e infravermelho) foram corri gidas e realçadas com filtros especiais e integradas a dados sobre as profundidades da área estudada para gerar um mo delo digital do relevo da plataforma, que permite analisar a geometria das feições submarinas ali existentes.
A distribuição atual dos sedimentos na plataforma con tinental cearense está associada, em primeiro lugar, à ele vação do nível do mar, que ficava cerca de 120 m abaixo do atual no último período de máxima glaciação, entre 2 mil e 14 mil anos atrás. Nessa condição, areias foram de positadas em ambientes de transição, como praias, campos de dunas eólicas e estuários, e estes foram submersos quan do o nível do mar subiu e parcialmente alterados pelo acúmulo de novos sedimentos, agora produzidos por ativi dades biológicas (carbonatos). Portanto, as notáveis diferen ças observadas na plataforma continental cearense, quando esta é dividida em faixas de profundidade, devem se às mudanças das condições geológicas e hidrodinâmicas ocor ridas entre as épocas antigas e as recentes.
Na chamada zona litorânea, com profundidade de até 15 m, predomina a interface entre sedimentos continentais e marinhos. As formas de fundo que ocorrem nessa área são do tipo dunas submersas (sandwaves) ou cordões are
O Instituto de Ciências do Mar (Labomar), da Universi dade Federal do Ceará, participou desses projetos pioneiros e vem, nos últimos anos, ampliando e detalhando os estu dos sobre a cobertura de sedimentos da parcela mais rasa da plataforma continental e da flora e fauna associadas a ela. Essa parcela tem largura média de 60 km, com decli vidade média de 1 m a cada quilômetro (figura 1).
A plataforma vista do espaço
A plataforma continental do Ceará pode ser visualizada com riqueza de detalhes por meio do processamento de imagens do satélite Landsat 7 TM (sigla de thematic mapper, ou mapeador temático). Esse satélite capta imagens em sete diferentes faixas do espectro, uma delas (com comprimen tos de onda entre 450 e 520 nanômetros) com grande capa cidade de penetração nas águas costeiras do Nordeste bra sileiro. Isso ocorre em particular no litoral cearense, entre os municípios de Fortaleza e Icapuí, onde a transparência da água é elevada (figura 2). Imagens do satélite em outras
Figura 1. Mapa do litoral do Ceará, entre os municípios de Fortaleza (capital do estado) e Icapuí. No mar, as variações de cor representam linhas de profundidade da plataforma continental
julho de 2010 • CiênCia Hoje • 41 nosos (sand-ridge) paralelos à costa, forma dos principalmente por areias de quartzo. Na 'zona de manchas' (patchs), entre 15 e 30 m, são observados bancos de algas, como as do gênero Halimeda, cercados por sedi mentos não consolidados oriundos da que bra da própria alga calcária. Essa zona re presenta cerca de 45% da superfície marinha entre o litoral de Fortaleza e Icapuí.
Entre os 30 e 60 m, na zona de cordões arenosos, nota se o desaparecimento dos campos de alga Halimeda e o surgimento de cordões arenosos perpendiculares à costa. Foi observada também a ocorrência de fundo rochoso com pequena camada de sedimentos não consolidados que variam da areia ao cascalho. Nessa área, surgem organismos incrustantes, como esponjas e corais. A descrição dos diversos ambientes traz a certeza de que algumas formas de fundo encontradas são de outras épocas e podem auxiliar em estudos paleoambientais do ambiente marinho raso (figura 3).
Figura 2. Visualização do fundo do mar entre Fortaleza e Icapuí, obtida por meio do processamento de imagens de satélite. Nas áreas mais próximas da costa, a turbidez da água impede a obtenção de imagens do fundo
Figura 3. Modelo tridimensional do litoral entre Fortaleza e Icapuí, baseado nos dados obtidos por meio de imagens de satélite, com a distinção das zonas por ocorrência de formas do fundo marinho
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Mergulhos com o minissubmarino
Uma linha de recife submersa foi encontrada ao norte do município de Icapuí, a cerca de 30 km da costa e a 25 m de profundidade. Esse afloramento tem 12 km de compri mento, algumas dezenas de metros de largura e está em geral alinhado à atual linha de costa. É composto por rocha arenítica, rica em grãos de quartzo, cimentados por uma matriz de carbonatos. O topo desse recife está a 23 m de profundidade e sua base a 27 m. Sua escarpa está voltada para o continente e ele exibe fraturas, causadas pela quebra de partes da rocha decorrente da remoção dos sedimentos de sua base pela ação de correntes marinhas (figura 4).
Outra estrutura rochosa com características idênticas foi encontrada mais ao largo, a 4 m de profundidade. Ambas eram originalmente recifes de praia, indicando que duran te a última elevação do nível do mar, há cerca de 10 mil anos (chamada de transgressão flandriana), ocorreram pelo menos dois períodos intermediários em que esse processo se estabilizou.
Os bancos ou manchas de algas são compostos princi palmente pela espécie Halimeda incrassata, alga calcária que se fixa nos sedimentos arenosos com suas raízes, for mando áreas mais elevadas, cercadas por baixios recobertos de sedimentos areno cascalhosos oriundos da própria Halimeda. Na região da plataforma entre os municípios de Beberibe e Fortim, foram encontradas grandes áreas reco bertas por essas algas verdes, com profundidades de 15 a
Figura 6. Entre os achados do minissubmarino estão (A) nódulos enfileirados cobertos por algas, encontrados em 2007 a 16 m de profundidade e a 12 km da costa de Aquiraz; (B) esponjas, organismos que podem ser indicadores de antigos ambientes marinhos, em profundidades superiores a 40 m; e (C) corais moles e esponjas sobre um fundo rochoso, na área onde termina a plataforma continental cearense, a 50 km da costa de Fortaleza. As imagens foram obtidas, pelo minissubmarino, sob luz natural
Figura 4. Recife submerso registrado pela primeira vez, localizado a uma profundidade de 23 m e a 30 km da costa do município cearense de Icapuí
Figura 5. Bancos de algas calcárias, situados a 20 m de profundidade. Esses bancos são a principal fonte dos sedimentos ricos em carbonatos na plataforma continental do Ceará julho de 2010 • CiênCia Hoje • 43
Sugestões para leitura dias, J. M. a. (2004). A conquista do planeta azul: o início do reconhecimento do oceano e do mundo. universidade do algarve (faro, portugal). livro eletrônico, disponível em (http://w3.ualg.pt/~jdias/Jad/ebooks/ coazul/cpazul_1.pdf).
GuiMarÃes, r. Z. p.; Gasparini, J. l.; ferreira, c. e. l.; rocHa, l. a.; floeter, s. r.; ranGel, c. a. & nunan, G. W. 'peixes recifais brasileiros riqueza desconhecida e ameaçada', in Ciência Hoje nº 168, p. 16, 2001. lindner, a. & KitaHara, M.V. 'pesca e pesquisa no mar profundo. investimento em pesquisa e conservação é fundamental para preservar a vida marinha', in Scientific American Brasil, nº 60, p. 31, 2007.
30 m (figura 5). Pelo conhecimento tradicional, essa área deveria contar a maior riqueza desse litoral: as lagostas. No entanto, nas várias submersões do VOR, que cobriram uma área significativa, apenas em duas ocasiões esse crustáceo foi observado, o que permite concluir que houve redução significativa de sua abundância.
Um dos achados (figura 6) mais intrigantes (não existe descrição anterior) aconteceu em 2007: um banco de algas móveis observado a 16 m de profundidade no município de Aquiraz. São grupos de nódulos arredondados (concre ções) de carbonatos, conhecidos como rodolitos, distribuídos em linhas retas e equidistantes, com algas vermelhas fixadas, formando paisagens semelhantes a hortas. No entanto, uma nova pesquisa no mesmo local, em agosto de 2008, encon trou somente uma planície arenosa com marcas de ondas no fundo.
Em profundidades maiores que 40 m, os bancos de alga
Halimeda desaparecem e dão espaço a grandes planícies de areia, onde ocorrem, de forma isolada, esponjas duras com entre 0,5 e 1 m de altura. Esses locais constituem pequenos ecossistemas marinhos, com a presença de peixes recifais e outros organismos. A ocorrência de esponjas tem grande importância geológica, pois o tipo encontrado revela o tempo ou o ambiente em que surgiram.
O mergulho mais profundo realizado pelo VOR atingiu 60 m de profundidade, o que corresponde ao limite da parte mais rasa da plataforma continental (esta continua mar adentro até a profundidade de 200 m, onde se situa o talude continental, ou seja, a escarpa íngreme que leva às regiões mais profundas do oceano). Em frente ao mu nicípio de Fortaleza, 60 m abaixo da superfície, foi encon trado um fundo rochoso, recoberto por pequena camada de sedimentos, com diversas espécies de esponjas e corais se desenvolvendo.
Perspectivas nas ciências marinhas
O uso de minissubmarinos para estudos do fundo marinho permite visitar uma área maior em cada campanha de pes quisa, além de possibilitar uma visão dinâmica dos hábitats pesquisados. Esse instrumento ajuda a interpretar informa ções obtidas pela tradicional amostragem de pontos e, so mado às técnicas de sensoriamento remoto (por satélite), produz um resultado muito mais preciso.
O VOR mostrou ser um equipamento bastante dinâmico, fácil de utilizar e com resultados relevantes. A partir de sua aplicação em um trecho do litoral podem ser obtidas infor mações como feições e texturas dos sedimentos, estruturas da camada sedimentar (unidirecional ou bidirecional), tipo de transporte de sedimentos (tração, rolamento ou suspen são), velocidade das correntes de fundo e influência das ondas no leito submarino. Sua garra também permite extrair amostras (biológicas, físicas ou sedimentares). Além disso, o uso do VOR diminui o risco de acidentes, por dispensar o mergulho autônomo, sujeito a altas pressões.
O minissubmarino usado no Ceará alcança profundida des de até 150 m, sem necessidade de descompressão ao final da jornada, e pode atuar ininterruptamente por vários dias, inclusive à noite, por ter um sistema autônomo de iluminação do ambiente. Esse equipamento pode ainda ser empregado em trabalhos no campo da engenharia de pesca, como estudos ecológicos de espécies comerciais, análises comportamentais, definição de tipos de malha ou de equi pamento de pesca e estudos de impactos ambientais.
O constante desenvolvimento de novas tecnologias im pulsiona a formação de profissionais especializados, como operadores de VOR, para os quais o mercado de trabalho está aquecido. Isso é consequência das recentes descobertas de petróleo na chamada camada de pré sal, que geraram maior demanda de tecnologia e de profissionais capacitados. No Brasil, a operação de VOR é um novo mercado para profissionais das áreas de oceanografia, ciências ambientais, engenharia naval e afins.
Vistorias ambientais marinhas podem vir a ser um im portante campo de atuação dessa técnica, visando ao mo nitoramento de operações de montagem de equipamentos de exploração e produção de petróleo, de despejos de ma terial de dragagem e de instalação de cabos submarinos, entre outras. Os minissubmarinos também podem ser uti lizados na exploração de naufrágios e em estudos em ecologia marinha, já que o tempo de mergulho com esses veículos é virtualmente ilimitado. Mergulhos repetidos podem ser feitos no mesmo local ou uma grande área pode ser visitada em apenas um dia. O maior número de mergu lhos aumenta a probabilidade de encontrar espécies animais em observações aleatórias, em diversos ambientes (recifes submersos ou bancos de algas), enquanto nos mergulhos autônomos os pesquisadores só visitam pontos já reconhe cidos e ainda pouco estudados. A expectativa geral da utilização do VOR é a compreensão dos ambientes submer sos em sua forma mais ampla, trazendo assim novos aspec tos e temas para as pesquisas nas ciências marinhas. n