TED e Oceanografia

TED - Technology, Entertaining, Design - é uma pequena organização sem fins lucrativos devotada a difundir idéias (Ideas Worth Spreading). O portal da TED disponibiliza videos com duração média de 20min, onde conferencistas de peso, nas mais diversas áreas, apresentam suas idéias. Várias palestras da área de Oceanografia estão disponíveis, a maior parte delas com legendas em portugues. Abaixo estão três exemplos do que é realmente Oceanografia no melhor estilo:

Peter Tyack do  Woods Hole Oceanographic Institution  fala sobre o som no ambiente marinho e mostra como as baleias utilizam o som para se comunicar através de centenas de quilometros nos   oceanos.

 John Delaney da Universidade de Washington mostra como uma rede de câmeras e sensores de alta definição  transformarão o oceano em um laboratório global interativo - gerando uma explosão de dados nunca antes vista.

Barbara Block da Universidade de Stanford fala sobre o comportamento dos atuns e outros peixes  como resultado de suas pesquisas utilizando "tracking devices".

 

Dica: no canto inferior esquerdo, clique em "View Subtitles" e escolha o idioma da legenda

Geologia Atrai os Cientistas Menos Brilhantes ????

Harold Urey, ganhador do prêmio nobel de química de 1934, em uma carta ao administrador associado da NASA, George Mueller (ano 1969) assim se referiu aos geólogos:

"You have turned heavily to geologists. I know of some great, brilliant geologists, but mostly they are a second rate lot... We all know that geology attracts the less brilliant type of scientists." (Fonte: Mackenzie, D. 2003. The Big Splat or How the Moon Came to Be)

 

Não existe Prêmio Nobel na área das Geociências (Geologia-Geofísica-Oceanografia). Quando o prêmio foi criado em 1901, estas áreas ainda não constituiam profissões formalizadas. De qualquer maneira a provocação é interessante para nos fazer refletir sobre as contribuições que as Geociências trouxeram para a humanidade.

Titanlogia Marinha e Costeira

Titã é a maior lua de Saturno e o único satélite natural conhecido no sistema solar que possui uma atmosfera e substâncias líquidas em sua superfície. Possui um núcleo à base de silicatos e um manto e crosta de gelo (principalmente água). Sua atmosfera é constituída por 90% de nitrogênio e o resto em grande parte é metano. O problema é que a temperatura superficial de Titã  é de -179 graus centígrados e portanto água não pode existir seja na fase gasosa seja na fase líquida.

Titã (Fonte:http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA09034)

A "hidrosfera" (ou alcanosfera) de Titã é constituída de hidrocarbonetos (metano e etano). A chuva, os lagos e os rios de Titã são portanto de metano. A areia de suas dunas é também constituída por grãos de hidrocarbonetos ou fragmentos de gelo recobertos por hidrocarbonetos.

Imagem de radar com padrões de drenagem dendríticos e pelo menos um canal meandrante (lado esquerdo da imagem), escavados por rios de metano (Fonte: http://saturn.jpl.nasa.gov/science/index.cfm?SciencePageID=73)

Superfície de Titã - Areia e "Rochas" (10-15 cm de diâmetro) cobrem a superfície de um possível canal de drenagem. A areia é constituída de hidrocarbonetos.  As "rochas de gelo (mistura de água e hidrocarbonetos). O arredondamento das "rochas" é indicativo de transporte (Fonte: http://saturn.jpl.nasa.gov/photos/imagedetails/index.cfm?imageId=1881)

Imagem de radar colorizada de lagos de metano na região polar norte de Titã, onde se concentram as precipitações. Fonte http://saturn.jpl.nasa.gov)

Além de obviamente interessante, o que é que este tema tem a ver com Geologia Marinha e Costeira?. Tem muito mais a ver do que imaginamos a primeira vista. 


David M. Rubin (USGS - Divisião de Geologia Marinha e Costeira) e Patrick A. Hesp (Louisina State University) publicaram, na Nature Geosciences no ano passado (2009) um trabalho muito interessante e controverso sobre as dunas longitudinais em Titã ("Multiple origins of linear dunes on Earth and Titan". P. Hesp editou recentemente junto com S. Dillenburg (UFRS) o livro Geology and Geomorphology of Holocene Coastal Barriers of Brazil (link). D. Rubin é famoso pelo seu trabalho com  animações de formas de leito e estruturas sedimentares resultantes (link). Estes autores propuseram, usando como análogos terrestre os campos de dunas da Qaidam Basin, China, que as dunas de Titã são formadas por sedimentos com características coesivas, e ventos unidirecionais. Esta nova abordagem  tem implições significativas em relação à composição, origem, evolução, tamanho do grão, padrões globais de transporte, velocidade e direção do vento, além da "umidade" na superficie de Titã. Este aspecto não havia ainda sido considerado pelos cientistas planetários, que sempre utilizaram como análogo moderno os campos de dunas longitudinais da Namibia, estes sim constituídos exclusivamente de material arenoso não coesivo com variação sazonal na direção dos ventos (link).  

Dunas longitudinais na Quaidam basin, China, constituídas por sedimentos que apresentam elevados teores de lama e sal (Fonte: Google Earth)

Dunas longitudinais na Qaidam Basin, China (Foto de campo) (Fonte: Rubin & Hesp: Multiple origins of linear dunes on Earth and Titan)

Imagem de Radar de dunas longitudinais na região equatorial de Titã (Fonte: http://saturn.jpl.nasa.gov/science/index.cfm?SciencePageID=73). Supostamente estas dunas são constituídas, por grãos de hidrocarbonetos e estão restritas à região equatorial, onde ocorrem menores teores de "umidade". Compare com as dunas na China.

Ciclo do Metano em Titã (Fonte: Lunine & Lorenz 2009)

Finalmente a primeira missão oceanográfica extraterrestre poderá ocorrer no ano de 2022. Trata-se do projeto Titan Mare Explorer (TiME), da Dra. Ellen Stofan que se aprovado pela NASA, pretende investigar o ciclo do metano, determinar a profundidade dos mares de metano, as características de suas linhas de costa, mares etc. (para mais detalhes use este link). O alvo principal é o Mare Ligeia tendo ainda como alvo secundário o Mare Kraken (veja imagem abaixo), ambos situados na região polar norte de Titã.

Representação artística de um lago de metano em Titã (Fonte: Image credit: Steven Hobbs (Brisbane, Queensland, Australia). Uma curiosidade: estima-se que o volume de hidrocarbonetos em Titã seja duas ordens de magnitude maior que todas as reservas de óleo e presentes na Terra.

Localização dos mares Ligeia e Kraken (Fonte: Map of the liquid bodies in the north polar region of Titan)

É interessante notar que as comunidades de Geologia Marinha e Costeira e de Oceanografia podem não apenas contribuir para a compreensão de processos em outros corpos celestes, mas também se beneficiar dos dados e informações que estão sendo geradas (p. ex. o trabalho de Rubin & Hesp). Do mesmo modo, a discussão sobre mudanças climáticas, aquecimento global e tectônica de placas pode ser muito enriquecida pelos dados que tem sido gerados em outros planetas (como Marte, por exemplo), ajudando a melhor contextualizar o conhecimento e a estabelecer teorias de caráter mais universal para os processos planetários e até mesmo terrestres, como a sedimentação eólica, a dinâmica de fluidos, processos fluviais e mega-inundações dentre outros.

Infelizmente leva tempo para estas informações percolarem até os currículos escolares, principalmente nesta parte do mundo. Perde-se assim uma excelente oportunidade se estimular a imaginação e criatividade dos estudantes.


Links de Interesse:
http://eternosaprendizes.com/tag/titan/
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8409052.stm

Erupção Vulcânica Submarina

Imagem e  filmagem espetaculares de uma erupção submarina, divulgadas ontem pela National Science Foundation do "West Mata Volcano". A erupção foi descoberta em maio passado a uma profundidade de 1200 metros no Oceano Pacífico em uma área limitada por Fiji, Tonga e Samoa (Créditos: National Science Foundation and National Oceanic and Atmospheric Administration). Divirtam-se pois são realmente muito interessantes

Explosão com arremesso de cinza vulcânica e rocha, com lava brilhando abaixo. Credito: NSF/NOAA

Para mais informações acesse este link

Paisagem do Fundo Marinho da Bacia de Campos

A impressionante imagem abaixo representa a paisagem do fundo marinho da Bacia de Campos.

Este modelo digital do relevo marinho é resultado da integração de dados de 37 projetos sísmicos 3D e de 12 levantamentos de batimetria multi-feixe e foi preparado pelo Grupo de Geologia Marinha da Petrobrás.

Fonte: Modelo digital da geomorfologia do fundo oceânico da Bacia de Campos. Autores: Simone Schreiner, Mariana Beatriz Ferraz Mendonça de Souza e Joana Paiva Robalo Migliorelli. B. Geoci. Petrobras, Rio de Janeiro, v. 16, n. 1, p. 157-160, nov. 2007/maio. 2008. (link)

"A margem continental da Bacia de Campos apresenta uma geomorfologia em grande parte controlada pela tectônica salífera subjacente e pela geometria deposicional do Mioceno Superior. Sua construção resulta das variações do nível do mar , da atuação de correntes de contorno, da remobilização de sedimentos, da geologia estrutural e da implantação de sistemas turbidíticos associados a sistemas fluviais no continente. Por meio de uma sistemática de amostragem e datação do fundo marinho, através de piston cores, constatou-se que esta geomorfologia representa uma visão do final do Pleistoceno, e que a elevação do nível do mar durante o Holoceno interrompeu a quase totalidade dos processos atuantes na área" (trecho do texto de Schreiner et al 2008)

O Brasil Além das 200 milhas

Na semana passada tive a oportunidade de assistir a uma interessante palestra do Cmte. Alexandre Tagore (Presidente da Comissão de Limites da Plataforma Continental) sobre os aspectos jurídicos da delimitação da nossa Plataforma.

Cmte. Alexandre Tagore (Foto:DHN)

A Convenção das Nações Unidas sobre o Direito do Mar (CNUDM ou UNCLOS em inglës) define os conceitos de mar territorial,  zona contígua, zona econômica exclusiva (ZEE) e plataforma continental (para mais detalhes use este link):

Mar Territorial (MT) – largura de 12 milhas náuticas (m.m.) contadas a partir das linhas de base (+/- linha de costa). A soberania do Estado costeiro (p. ex. O Brasil) neste espaço é irrestrita, sendo um espaço marítimo em continuação ao seu território. Observar que o mar territorial brasileiro de 200 m.m. – instituído pelo Decreto-lei nº 1.098, de 25 de março de 1970 – passou a ser de 12 m.m., com a vigência da Lei nº 8.617.

Zona Contígua (ZC) – seu limite é uma faixa de 24 milhas náuticas contadas a partir das linhas de base.  A jurisdição do Estado costeiro neste espaço é limitada a evitar e reprimir agressões aos seus regulamentos aduaneiros, fiscais, de imigração ou sanitários.

Zona Econômica Exclusiva (ZEE) – seu limite é de 200 milhas contadas a partir das linhas de base. Neste espaço o estado costeiro tem direitos de soberania para fins de  exploração e aproveitamento, conservação e gestão dos recursos naturais, vivos ou não vivos das águas sobrejacentes ao leito do mar, do leito do mar e seu subsolo.

Plataforma Continental (PC) - compreende o leito e o subsolo das áreas submarinas que se estendem além do  mar territorial, até a borda exterior da margem continental, ou até uma distância de 200 milhas marítimas das linhas de base, nos casos em que a borda exterior da margem continental não atinja essa distância. O limite da PC além das 200 milhas é definido por meio de dois critérios alternativos: (i) até a distância de 60 m.m. do pé do talude continental; ou (ii) até o local onde a espessura das rochas sedimentares corresponda a 1% da distância deste local ao pé do talude continental. Obs: os limites exteriores da plataforma continental não poderão ultrapassar 350 m.m. das linhas de base ou 100 milhas da isóbata de 2.500 metros.

Na PC o Estado costeiro possui direitos de  soberania no que diz respeito ao aproveitamento e exploração dos recursos naturais do solo e subsolo marinho (em especial os recursos minerais e não vivos do leito do mar).

Fonte: Souza (1990)

O Brasil, como resultado do projeto LEPLAC (Programa de Levantamento da Plataforma Continental Brasileira),  apresentou à sua proposta de limites da PC em 17 de maio de 2004 (abaixo - clique na imagem para ampliar). As áreas em laranja foram questionadas pela comissão de limites da Plataforma Continental da ONU.

Fonte: Marinha do Brasil - DHN

Estes questionamentos ocorrem porque os limites da PC não são arbitrários com é o caso da ZEE ou do MT, mas se baseiam em critérios batimétricos-geológicos relacionados à fisiografia e à espessura de sedimentos. Sua delimitação depende portanto de levantamentos batimétricos e geológicos-geofísicos. Para responder a estes questionamentos o Governo Brasileiro contratou a empresa Gardline Marine Sciences, que deverá levantar cerca de 50.000 km de linhas de sísmica mono e multicanal e batimetria multi-feixe, ao longo da margem continental brasileira (Projeto de Lei nº 47/08-CN, que concedeu ao Ministério da Defesa crédito especial no valor de R$ 167,4 milhões para esta finalidade). Este dados servirão de subsídio para responder aos questionamentos apresentados.

M/S Surveyor - da Gardline Marine Services que deverá realizar o levantamento no periodo Maio2009-Maio2010

Em relação ao pré-sal, podem ficar descansados, as jazidas petrolíferas estão contidas na ZEE (veja abaixo):

As jazidas petrolíferas do pré-sal estão contidas na ZEE

Geologia e Geofísica Marinha, Arqueologia e Granulados

Doggerland é o nome de uma extensa planície que existiu no mar do Norte, conectando a Inglaterra ao resto da Europa e que foi completamente inundada durante a subida do nivel do mar após o último máximo glacial (aprox. 20.000 anos atrás). 

Fonte: Spinney, L. 2008. Archaeology: The Lost World. Nature 454, 151-153. doi:10.1038/454151a

No início do século passado embarcações de pesca recuperaram em suas redes, restos de animais terrestres,  ferramentas líticas e instrumentos de caça e pesca, datados do Mesolítico. Este termo é utilizado para designar um periodo da pré-história que se inicia por volta de 10.000 anos e se encerra com o aparecimento da agricultura. 

Doggerland foi objeto de uma ambicioso projeto de mapeamento do fundo e sub-fundo marinho denominado de The North Sea Palaeolandscape Project, que cobriu uma área de cerca de 23.000 km2 do assoalho marinho. O projeto foi financiado pelo com recursos do Aggregates Levy Sustainability Fund, criado especificamente para lidar com problemas decorrentes da extração de agregados do fundo marinho (uma taxa  de £1.60 por tonelada é cobrada na venda dos granulados).

Este foi um projeto pioneiro e fascinante, exemplo de uma investigação verdadeiramente interdisciplinar envolvendo arqueólogos, geólogos e geofísicos marinhos e a indústria de extração de agregados. A PGS – Petroleum Geo-Services cedeu uma série de levantamentos de sísmica 3-D realizados na região, dos quais foram extraídos os primeiros milisegundos. Estes dados sísmicos, integrados a dados arqueológicos e geológicos, permitiram reconstruir a paisagem de Doggerland antes de sua inundação pela subida do nível do mar durante o Holoceno, e escolher alvos para trabalhos futuros de prospecção arqueológica.

Cubo sísmico ilustrando relações crono-estratigráficas entre feições Holocênicas e mais antigas

(Fonte: The North Sea Palaeolandscape Project)

Quem tiver interesse pode fazer o "download" de um arquivo kml e visualizar diretamente no Google Earth, a paisagem reconstruida (use estes dois links:  link1  e  link2).

Eu tive a oportunidade de ler dois livros que resultaram deste projeto. Excelentes relatos de um estudo de caso mostrando a interação entre a Geologia e a Geofísica Marinha, a Arqueologia, a Indústria de Granulados Marinhos e a Indústria do Petróleo:

No Brasil ainda não temos uma indústria de extração de granulados marinhos ativa. A CPRM (Serviço Geológico do Brasil) vem desenvolvendo um projeto de mapeamento de granulados marinhos em algumas áreas selecionadas da plataforma continental brasileira. 

A arqueologia subaquática brasileira (veja o site do CEANS - Centro de Estudos de Arqueologia Náutica e Sub-Aquática) tem se preocupado com a preservação dos sítios de naufrágios na costa brasileira. Porém até onde eu sei não existem projetos em desenvolvimento no Brasil com a abordagem utilizada em Doggerland.

Por volta de 10.000 anos atrás, no início do Holoceno, nossa plataforma continental, principalmente na região nordeste do Brasil, estava completamente exposta (veja figura abaixo). Nesta época o homem já havia chegado à América do Sul. É portanto razoável supor que uma parte do registro arqueológico do nosso homem pre-histórico esteja soterrada nos paleo-estuários que cortavam nossa plataforma naquela época.

Links Relacionados:

BMAPA - British Marine Aggregate Producers Association

MALSF - The Marine Aggregate Levy Sustainability Fund

Seabed Prehistory Project - Wessex Archaeology

O Banco de Santo Antônio

O Banco de Santo Antônio situado próximo à entrada da Baía de Todos os Santos, já era mencionado no ano de 1531 por Pero Lopes de Souza, em seu diário de navegação (grafado em vermelho):

“Domingo, 13 dias de Março, pola menhã éramos de terra quatro légoas e como nos achegámos mais a ela reconhecemos ser a Bahia de Todolos Santos, e ao meio dia entrámos nela faz a entrada norte sul. Tem três ilhas, ua ao sudoeste e outra ao norte e outra ao noroeste, do vento sul-sudoeste é desabrigada. Na entrada tem sete, oito braças de fundo. Há lugares pedra, há lugares arêa. E assi tem o mesmo fundo dentro na baía, onde as naos surgem. Em terra, na ponta do padrão, tomei o sol em 13 graos e um quarto. Ao mar da ponta do padrão se faz ua restinga d’arêa e há lugares de pedra. Entre ela e a ponta podem entrar naos, no mais baixo da dita restinga há braça e mea. Aqui estivemos tomando ágoa e lenha e corregendo as naos que dos temporaes que nos dias passados nos deram vinham desaparelhadas”. Diário de navegação de Pero Lopes de Souza (1530-1532).

Acredito que o trecho marcado em vermelho acima refere-se ao banco, uma vez que restinga é definida com uma língua de areia ou de pedra, aflorante ou não, que partindo do litoral se prolonga para o mar. De fato o banco é muito raso e força inclusive a rebentação das ondas durante as frentes frias. (quem tiver alguma outra interpretação entre no circuito)

As descrições do Banco de Santo Antônio e sua constituição são variadas, alguns até falam que esta estrutura é formada por corais, outros que se trata de parte do delta de maré vazante associado à saída da Baía de Todos os Santos. Muitas vezes ainda é referido como o famigerado Banco de Santo Antônio, pelos naufrágios que já causou.

A cobertura do Banco é essencialmente arenosa. Próximo à Ponta do Padrão (Farol da Barra) dunas hidráulicas são comuns devido à presença de correntes de maré mais intensas.

Este é uma registro com o perfilador de fundo, perpendicular ao Banco e orientado Oeste-Leste. Espaçamento entre as linhas tracejadas horizontais - 50m. Espaçamento entre as linhas tracejadas verticais - 10m.


"Tidal Sand Ridges" estão presentes no topo do banco (áreas alongadas em azul escuro na carta náutica) e são visiveis durante sobrevoos e imagens de satélite. Os dados mais recentes que dispomos, fruto de levantamento com perfilador de sub-fundo, sonar de varredura lateral e coleta de amostras superficiais sugerem que o Banco pode até mesmo ter uma origem estrutural (alto do embasamento ???) com uma cobertura de areia. É preciso entretanto esperar ainda um pouco mais até concluirmos esta pesquisa.