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OCEANOGRAFIA QUÍMICA

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Apresentação em tema: "OCEANOGRAFIA QUÍMICA"— Transcrição da apresentação:

1 OCEANOGRAFIA QUÍMICA

2 A BIOTA FOTOSSINTÉTICA A absorção da luz pelos pigmentos fotossintéticos (clorofilas, carotenóides e biliproteínas), contribui significativamente para a atenuação do PAR, a medida que a profundidade aumenta. Torna-se difícil um estudo quantitativo dessa atenuação, uma vez que a concentração total dos pigmentos, e as quantidades relativas de cada um, são afetadas por variáveis ambientais, tais como a concentração dos nutrientes no meio, a intensidade da luz, a distribuição espectral da mesma, etc.

3 FITOPLÂNCTON Os seres vivos existentes nos oceanos podem ser classificados como: PLÂNCTON: São todas as formas pelágicas que se movem arrastadas pelas correntes de água e não por sua própria capacidade de natação. Os termos OCEÂNICO e NERÍTICO têm sido usados de uma maneira geral para descre-ver o plâncton associado com as águas oceânicas e com as águas costeiras respectivamente. NÉCTON: São seres vivos capazes de manter sua posição na coluna dágua e até mesmo mover-se em direção oposta às correntes locais existentes. Como sempre, essa divisão entre plâncton e nécton não é muito precisa, e alguns pequenos peixes, especialmente no estado larval, podem fazer parte da comunidade plantônica, enquanto as maiores espécies de zoooplâncton podem também ser classificados como micronécton.

4 O FITOPLÂNCTON O fitoplâncton é o consumidor mais importante de substâncias inorgânicas dos oceanos e por sua vez é consumido pelo zooplâncton e assim por diante na cadeia alimentar. Portanto, o fitoplâncton é a base da cadeia alimentar dos oceanos; são o primeiro passo na conversão da matéria inorgânica em orgânica. Toda a vida oceânica, com possível exceção das algas intermarés e de certas algas bentônicas, depende da produção primária plantônica. As principais classes de fitoplâncton presentes nos ambientes marinhos são as diatomáceas e os dinoflagelados. Uma classificação da abundância do plâncton baseada na disponibilidade dos nutrientes é usada para descrever os diversos tipos de águas oceânicas. Assim, as águas oceânicas são classificadas como EUTRÓFICAS, MESOTRÓFICAS e OLIGOTRÓFICAS, em ordem decrescente de abundância fitoplantônica (HUTCHINSON, 1969). O termo AUTÓCTONO é empregado para designar qualquer material particulado produzido dentro do ecossistema, enquanto ALÓCTONO é todo material importado pelo ecossistema. A distribuição do fitoplâncton nos oceanos é universal e errática devido às amplas variações das condições ambientais das águas superficiais. Há padrões de distribuição horizontais e verticais.

5 DISTRIBUIÇÃO HORIZONTAL Essa distribuição varia geograficamente dependendo da latitude, das massas dágua e da quantidade de nutrientes. Ela dá origem às zonas biogeográficas, que são paralelas com os graus de latitude, e estão baseadas na temperatura da água. As principais regiões geográficas consideradas na distribuição do plâncton são: Região Tropical: possui águas com uma temperatura maior que 25ºC durante todo o ano. Região Sub-Tropical: possui águas com uma temperatura entre 15º e 30ºC durante todo o ano. Região Sub-Polar: possui águas com uma temperatura entre 5º e 10ºC durante todo o ano. Região Polar: possui águas com uma temperatura entre congelamento e 5 ºC durante todo o ano.

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7 Do ponto de vista de estudos de cadeias alimentares uma das classificações mais utilizadas é aquela que considera estes organismos como material particulado, e classificá- los pelo tamanho. Esta escala é mostrada na tabela abaixo.

8 DISTRIBUIÇÃO VERTICAL A densidade das populações plantônicas varia com a profundidade bem como com a região geográfica. Do ponto de vista da penetração da luz, existem três regiões distintas na coluna dágua: Zona fótica: é a região superior da coluna dágua, onde há a presença de luz em quantidade suficiente para a fotossíntese. Normalmente vai até mais ou menos 80 metros de profundidade, mas pode variar dependendo da época do ano e da latitude. Zona disfótica: é aquela com pouca luz (menos de 1% do total), e se situa entre 80 e 600 metros de profundidade. A luz vai diminuindo gradualmente até se extinguir. Zona afótica: é aquela que está abaixo de 600 metros e não ocorre a presença de luz solar. Nesta região não há fotossíntese e toda a vida marinha depende dos nutrientes que vêm das camadas superiores.

9 FATORES QUE GOVERNAM O CRESCIMENTO DO FITOPLÂNCTON Os fatores mais importantes para o crescimento do fitoplâncton são: luz, disponibilidade de nutrientes inorgânicos e micro-orgânicos, temperatura e influência dos predadores. Os dois primeiros são sem dúvida nenhuma os mais importantes. Ainda que, ocasionalmente, um destes fatores possa ter uma influência predominante para um conjunto de condições, é importante notar que todos são críticos e que a carência de um pode ser responsável pela queda de uma população plantônica determinada. Um fenômeno sazonal que resulta da combinação favorável de três destes fatores é o bloom fitoplantônico da primavera, que ocorre em regiões de médias e altas latitudes. Como a temperatura da água do mar e o fornecimento de nutrientes são, em geral, comparativamente constantes nesta época do ano, o aumento da luz parece ser o fator responsável pelo florescimento do fitoplâncton. Apesar da temperatura também ser um fator critico para a sobrevivência do plâncton, seus efeitos são menos aparentes que os da Iuz ou da disponibilidade de nutrientes. A razão principal para isto é que as condições de temperatura dos oceanos são muito estáveis. A faixa da mudança da temperatura é pequena quando comparada às da luz ou dos nutrientes.

10 SAZONALIDADE MARES TEMPERADOS Nestes mares, as variações sazonais de temperatura, iluminação e disponibilidade de nutrientes nas camadas superficiais produzem uma grande variação na produção primária. No inverno, as camadas superficiais do mar estão perdendo calor para a atmosfera, logo a água superficial está esfriando, se tornando mais densa e portanto afundando (mistura por convecção), sendo substituída pela água que se encontra entre 75 e 200 metros de profundidade, a qual sobe trazendo consigo nitratos, fosfatos e muitos outros nutrientes inorgânicos dissolvidos, para a superfície. No final do inverno esta água superficial atinge a sua temperatura mínima anual e o máximo de concentração em nutrientes. Por outro lado, a iluminação é muito fraca ou mesmo inexistente e conseqüentemente as quantidades de fito e zooplâncton são mínimas, exceto no final do inverno, quando muitos animais começam a desovar para aproveitar o grande aumento na disponibilidade de alimentos que se produzirão na primavera.

11 Na primavera, o aumento da insolação aumenta a temperatura das águas superficiais e a coluna dágua se estabiliza por estratificação térmica. A concentração dos nutrientes no início é alta mas começa rapidamente a decrescer ao ser absorvida pelo fitoplâncton que se multiplica muito rapidamente (bloom primaveril das diatomáceas). Logo a produção primária alcança um valor máximo. O zooplâncton aumenta gradualmente e a medida que isto acontece a população de fitoplâncton diminui (pastoreio). No verão a água esta quente e bem iluminada, porém a concentração de nutrientes na superfície é baixa porque eles foram absorvidos pelo fitoplâncton e quase não há reposição devido a estratificação da coluna dágua. O fitoplâncton em conjunto diminui em quantidade e a produção primária se reduz, devido ao consumo pelo zooplâncton e pela falta de nutrientes inorgânicos. No meio do verão a produção chega a ser maior na camada de descontinuidade ( m) e o zooplâncton atinge o seu máximo anual, diminuindo a seguir.

12 No outono, a superfície da água começa a esfriar, a iluminação diminui e a termoclina começa a se desfazer até finalmente acabar. Então, a mistura conveccional é restabelecida produzindo uma rápida reposição dos nutrientes na camada superficial com o conseqüente aumento da produção primária. Porém este aumento é menor que o da primavera e a mistura vertical dispersa o fitoplâncton para baixo da profundidade crítica; com o avanço do outono e a conseqüente diminuição da luz as quantidades de fito e zooplâncton vão diminuindo gradativamente até atingir os valores invernais.

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14 MARES TROPICAIS Nestes mares a superfície da água está normalmente sempre quente e bem iluminada, ocorrendo a presença de uma termoclina permanente que impede a mistura vertical da camada dágua. Isto vai fazer com que a concentração dos nutrientes inorgânicos na superfície seja baixa e conseqüentemente a produção primária também. Porém a produção ocorre durante todo o ano até a uma grande profundidade (camada eufótica profunda) e com uma taxa de renovação de estoques muito grande. Isto vai resultar numa produção primária anual que chega a ser 5 a 10 vezes maior que a dos mares temperados.

15 ALTAS LATITUDES Nestas regiões a temperatura superficial praticamente não varia durante o ano. Aqui, a iluminação é o fator predominante na regulação da produtividade, e apenas duas estações estão presentes. um longo inverno com quase total ausência de luz e praticamente nenhuma produção primária; um curto período de alta produção, quando a luz torna-se suficientemente forte para propiciar o cresci­mento do fitoplâncton. Este período dura unicamente umas poucas semanas, mas durante uma parte deste tempo a luz é continua praticamente durante 24 horas e isto possibilita um rápido crescimento do fitoplâncton e portanto também do zooplâncton.

16 NUTRIENTES O fitoplâncton tende a produzir densas populações onde os nutrientes inorgânicos são abundantes. Tanto as águas do litoral quanto as neríticas são ricas em nutrientes. Isto é devido ao aporte de nutrientes inorgânicos de origem continental e também porque as os vegetais fotossintéticos podem crescer sobre o fundo destas águas rasas. Estas algas bentônicas morrem e se decompõem, fornecendo alimento tanto para o plâncton como para os animais de fundo. Além disso, a presença dos ventos de mar aberto em muitas áreas costeiras, geram afloramentos de água os quais transportam nutrientes inorgânicos das águas mais profundas para a superfície e para a zona nerítica. Por outro lado, onde existe água descendente devido aos ventos terrais, a alta evaporação ou à convergência, os nutrientes são escassos e a produtividade plantônica é baixa. Os nutrientes que mais comumente provem dos aportes continentais são o silício, os nitratos e os fosfatos. Destes, o fosfato é, sem dúvida o mais importante, como aliás sugere a correlação existente entre o conteúdo local de fosfato e a densidade das populações fitoplantônicas.

17 Contrastando com o que ocorre nas altas e médias latitudes, as camadas superficiais dos mares tropicais e subtropicais são quase sempre deficientes em fósforo, devido ao consumo contínuo deste durante o ano todo, pelas populações permanentes de fitoplâncton. 0 nitrogênio inorgânico está disponível sob três formas: como nitrato, nitrito ou como íon amônlo. A forma mais abundante e mais utilizada pelo fitoplâncton é o nitrato. Em geral as variações de nitrato nos oceanos ocorrem paralelamente à do fosfato e flutuam sazonalmente em resposta a densidade das populações fitoplantônicas.

18 PASTOREIO Ainda que as interações entre as populações das plantas e dos animais sejam difíceis de serem esclarecidas, a taxa de pastoreio do zooplâncton herbívoro é certamente um dos fatores que regula o tamanho da biomassa do fitoplâncton e portanto vai influenciar na taxa da produção primária. A quantidade de zooplâncton epipelágico está mais fortemente relacionada com a quantidade dos nutrientes vegetais presentes na camada superficial do que com o tamanho da massa fitoplantônica, demonstrando portanto como o pastoreio reduz o número de plantas nas águas férteis. A longo prazo, a produção primária de uma área deve determinar o tamanho da produção animal que ela suporta. Um aspecto surpreendente na distribuição do fitoplâncton marinho são as desigualdades observadas nas quantidades e na composição do fitoplâncton em áreas próximas. Um fato que pode caracterizar estas desigualdades é a relação inversa que existe entre as quantidades de fito e zooplâncton que freqüentemente é observada. Onde a quantidade de fitoplâncton é muito grande, geralmente o zooplâncton herbívoro está presente em pequenas quantidades.

19 Todavia, esta aparente relação inversa pode ser devida simplesmente a uma diferença nas velocidades de reprodução e aos efeitos do pastoreio nos estoques do fitoplâncton. Em condições favoráveis o fitoplâncton se reproduz rapidamente produzindo uma alta biomassa. Já a população do zooplâncton aumenta mais lentamente com o conseqüente aumento do pastoreio.

20 O BACTERIOPLÂNCTON A quantidade de bacterioplâncton no mar, geralmente, é máxima na superfície onde eles estão associados com a alta concentração de matéria orgânica existente. A concentração decresce com a profundidade, só aumentando em locais ricos em sedimentos orgânicos ou próximo às termoventes. Geralmente o bacterioplâncton presente na coluna dágua é aeróbico, mas aqueles que habitam as regiões detríticas são anaeróbicos. O bacterioplâncton não tem uma contribuição significativa para a biomassa total da matéria orgânica particulada, mas em associação com os detritos eles podem formar uma apreciável reserva orgânica durante o período de baixa densidade fitoplantônica. Têm um papel muito importante na reciclagem do material orgânico que deve voltar à cadeia alimentar.

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