OCEANOGRAFIA: HISTÓRIA, CAMPO DE ESTUDO, RAMOS E PESQUISA - CIÊNCIA - 2025

A oceanografia é a ciência que estuda os oceanos e mares nos seus aspectos físicos, químicos, geológicos e biológicos. O conhecimento dos oceanos e mares é essencial, pois segundo as teorias aceitas os mares são o centro de origem da vida na Terra.

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

Embarcação oceanográfica e veículo autônomo, em Lorne, Escócia. Fonte: StifynTonna, do Wikimedia Commons

Começou a se desenvolver a partir da Grécia Antiga com as obras de Aristóteles. Mais tarde, no século 17, Isaac Newton realizou os primeiros estudos oceanográficos. A partir desses estudos, vários pesquisadores deram contribuições importantes para o desenvolvimento da oceanografia.

A oceanografia é dividida em quatro ramos principais de estudo: física, química, geologia e biologia marinha. Juntos, esses ramos de estudo nos permitem abordar de forma abrangente a complexidade dos oceanos.

A pesquisa mais recente em oceanografia enfocou os efeitos das mudanças climáticas globais na dinâmica dos oceanos. Da mesma forma, o estudo dos ecossistemas presentes nas fossas marinhas tem sido de interesse.

História

O começo

Desde a sua origem, o ser humano se relaciona com os mares e oceanos. Suas primeiras abordagens para entender o mundo marinho foram práticas e utilitárias, já que era uma fonte de alimentos e canais de comunicação.

Os marinheiros estavam interessados ​​em fixar as rotas marítimas por meio da elaboração de cartas de navegação. Da mesma forma, no início da oceanografia era de grande relevância conhecer o movimento das correntes marinhas.

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

Alguns dos primeiros estudos teóricos oceanográficos devem-se a Newton (1687) e Laplace (1775), que estudaram as marés superficiais. 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 realizar levantamentos da biota marinha em diferentes profundidades. Assim, fui capaz de determinar que os organismos estavam distribuídos de forma diferente nesses níveis.

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

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

Mathew Fontaine. Fonte: Maury Brendann, via Wikimedia Commons

Nesse período, expedições marítimas começaram a ser organizadas com fins científicos. O primeiro deles foi o do navio inglês HMS Challenger, comandado pelo escocês Charles Wyville Thomson. Esta embarcação navegou de 1872 a 1876, e os resultados nela obtidos estão contidos em uma obra de 50 volumes.

Século XX

Durante a Segunda Guerra Mundial, a oceanografia teve grande aplicabilidade para planejar a mobilização de frotas e desembarques. Daí surgiram pesquisas sobre dinâmica de ondas, propagação do som na água, morfologia costeira, entre outros aspectos.

Em 1957 foi celebrado o Ano Geofísico Internacional, que teve grande relevância na promoção dos 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 uma expedição submarina conjunta foi realizada entre a Suíça e os Estados Unidos; o batiscafo (pequeno barco de mergulho) Trieste atingiu a profundidade de 10.916 metros na Fossa das Marianas.

Bathyscaphe Trieste. Fonte: Ver página do autor, via Wikimedia Commons.

Outra importante expedição subaquática foi realizada em 1977 com o submersível Alvin dos Estados Unidos. Esta expedição permitiu descobrir e estudar prados hidrotermais de alto mar.

Por fim, vale destacar o papel do Comandante Jacques-Yves Cousteau no conhecimento e divulgação da oceanografia. Cousteau dirigiu o navio oceanográfico francês Calypso por muitos anos, onde inúmeras expedições oceanográficas foram realizadas. Da mesma forma, no campo informativo, foram filmados diversos documentários que compuseram a série conhecida como The Underwater World de Jacques Cousteau.

Campo de estudo

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

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

Existem três grandes oceanos no planeta; o Pacífico, Atlântico e Índico. Esses oceanos são interconectados e separam grandes regiões continentais. O Atlântico separa a Ásia e a Europa da América, enquanto o Pacífico separa a Ásia e a Oceania da América. O Oceano Índico 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 m e termina em um declive acentuado que se conecta com o fundo do mar.

O fundo oceânico apresenta montanhas com altura média de 2.000 m (cristas) e sulco central. Daí vem o magma proveniente da astenosfera (camada interna da Terra formada por materiais viscosos), que se deposita e forma o fundo do oceano.

Ramos da oceanografia

A oceanografia moderna é subdividida em quatro ramos de estudo. No entanto, o ambiente marinho é altamente integrado e, portanto, os oceanógrafos gerenciam essas áreas sem se tornarem excessivamente especializados.

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 dos oceanos e 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 as massas de água. Além disso, inclui o movimento das correntes oceânicas em diferentes escalas.

Oceanografia química

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

Da mesma forma, 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

Este ramo é responsável pelo estudo do substrato oceânico, incluindo suas camadas mais profundas. São abordados os processos dinâmicos deste substrato e sua influência na estrutura do fundo do mar e das costas.

A geologia marinha investiga a composição mineralógica, estrutura e dinâmica das diferentes camadas oceânicas, especialmente aquelas relacionadas às atividades vulcânicas submarinas e os fenômenos de subducção envolvidos na deriva continental.

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

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

Os estudos de prospecção geológica do fundo do mar estão permitindo a exploração de campos offshore, principalmente de gás natural e petróleo.

Oceanografia biológica ou biologia marinha

Este ramo da oceanografia estuda a vida marinha, pois abrange todos os ramos da biologia aplicada ao meio marinho.

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

Recifes de coral nas Ilhas Andaman (Índia) Ritiks, do Wikimedia Commons

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

• Oceanografia pelágica: concentra-se no estudo dos ecossistemas presentes em águas abertas, distantes da plataforma continental.
• Oceanografia nerítica: são levados em consideração organismos vivos presentes em áreas próximas à costa, dentro da plataforma continental.
• Oceanografia Bentônica: refere-se ao estudo dos ecossistemas encontrados na superfície do fundo do mar.
• Oceanografia demersal: são estudados organismos vivos que vivem perto do fundo do mar em áreas costeiras e dentro da plataforma continental. Uma profundidade máxima de 500 m é contemplada.

Pesquisa recente

Oceanografia física e mudanças climáticas

Pesquisas recentes incluem aqueles que avaliam os efeitos das mudanças climáticas globais na dinâmica dos oceanos. Por exemplo, descobriu-se que o principal sistema de correntes oceânicas (a corrente do Atlântico) está alterando sua dinâmica.

Sabe-se que o sistema de correntes marinhas é gerado por diferenças na densidade das massas de água, principalmente determinadas pelos gradientes de temperatura. Assim, as massas de água quente são mais leves e permanecem nas camadas superficiais, enquanto as massas frias afundam.

No Atlântico, as massas de água quente movem-se para o norte do Caribe pela Corrente do Golfo e, à medida que se movem para o norte, esfriam e afundam, retornando ao sul. De acordo com o editorial da revista Nature (556, 2018), esse mecanismo desacelerou.

Sugere-se que a desaceleração do sistema atual se deva ao degelo causado pelo aquecimento global. Isso faz com que o abastecimento de água doce seja maior e a concentração de sais e a densidade da água sejam alteradas, afetando o movimento das massas de água.

O fluxo das correntes contribui para a regulação da temperatura mundial, distribuição de nutrientes e gases, e sua alteração tem sérias consequências 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 sobre a vida marinha.

Os níveis de CO ₂ na atmosfera aumentaram acentuadamente nos últimos anos devido ao alto consumo de combustíveis fósseis por diversas atividades humanas.

Esse CO _{2 se} dissolve na água do mar, gerando uma diminuição no pH dos oceanos. A acidificação dos oceanos está afetando negativamente a sobrevivência de muitas espécies marinhas.

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

Geologia marinha

Este ramo da oceanografia investigou o movimento das placas tectônicas. Essas placas são fragmentos da litosfera (camada externa rígida do manto terrestre) que se movem sobre a astenosfera.

Uma pesquisa recente de Li e colegas publicada em 2018 descobriu que grandes placas tectônicas podem se originar da fusão de placas menores. Os autores fazem uma classificação dessas microplacas com base em sua origem e estudam a dinâmica de seus movimentos.

Além disso, eles descobriram que há 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 marcantes da biologia marinha foi a presença de organismos em fossas marinhas. Um desses estudos foi realizado na trincheira das Ilhas Galápagos, mostrando um ecossistema complexo onde numerosos invertebrados e bactérias estão presentes (Yong-Jin 2006).

As trincheiras marinhas 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 quimiossintéticas autotróficas. Esses organismos fixam o CO ₂ do sulfeto de hidrogênio obtido das fontes hidrotermais.

As comunidades de macroinvertebrados que habitam águas profundas são altamente diversificadas. Além disso, propõe-se que a compressão desses ecossistemas fornecerá informações relevantes para elucidar a origem da vida no planeta.

Referências

1. Albright et al. (2017). A reversão da acidificação do oceano aumenta a calcificação líquida do recife de coral. Nature 531: 362-365.
2. Caldeira K e ME Wickett (2003) Carbono antropogênico e pH oceânico. Nature 425: 365-365
3. Editoral (2018) Observe o oceano. Nature 556: 149
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10. Yong-Jin W (2006) Deep-sea Hydrothermal vents: ecologia e evolução J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.