Quais são os poços oceânicos?
Os poços oceânicos são abismos no fundo do mar que são formados como resultado da atividade das placas tectônicas da Terra, que ao convergir um é empurrado para baixo do outro.
Essas depressões longas e estreitas em forma de V são as partes mais profundas do oceano e são encontradas em todo o mundo, atingindo profundidades de cerca de 10 quilômetros abaixo do nível do mar.
No Oceano Pacífico estão os poços mais profundos e fazem parte do chamado "Anel de Fogo", que também inclui vulcões ativos e zonas de terremotos.
O poço oceânico mais profundo é a Mariana Trench, localizada perto das Ilhas Marinas, com mais de 1.580 milhas ou 2.542 quilômetros, 5 vezes mais longa que o Grand Canyon no Colorado, Estados Unidos, e em média apenas 43 milhas ( 69 quilômetros) de largura.
Lá, o Challenger Abyss está localizado, que a 10.911 metros é a parte mais profunda do oceano. Da mesma forma, os túmulos de Tonga, Kuriles, Kermadec e Filipinas são mais de 10.000 metros de profundidade.
Em comparação, o Monte Everest tem uma altura de 8.848 metros acima do nível do mar, o que significa que a Fossa das Marianas, em sua parte mais profunda, tem mais de 2.000 metros de profundidade.
Os poços oceânicos ocupam a camada mais profunda do oceano. A pressão intensa, a falta de luz solar e as temperaturas frias deste lugar fazem deste um dos habitats mais originais da Terra.
Como as trincheiras oceânicas são formadas?
Os poços são formados por subducção, um processo geofísico no qual duas ou mais placas tectônicas da Terra convergem e as mais antigas e mais densas são empurradas sob a placa mais leve causando o fundo do mar e a crosta externa (a litosfera) curva e forma um declive, uma depressão em forma de V.
Zonas de subducção
Em outras palavras, quando a borda de uma placa tectônica densa encontra a borda de uma placa tectônica menos densa, a placa mais densa se inclina para baixo. Este tipo de limite entre as camadas da litosfera é chamado de convergente. O lugar onde a placa mais densa é subduzida é chamado de zona de subducção.
O processo de subducção torna os poços dinâmicos em elementos geológicos, sendo responsável por uma parte significativa da atividade sísmica da Terra e freqüentemente são o epicentro de grandes terremotos, incluindo alguns dos maiores terremotos registrados.
Algumas trincheiras oceânicas são formadas por subducção entre uma placa que contém uma crosta continental e uma placa com uma crosta oceânica. A crosta continental sempre flutua mais que a crosta oceânica e esta última sempre será subduzida.
As trincheiras oceânicas mais conhecidas são o resultado deste limite entre as placas convergentes. A trincheira Peru-Chile, na costa oeste da América do Sul, é formada pela crosta oceânica da placa de Nazca, subductada sob a crosta continental da placa sul-americana.
A fossa Ryukyu, que se estende do sul do Japão, é formada de tal forma que a crosta oceânica da placa filipina subducta-se sob a crosta continental da placa eurasiana.
Raramente poços oceânicos podem ser formados quando duas placas com crosta continental se encontram. A Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico Sul, é formada quando a imponente placa do Pacífico é subduzida sob a menor e menos densa placa das Filipinas.
Em uma zona de subducção, parte do material fundido, que antes era o fundo do mar, é normalmente levantado através de vulcões localizados perto do poço. Os vulcões freqüentemente criam arcos vulcânicos, uma ilha de cadeia montanhosa que fica paralela ao poço.
A Fossa Aleuta é formada onde a placa do Pacífico subducta sob a placa norte-americana na região ártica entre o estado do Alasca nos Estados Unidos e a região russa da Sibéria. As Ilhas Aleutas formam um arco vulcânico que sai da Península do Alasca e ao norte da Trincheira Aleutiana.
Nem todas as trincheiras oceânicas estão no Pacífico. A fossa de Porto Rico é uma depressão tectônica complexa que é parcialmente formada pela zona de subducção das Pequenas Antilhas. Aqui, a crosta oceânica da enorme placa da América do Norte é submersa sob a crosta oceânica da menor placa caribenha.
Por que as trincheiras oceânicas são importantes?
O conhecimento das trincheiras oceânicas é limitado devido à sua profundidade e localização remota, mas os cientistas sabem que eles desempenham um papel significativo em nossa vida no continente.
Grande parte da atividade sísmica da Terra ocorre em zonas de subducção, o que pode ter um efeito devastador nas comunidades costeiras e ainda mais na economia global.
Os terremotos no fundo do mar gerados em zonas de subducção foram responsáveis pelo tsunami no Oceano Índico em 2004 e pelo terremoto de Tohoku e tsunami no Japão em 2011.
Ao estudar as trincheiras oceânicas, os cientistas podem entender o processo físico de subducção e as causas desses devastadores desastres naturais.
O estudo dos poços também dá aos pesquisadores uma compreensão das novas e diversas formas de adaptação de organismos das profundezas do mar ao seu ambiente, que podem ser a chave para os avanços biológicos e biomédicos.
Estudar como os organismos de águas profundas se adaptaram à vida em seus ambientes adversos pode ajudar a melhorar o entendimento em muitas áreas diferentes de pesquisa, desde tratamentos para diabetes até o aprimoramento de detergentes.
Pesquisadores já descobriram micróbios que habitam aberturas hidrotermais no abismo marinho que têm potencial como novas formas de antibióticos e drogas para o câncer.
Tais adaptações também podem ser a chave para entender a origem da vida no oceano, à medida que os cientistas examinam a genética desses organismos para reunir o quebra-cabeça da história de como a vida se expande entre ecossistemas isolados e, por fim, através de os oceanos do mundo.
Pesquisas recentes também revelaram quantidades inesperadas e grandes de material de carbono acumulado nos poços, o que poderia sugerir que essas regiões desempenham um papel significativo no clima da Terra.
Este carbono é confiscado no manto da Terra através de subducção ou consumido por bactérias no poço.
Esta descoberta apresenta oportunidades para investigar ainda mais o papel dos poços como fonte (através de vulcões e outros processos) e como um reservatório no ciclo de carbono do planeta que pode influenciar a forma como os cientistas acabam por compreender e prever o impacto dos gases de efeito estufa gerados pelos seres humanos e as mudanças climáticas.
O desenvolvimento de novas tecnologias das profundezas do mar, de submersíveis a câmeras e sensores e amostradores, proporcionará grandes oportunidades para os cientistas investigarem sistematicamente os ecossistemas dos poços por longos períodos de tempo.
Isso acabará por nos dar uma melhor compreensão dos processos sísmicos e geofísicos, rever como os cientistas compreendem o ciclo global do carbono, fornecer caminhos para a pesquisa biomédica e potencialmente contribuir para novos insights sobre a evolução da vida na Terra.
Esses mesmos avanços tecnológicos criarão novas capacidades para os cientistas estudarem o oceano como um todo, desde as costas remotas até o oceano ártico coberto de gelo.
Vida nas trincheiras do oceano
As trincheiras oceânicas estão entre os habitats mais hostis da Terra. A pressão é mais de 1.000 vezes em relação à superfície e a temperatura da água é ligeiramente acima do ponto de congelamento. Talvez mais importante, a luz solar não penetra trincheiras oceânicas mais profundas, impossibilitando a fotossíntese.
Os organismos que vivem nas trincheiras oceânicas evoluíram com adaptações incomuns para se desenvolver nesses canyons frios e escuros.
Seu comportamento é um teste da chamada "hipótese da interação visual" que diz que quanto maior a visibilidade de um organismo, maior a energia que ele deve gastar para caçar presas ou repelir predadores. Em geral, a vida nas trincheiras oceânicas escuras é isolada e em câmera lenta.
Pressão
A pressão na parte inferior do Challenger Abyss, o lugar mais profundo da Terra, é de 703 kg por metro quadrado (8 toneladas por polegada quadrada). Animais marinhos de grande porte, como tubarões e baleias, não podem viver nesta profundidade avassaladora.
Muitos organismos que prosperam nesses ambientes de alta pressão não possuem órgãos que se enchem de gases, como os pulmões. Estes organismos, muitos relacionados com estrelas-do-mar ou águas-vivas, são feitos principalmente de água e material gelatinoso que não pode ser esmagado tão facilmente como pulmões ou ossos.
Muitas dessas criaturas navegam nas profundezas o suficiente para fazer uma migração vertical de mais de 1.000 metros do fundo do poço todos os dias.
Até os peixes nas profundezas são gelatinosos. Muitas espécies de peixes caracóis com cabeças de bulbos, por exemplo, vivem no fundo da Fossa das Marianas. Os corpos destes peixes foram comparados com lenços descartáveis.
Escuro e profundo
Trincheiras oceânicas rasas têm menos pressão, mas ainda podem estar fora da área da luz solar, onde a luz penetra na água.
Muitos peixes se adaptaram à vida nessas fossas oceânicas escuras. Alguns usam a bioluminescência, o que significa que eles produzem sua própria luz para viver, a fim de atrair suas presas, encontrar um parceiro ou repelir o predador.
Redes de alimentos
Sem a fotossíntese, as comunidades marinhas dependem principalmente de duas fontes incomuns de nutrientes.
O primeiro é "neve do mar". A neve do mar é a queda contínua de material orgânico das alturas na coluna de água. A neve do mar é principalmente lixo, incluindo excrementos e restos de organismos mortos, como peixes ou algas marinhas. Esta neve marinha rica em nutrientes alimenta animais como pepinos do mar ou vampiros de lula.
Outra fonte de nutrientes para as redes alimentares das trincheiras oceânicas não vem da fotossíntese, mas da quimiossíntese. Quimiossíntese é o processo no qual organismos na trincheira oceânica, como as bactérias, convertem compostos químicos em nutrientes orgânicos.
Os compostos químicos usados na quimiossíntese são o metano ou o dióxido de carbono expelido das fontes hidrotermais que liberam seus gases e fluidos quentes e tóxicos na água gelada do oceano. Um animal comum que depende de bactérias quimiossintéticas para obter alimento é o verme gigante.
Explorando as sepulturas
Os poços oceânicos permanecem como um dos habitats marinhos mais ilusórios e pouco conhecidos. Até 1950, muitos oceanógrafos achavam que esses buracos eram ambientes imutáveis perto de serem sem vida. Mesmo hoje, grande parte da pesquisa em trincheiras oceânicas é baseada em amostras de pisos marinhos e expedições fotográficas.
Isso está mudando lentamente à medida que os exploradores se aprofundam, literalmente. O Abismo Challenger, no fundo da Fossa das Marianas, fica no fundo do Oceano Pacífico, perto da ilha de Guam.
Apenas três pessoas visitaram o Challenger Abyss, o mais profundo poço oceânico do mundo: uma equipe franco-americana (Jacques Piccard e Don Walsh) em 1960 atingindo uma profundidade de 10.916 metros e o explorador na residência da National Geographic James Cameron em 2012 atingindo 10.984 metros (Duas outras expedições não tripuladas também exploraram o Challenger Abyss).
A engenharia de submersíveis para explorar trincheiras oceânicas apresenta um grande conjunto de desafios únicos.
Os submersíveis devem ser incrivelmente fortes e resistentes para lutar com fortes correntes oceânicas, visibilidade zero e grande pressão da Mariana Trench.
Desenvolver a engenharia para transportar pessoas com segurança, bem como equipamentos delicados, ainda é um grande desafio. O submarino que levou Piccard e Walsh ao Challenger Abyss, o extraordinário Trieste, era um navio incomum conhecido como o batiscafo (submarino para explorar as profundezas do oceano).
O submersível da Cameron, Deepsea Challenger, abordou com sucesso os desafios de engenharia de maneiras inovadoras. Para combater as correntes marítimas profundas, o submarino foi projetado para girar lentamente conforme descia.
As luzes do submarino não eram lâmpadas incandescentes ou fluorescentes, mas arranjos de minúsculos LEDs que iluminavam uma área de cerca de 30 metros.
Talvez mais surpreendente, o próprio Deepsea Challenger foi projetado para ser comprimido. Cameron e sua equipe criaram uma espuma sintética baseada em vidro que permitia que o veículo fosse comprimido sob a pressão do oceano. O Deepsea Challenger retornou à superfície 7, 6 centímetros menor do que quando desceu.
