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segunda-feira, 2 de maio de 2016

Impactos visíveis no mar

Poluentes chegam a 200 km ao norte e ao sul da foz do rio Doce, atingem unidades de conservação, alteram equilíbrio ecológico e se acumulam no assoalho marinho

CARLOS FIORAVANTI | ED. 242 | ABRIL 2016

Poluição à vista: os resíduos que vazaram do reservatório de Mariana formam mancha acastanhada na foz do rio Doce.

Em janeiro deste ano, ao sobrevoarem o litoral do Espírito Santo e do sul da Bahia, biólogos, oceanógrafos e técnicos de órgãos ambientais do governo federal reconheceram os borrões escuros na superfície do mar formados pelo acúmulo de resíduos metálicos que vazaram do reservatório da mineradora Samarco em Mariana, Minas Gerais, em novembro de 2015. A mancha de resíduos, também chamada de pluma, aproximava-se do arquipélago de Abrolhos, uma das principais reservas de vida silvestre marinha da costa brasileira.

Os borrões não eram apenas os indesejados resquícios da extração de minério de ferro de Minas Gerais, mas uma de suas consequências, como se verificou logo depois. Em meio às manchas verde-escuro havia colônias de algas e outros organismos marinhos microscópicos – o fitoplâncton – com dezenas de quilômetros de extensão, muito maiores que as observadas nos anos anteriores, de acordo com as análises de pesquisadores da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes).

Outra peculiaridade é que os organismos cresciam e se multiplicavam rapidamente, em decorrência do excesso de ferro dos rejeitos da mineradora de Mariana que se espalham pelo mar a partir da foz do rio Doce, onde chegaram no final de novembro. Desde então, levados continuamente ao mar pelo rio, os resíduos formam uma mancha móvel que oscila ao longo de 200 quilômetros (km) ao norte e ao sul da foz do rio Doce, que alterou o equilíbrio marinho, como indicado pela massa de fitoplâncton, e atingiu pelo menos três unidades de conservação de organismos marinhos.
“As manchas de fitoplâncton são comuns no verão, mas não desse modo”, explica Alex Bastos, professor de oceanografia da Ufes, no final de fevereiro. Análises preliminares indicaram que as colônias de algas são constituídas por organismos que se formam e morrem em poucos dias, mais rapidamente que o habitual. A decomposição acelerada dos organismos consome oxigênio da água do mar, com consequências imprevisíveis sobre as comunidades de organismos marinhos.

Além disso, a diversidade de espécies havia sido reduzida quase à metade. Camilo Dias Júnior, com sua equipe de oceanografia da Ufes, encontrou no máximo 40 espécies de fitoplâncton por amostra analisada; antes da chegada dos resíduos os pesquisadores reconheciam de 50 a 70 espécies. A hipótese dos pesquisadores e técnicos é de que já poderia ter ocorrido uma seleção de variedades mais adaptadas ao excesso de ferro trazido com a descarga dos resíduos no mar.

Nos sobrevoos do litoral do Espírito Santo e da Bahia, Claudio Dupas, coordenador do Núcleo de Geoprocessamento e Monitoramento Ambiental da Superintendência do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) em São Paulo, observou muitos barcos de pesca próximos às manchas de fitoplâncton na foz do rio Doce. Atraídos pela abundância de alimento, o grande número de peixes chamou a atenção dos pescadores.

Em Governador Valadares, MG: a lama ocupou o rio Doce em novembro, prejudicando o abastecimento de água para os moradores da cidade.

Com base nas análises preliminares da qualidade de água e na observação do cenário, a equipe do Ibama elaborou um relatório técnico alertando sobre alterações na qualidade da água, prejudicada com a descarga de resíduos no mar. Com base no documento e no princípio da precaução – para evitar que a população seja prejudicada pelo consumo de peixes contaminados –, no dia 22 de fevereiro um juiz federal de Vitória proibiu por tempo indeterminado a pesca na região da foz do rio Doce. “Assim que saiu a decisão do juiz, o superintendente do Ibama em Vitória, Guanadir Gonçalves, pediu-me para fazer um mapa com a delimitação da área de proibição, que foi para a internet e para os celulares dos fiscais em campo no mesmo dia”, diz Dupas.

Desde janeiro os movimentos da mancha de resíduos podem ser acompanhados por meio de mapas gerados pelo Ibama a partir de imagens de satélites no site governancapelodoce.com.br, mantido pela Samarco. Já o site siscom.ibama.gov.br/mariana contém imagens de satélite de alta resolução de antes e depois do incidente, da barragem à foz. Os mapas indicam que os resíduos já chegaram a 50 km ao sul de Vitória, capital do Espírito Santo, e atingiram três unidades de conservação do ambiente marinho, o Refúgio de Vida Silvestre de Santa Cruz, a Área de Proteção Ambiental (APA) Costa das Algas e uma das principais áreas de desova da tartaruga-cabeçuda (Caretta caretta), uma faixa de 37 km de praias conhecida como Reserva Biológica Comboios. “Ainda não é possível avaliar o impacto sobre o ambiente, a vida dos organismos marinhos e dos moradores da região”, diz Dupas.
Desde que vazou da barragem de Fundão, em 5 de novembro, até chegar ao mar, a enorme massa de resíduos da extração de minério de ferro causou uma transformação profunda. Destruiu casas e matas às margens do rio Doce, provocando a morte de 18 pessoas e de toneladas de peixes e outros organismos aquáticos. A bióloga Flávia Bottino participou das expedições do Grupo Independente para Análise do Impacto Ambiental (Giaia) ao longo do rio Doce em novembro e observou uma intensa turbidez da água, que dificultava a penetração da luz e a sobrevivência dos organismos. Os biólogos encontraram camarões de água doce que sobreviveram ao desastre, mas os organismos bentônicos, que viviam no fundo do rio, tinham sido soterrados.

Limites incertos

A alta concentração de partículas sólidas que absorvem calor pode ter causado o aumento da temperatura da água para cerca de 30º Celsius. “A água do rio estava quente”, ela notou. As análises das amostras de água coletadas em dezembro ao longo de um trecho de cerca de 800 km do rio, realizadas nas unidades das universidades de São Paulo (USP) em Ribeirão Preto, Federal de São Carlos (UFSCar) em São Carlos e Sorocaba, Estadual Paulista (Unesp) em São Vicente, e na de Brasília (UnB), indicaram concentrações elevadas de manganês, ferro, arsênio e chumbo. As chuvas podem agravar a situação ao lavar as margens dos rios, cobertas de resíduos, e transportá-los ao mar.

Por meio de coletas realizadas com o navio Vital de Oliveira Moura, da Marinha, a equipe da Ufes verificou que 25 km a leste da foz do Rio Doce os resíduos formam uma camada de 1 a 2 centímetros sobre a lama do fundo do mar, a 25 metros de profundidade. “Está havendo um acúmulo rápido do rejeito no assoalho marinho”, diz Bastos, da Ufes, com base em coletas realizadas desde novembro, logo após o rompimento da barragem (ver Pesquisa FAPESP n^o 239). “Nem nas maiores cheias o acúmulo de sedimentos no rio no fundo do mar foi tão alto.”

No início de fevereiro, em uma reunião dos pesquisadores da Ufes com representantes do Ibama, Instituto Estadual do Meio Ambiente (Iema) e Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio), Bastos comentou que a concentração de ferro no fundo do mar havia aumentado 20 vezes, em comparação com os níveis de antes do acidente, a de alumínio 10 vezes e a de cromo e manganês, cinco. Outro professor da Ufes, Renato Rodrigues Neto, observou que a vazão do rio passou de 300 metros cúbicos por segundo (m³/s), antes do rompimento da barragem, para cerca de 4.000 m³/s, aumentando a quantidade de lama com resíduos metálicos despejada no mar.
As imagens de satélite indicam que os resíduos metálicos podem ter chegado até o arquipélago de Abrolhos no início de janeiro, embora, ressalta Dupas, ainda não seja possível diferenciar os sedimentos vindos do rio Doce, a cerca de 200 km de distância, dos do rio Caravelas, que deságua na região. Segundo ele, os resultados das análises em andamento devem ser anunciados em abril.

Vários estudos em outras áreas marinhas têm indicado que os resíduos industriais podem ir muito além dos lugares onde foram produzidos, misturar-se com os sedimentos do fundo do mar, aflorando se revolvidos por redes de pesca, ou ser absorvidos por organismos marinhos. Uma equipe do Instituto Oceanográfico (IO) da USP identificou metais pesados (chumbo, cobre e zinco) e compostos orgânicos derivados de petróleo produzidos na zona industrial de Santos e do polo industrial de Cubatão, a 15 km do mar, misturados com a lama do assoalho marinho a uma profundidade de 100 metros e a uma distância de 200 km da costa. Não se pensava que a poluição gerada em terra pudesse chegar tão longe.

Condições ambientais

As conclusões ajudam a pensar o que poderia se passar no litoral do Espírito Santo e dos estados vizinhos, à medida que a lama da mineradora se espalha. “Os eventos, a rigor, não têm conexão à primeira vista”, disse Michel Mahiques, professor de oceanografia do IO-USP que coordenou os estudos em Santos. O vazamento da Samarco em Mariana foi um fenômeno agudo, com uma descarga intensa de resíduos, enquanto Santos e outros, como a baía da Guanabara, são casos crônicos, de décadas de liberação contínua de poluentes. “O fato comum”, ele diz, “é que existem porções do fundo marinho nas quais as condições ambientais permitem a deposição de materiais gerados pela atividade humana, ainda que a grandes distâncias”.

Em um estudo anterior no litoral de Santos, seu grupo identificou isótopos de césio 137 originários de explosões atômicas ou de usinas nucleares, nas quais esse tipo de material é gerado. “O césio foi transportado pela atmosfera e aderiu a partículas muito pequenas do fundo do mar”, conta. “Podemos chamar esses casos de teleconexões, em que um evento em um determinado ponto do planeta pode afetar regiões muito distantes.” Segundo ele, os casos clássicos são os acidentes das usinas nucleares de Chernobyl em 1986 e de Fukushima em 2011.

Vila de Mariana devastada pela lama da barragem de Fundão: efeito a mais de 800 km de distância na terra, no rio e no mar.

“Precisamos lançar outro olhar para o potencial de acumulação de material no meio marinho”, comenta Mahiques. Seus estudos indicaram que os poluentes se acumulam principalmente nos cinturões de lama, faixas em geral com 3 a 4 km de largura e dezenas de quilômetros de extensão, na chamada plataforma continental, sobre estruturas antigas de relevo. “Há um efeito a distância. Os sedimentos permanecem em pontos bem distantes da origem. Duzentos quilômetros foi o limite a que chegamos, mas ainda não sabemos se poderiam ir mais longe.” Mahiques argumenta que dois conceitos básicos sobre o funcionamento da plataforma continental deveriam ser revistos. O primeiro é que a quantidade de materiais do continente que chega ao mar seria pequena. O segundo é que os ambientes costeiros retêm a sujeira. “A quantidade não é pequena, nem os estuários são um filtro perfeito dos resíduos gerados no continente.”

Os pesquisadores analisaram 21 amostras de sedimentos coletadas em 2005 e outras, mais recentes, reunidas por meio do navio oceanográfico Alpha Crucis. Os resultados indicaram que os níveis de chumbo, zinco e cobre a 100 metros de profundidade a mais de 100 km da costa eram próximos aos encontrados na baía de Santos, embora mais baixos que os limites mais altos do estuário santista, um ambiente próximo à terra que mistura água de rios e do mar. No estuário, a concentração de chumbo no sedimento marinho variava de 9 miligramas por quilograma (mg/kg) em áreas não contaminadas a 59 mg/kg em amostras do fundo do porto, indicando um aumento de cinco a 10 vezes em comparação com os valores anteriores ao processo de industrialização. Os autores desse trabalho afirmaram que os poluentes industriais misturados com a lama no fundo do mar poderiam facilmente voltar à circulação, como resultado de movimentos intensos da água ou de atividade humana como a dragagem para a ampliação de portos ou a pesca com redes pesadas que revolvem o fundo do mar.

Estudos anteriores de pesquisadores do IO-USP já haviam mostrado que a descarga contínua de esgotos domésticos e de poluentes industriais na baía de Santos era provavelmente uma das causas da reduzida diversidade de organismos marinhos na região, em comparação com áreas menos poluídas.
Em paralelo, uma equipe da Unesp em São Vicente encontrou níveis acima dos permitidos em lei de quatro metais pesados – cádmio, cobre, chumbo e mercúrio – em amostras de água, sedimento e em caranguejos-uçá dos manguezais dos municípios de Cubatão, Bertioga, Iguape, São Vicente e Cananeia. Nas regiões com maior concentração desses metais, os caranguejos apresentavam uma proporção maior de células com alterações genéticas associadas à ocorrência de malformações (ver Pesquisa FAPESP n^o 225). Estudo de uma equipe da Universidade Federal do Rio Grande publicado em novembro de 2015 associou a contaminação por metal como possível causa da fibropapilomatose, uma doença específica de tartarugas marinhas, caracterizada pela formação de tumores benignos sobre a pele, em tartarugas-verde (Chelonia mydas) de Ubatuba, SP, já que os animais examinados apresentavam um nível acima do normal de cobre, ferro e chumbo, em comparação com animais saudáveis.

“Quando pensarmos em legislação e políticas públicas, para fazer uma projeção do impacto de eventuais acidentes ambientais, temos de olhar mais longe e rever o conceito de área de influência, já que o efeito pode ser muito maior do que o imaginado”, disse Mahiques. Bastos, da Ufes, observou que os danos ambientais podem ser intensos em consequência de pequenas alterações na concentração de metais na água do mar, mesmo que os limites ainda estejam abaixo dos máximos estabelecidos pela legislação ambiental.

Artigos científicos

FIGUEIRA, R.C.L. et al. Distribution of 137Cs, 238Pu and 239 + 240Pu in sediments of the southeastern Brazilian shelf – SW Atlantic margin. Science of the Total Environment. v. 357, p. 146-59. 2006.

MAHIQUES, M.M. et al. Mud depocentres on the continental shelf: a neglected sink for anthropogenic contaminants from the coastal zone. Environmental. Earth Sciences. v. 75, n. 1, p. 44-55. 2016.

SILVA, C.C. da et al. Metal contamination as a possible etiology of fibropapillomatosis in juvenile female green sea turtles Chelonia mydas from the southern Atlantic Ocean. Aquatic Toxicology. v. 170, p. 42-51. 2016.

segunda-feira, 14 de março de 2016

A biorremediação pode ser eficaz no rio Doce?

Procedimento que utiliza organismos naturalmente existentes para degradar substâncias tóxicas seria insuficiente diante de tragédia ambiental, diz especialista na seção O leitor pergunta da CH 333.

Por: Jean Remy Davee Guimarães

Publicado em 10/03/2016 | Atualizado em 10/03/2016

A biorremediação pode ser eficaz no rio Doce?

Vista parcial do rio Doce na cidade mineira de Governador Valadares. Segundo informações preliminares, pH da lama que contaminou o rio é extremamente alcalino. (foto: Wikimedia CC BY 3.0)

Segundo a EPA, a Agência de Proteção Ambiental norte-americana, a biorremediação designa tratamentos que usam organismos naturalmente existentes no ambiente para degradar substâncias tóxicas em substâncias não tóxicas ou menos tóxicas. Parece muito virtuoso e esperto; mas, se uma indústria libera toneladas de rejeitos tóxicos no ambiente, poderá não fazer absolutamente nada e argumentar que está fazendo um tratamento de biorremediação, isto é, permitindo que as bactérias naturalmente presentes no ambiente degradem o rejeito em questão. O processo poderá levar séculos e não degradar mais que uma fração do rejeito, ou, inclusive, transformar o rejeito em algo mais tóxico do que era originalmente, dependendo do tipo e da forma química dos poluentes presentes no rejeito.

Uma opção menos preguiçosa, barata e conveniente seria, por exemplo, isolar bactérias resistentes aos poluentes, que sejam também capazes de degradá-los, cultivá-las e reintroduzi-las no ambiente contaminado, na esperança de que se comportem, naquele ambiente, do mesmo modo que no laboratório, o que nem sempre é o caso. Mas, sendo o caso ou não, é sempre positivo para a imagem das empresas poluidoras: afinal, estão tentando fazer algo e ainda usando técnicas ‘ecológicas’.

Plantas terrestres e aquáticas – como o aguapé – também podem ser úteis na biorremediação, extraindo metais e outros poluentes do solo ou da água. Isso, no entanto, só muda o problema de lugar, e resta decidir o que fazer com o aguapé contaminado: não pode ser consumido ou enterrado. Se contiver apenas metais como poluentes, pode ser queimado, mas as cinzas resultantes deverão ser segregadas para evitar que os metais em questão voltem a circular pela biosfera. Convém lembrar o ensinamento do químico francês Antoine de Lavoisier: a matéria não se cria nem se perde, só muda de lugar e de estado físico-químico.

O aguapé poderá talvez ajudar a melhorar algo da qualidade da água do rio, mas será absolutamente inútil para remover, e muito menos detoxificar, os 60 milhões de toneladas de rejeito sólido que a catástrofe despejou no rio Doce

No caso especifico da catástrofe ambiental do rio Doce, o volume de rejeitos que vazou equivale a um cubo de 391 m de lado. Informações preliminares indicam que o pH (grau de acidez) da lama seria 13; portanto, extremamente alcalino. Isso ilustra bem uma das limitações da biorremediação: não só é muito lenta e incerta como também só pode ser empregada se o material a biorremediar tem condições mínimas de abrigar alguma forma de vida – o que é duvidoso no caso dos rejeitos de mineração que praticamente colmataram a calha do rio Doce.

O aguapé poderá talvez ajudar a melhorar algo da qualidade da água do rio, mas será absolutamente inútil para remover, e muito menos detoxificar, os 60 milhões de toneladas de rejeito sólido que a catástrofe despejou no rio Doce e que, por sua quantidade e espessura, ficarão inacessíveis a plantas e outros organismos por tempos que podem ser geológicos de tão longos. Para a sociedade como um todo, prevenir é sempre mais vantajoso do que remediar. Para as empresas de mineração, nem sempre.

segunda-feira, 22 de fevereiro de 2016

Quando o mar era floresta

Mata Atlântica pode ter se espraiado para a plataforma continental na Era do Gelo

MARIA GUIMARÃES | ED. 240 | FEVEREIRO 2016

Onde agora há mar na praia de Setiba, no Espírito Santo, o solo já esteve exposto.

A plataforma continental brasileira, área hoje submersa ao longo da costa, pode ter abrigado uma extensa área de Mata Atlântica há cerca de 21 mil anos, período conhecido como Último Máximo Glacial. A ideia é do casal de biólogos Yuri Leite e Leonora Costa, professores da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes), e contraria a visão aceita por muito tempo de que o frio teria forçado o encolhimento da Mata Atlântica e ilhado pequenas populações de plantas e animais em fragmentos isolados de floresta – os refúgios. “A plataforma continental aparece no Google Maps, mas ninguém pensa nela como parte do continente”, explica o pesquisador. A ideia, lançada por ele e colaboradores em artigo publicado em janeiro na revista PNAS, se baseia no conhecimento de que na Era do Gelo o nível do mar chegou a ser 120 metros mais baixo, e por isso foi batizada de hipótese da Mata Atlântida, em referência ao lendário continente engolido pelo oceano.

A proposta surgiu de um encontro de colaborações catalisado pelo Laboratório de Mastozoologia e Biogeografia, coordenado por Leite e Leonora. Trabalhando com modelos ecológicos para inferir condições passadas, Carolina Loss, em estágio de pós-doutorado no laboratório, teve a ideia de considerar o contorno do continente na época glacial, quando o nível do mar baixou e a costa avançou centenas de quilômetros para leste, expondo 270 quilômetros quadrados da plataforma, o equivalente a três vezes o território de Portugal. Ao mesmo tempo, num projeto em parceria com a bióloga Renata Pardini, da Universidade de São Paulo, e outros colegas, o grupo buscava avaliar a resposta dos pequenos mamíferos à fragmentação da Mata Atlântica. Espera-se que essas situações de redução do hábitat disponível e de isolamento em trechos distantes causem redução populacional e a consequente perda de variedade genética. Mas não era isso que eles viam nos modelos demográficos analisados pela bióloga portuguesa Rita Rocha, também em pós-doutorado na Ufes: não havia uma assinatura genética de redução populacional e todos os cenários eram rejeitados nos modelos computacionais.

“Juntei as duas coisas e decidi testar uma situação de expansão da Mata Atlântica”, conta Leite. O modelo acusou ser essa a explicação mais plausível para a diversidade genética detectada em trechos do DNA de cinco espécies de pequenos mamíferos típicos desse tipo de floresta. As análises indicaram que as espécies se deslocaram para o norte e em menores altitudes, onde a temperatura era mais alta, em concordância com o que outros estudos já tinham indicado. As surpresas foram ver que a área adequada para esses animais estava menos subdividida em fragmentos durante o Último Máximo Glacial do que hoje e no período anterior à glaciação, e que a distribuição dessas espécies avançava pela plataforma então exposta. Os resultados contrariam a teoria dos refúgios, principal explicação para a formação da diversidade biológica nas florestas brasileiras, sobretudo na Amazônia (ver Pesquisa FAPESP nº 208).

Estudos palinológicos feitos há mais de uma década pela bióloga Aline Freitas, atualmente em estágio de pós-doutorado na Universidade de Murcia, na Espanha, sob a supervisão do botânico José Carrión, corroboram a presença de Mata Atlântica no litoral, expandindo-se para a plataforma continental durante o Último Máximo Glacial. Inicialmente na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), onde fez pós-graduação sob orientação do biólogo Marcelo Carvalho, ela vem analisando um testemunho retirado do fundo do mar na bacia de Campos, na parte norte do estado fluminense. As amostras de pólen fossilizado retiradas desse material indicam que ali havia um mosaico de árvores, arbustos, samambaias e plantas herbáceas típico da Mata Atlântica e da restinga associada. “Tudo indica que a vegetação dessa região parece não ter sofrido grandes mudanças durante as fases glaciais e interglaciais, senão adaptações de acordo com as variações relativas do nível do mar”, avalia, ressaltando que seus dados ainda não permitem assinar embaixo da hipótese da Mata Atlântida.

Potencial para expansão: larga na porção centro-sul da costa brasileira, a plataforma continental (em azul claro) se estreita da Bahia para o norte.

Colcha de retalhos

Não está descartada a ideia de que trechos isolados de floresta estavam em localizações que lhes permitiram resistir à glaciação e manter, como arcas de Noé, um acervo de animais e plantas que evoluíram separadamente e deram origem à diversidade que se vê hoje. Mas a história deve ter sido muito mais complexa do que isso. “O principal é a topografia como um todo”, explica Leite. As regiões mais a norte, onde os mamíferos incluídos no estudo permaneceram durante a glaciação, são menos acidentadas e, em parte por isso, teriam permitido uma distribuição mais contínua. O mesmo vale para a plataforma continental, com um relevo mais plano.

O biólogo Henrique Batalha-Filho, da Universidade Federal da Bahia (Ufba), coautor do artigo da PNAS, não abandonou os refúgios. No mesmo dia em que a parceria com os colegas da Ufes veio a público, ele teve outro artigo publicado no site da revista Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. Nele, o pesquisador infere que as choquinhas-de-garganta-pintada (Rhopias gularis) seguiram o padrão previsto pela teoria dos refúgios para a Mata Atlântica, conforme o modelo proposto em 2008 pela bióloga brasileira Ana Carolina Carnaval, da Universidade da Cidade de Nova York, e pelo australiano Craig Moritz, da Universidade Nacional da Austrália. Batalha conta que, no sul de sua distribuição, essas aves são encontradas no nível do mar. Na porção norte, na Bahia, elas só existem a altitudes acima de 600 metros, o que restringe bastante sua distribuição.

Ele não vê contradição entre os dois trabalhos. “No meu ponto de vista, a Mata Atlântica parece ser um mosaico de histórias e cada espécie responde de forma diferente à situação à qual está sujeita”, propõe. Ele começou a pensar nisso durante o doutorado (ver Pesquisa FAPESP nº 210), no qual viu indícios de que espécies de aves passaram por históricos distintos durante a era glacial. Embora ele tenha observado que animais dependentes de floresta, em muitos casos, parecem ter obedecido ao padrão clássico de ter a distribuição restrita a refúgios, outros se mantiveram estáveis. É o caso da ave Myiothlypis leucoblephara (pula-pula-assobiador) estudadas por ele. Especializadas em áreas mais altas, portanto frias, seu hábitat não parece ter rareado durante a glaciação. “Comecei a pensar que as ecologias tinham uma participação importante nessa história.”

Em alguns pontos da costa capixaba a Mata Atlântica avança quase até a água, como na região de Linhares, próximo ao rio Doce

O novo olhar também permite uma nova interpretação para a divisão que muitos pesquisadores observaram na região do rio Doce, em termos da genética das populações de vários tipos de animais. “Desde o doutorado me debruço sobre o norte e o sul da Mata Atlântica, olhando os rios”, conta Leonora. “Fui percebendo que rio não é barreira na história mais profunda da Mata Atlântica.” Outras feições parecem ser mais importantes nessa região. Ao sul do rio Doce, a serra está muito próxima à costa, enquanto ao norte está mais distante. A plataforma continental tem um estreitamento ao sul desse mesmo rio e mais ao norte, a partir do arquipélago de Abrolhos, se torna muito estreita. Todo esse relevo deverá fazer parte das análises daqui para a frente.

“O artigo joga lenha na fogueira e traz mais uma hipótese para ser testada”, afirma a bióloga Maria Tereza Thomé, da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Rio Claro, que não fez parte da pesquisa. A nova visão pode fazê-la olhar seus próprios resultados com outros olhos, já que em estudos com os sapos do grupo Rhinella crucifer ela encontrou resultados condizentes com a hipótese da Mata Atlântida: não detectou flutuações demográficas fortes. Na parte sul da floresta, ao contrário, infere que as populações tenham permanecido estáveis. Em artigo publicado em 2014 na Molecular Ecology, ela e colaboradores sugerem a necessidade de identificar barreiras hoje invisíveis à movimentação dos animais. A proposta da plataforma continental se encaixa. “Para os meus bichos faz todo o sentido”, declara.
Maria Tereza ressalta a importância de ser um trabalho pensado e feito apenas por pesquisadores brasileiros, publicado em um periódico renomado apenas por ser uma boa ideia, e bem exposta. “Na nossa área sofremos com a falta de hipóteses; agora obrigatoriamente todos terão que incluir esta”, prevê. Mas ainda precisará passar por testes para estabelecer-se.

“Novas hipóteses são importantes para enriquecer o debate”, avalia o biólogo Fabio Raposo do Amaral, do campus de Diadema da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp). Para ele, serão necessários estudos com mais espécies e uma abrangência maior no material genético. “Me pergunto se aquele conjunto de dados tem poder estatístico para explorar os eventos em questão, com o grau de precisão necessário para separar períodos que diferem em poucos milhares de anos – precisão que provavelmente apenas dados genômicos podem proporcionar”, ressalva. Batalha, que participou da execução dos testes de cenários históricos de como as populações se mantiveram, usando como base a teoria da coalescência (que infere as alterações no DNA a partir do presente em direção ao passado), concorda que “essas análises clamam por mais marcadores”. Mesmo enxergando um sinal confiável, ele concorda que o uso de vários trechos do DNA daria mais força à hipótese levantada no trabalho publicado na PNAS. “Talvez nunca se saiba o que aconteceu na Mata Atlântica, mas vamos acrescentando mais pecinhas ao quebra-cabeça”, diz.

Artigos científicos

BATALHA-FILHO, H. & MIYAKI, C. Late Pleistocene divergence and postglacial expansion in the Brazilian Atlantic Forest: multilocus phylogeography of Rhopias gularis (Aves: Passeriformes). Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. on-line. 11 jan. 2016.

FREITAS, A. G. de et al. Pollen grains in quaternary sediments from the Campos Basin, state of Rio de Janeiro, Brazil: Core BU-91-GL-05. Acta Botanica Brasilica. v. 27, n. 4, p. 761-72. out./dez. 2013.

LEITE, Y. L. R. et al. Neotropical forest expansion during the last glacial period challenges refuge hypothesis. PNAS. v. 113, n. 4, p. 1008-13. 26 jan. 2016.

THOMÉ, M. T. C. et al. Barriers, rather than refugia, underlie the origin of diversity in toads endemic to the Brazilian Atlantic Forest. Molecular Ecology. v. 23,24, p. 6152-64. 24 nov. 2014.

segunda-feira, 4 de fevereiro de 2013

A dança das bacias

No último 1,3 milhão de anos, a bacia do rio São Francisco perdeu espaço para a do rio Doce, que cedeu área à do Paraíba do Sul

SALVADOR NOGUEIRA | Edição 203 - Janeiro de 2013

O tempo vem desgatando lentamente a paisagem das terras planas no interior de Minas Gerais e São Paulo. O planalto que abriga a bacia do São Francisco, rio que nasce no sudoeste de Minas Gerais e corre em direção ao nordeste até Pernambuco, está paulatinamente encolhendo pelo recuo das escarpas que formam sua borda. No último 1,3 milhão de anos, esse planalto perdeu área para uma região vizinha situada a altitudes menores onde se assenta a bacia do rio Doce. Esta, por sua vez, cedeu espaço para a do Paraíba do Sul, na divisa de São Paulo, Minas e Rio de Janeiro. Esse desgaste paulatino da paisagem, responsável por empurrar as bordas dos planaltos cada vez mais para o interior do país, acaba de ser revelado por pesquisadores de Goiás e Minas Gerais em um estudo publicado no periódico Geomorphology.

À primeira vista, o resultado poderia preocupar quem teme pelo futuro de bacias como a do São Francisco. Mas não é o caso. Primeiro porque esse processo de desgaste ou denudação da paisagem é muito lento. Segundo porque os estudos geológicos são, em certo sentido, bem parecidos com aplicações na bolsa de valores: resultados do passado geológico não permitem fazer projeções acuradas.
“Os dados indicam como foi o processo no último 1,3 milhão de anos e não permitem fazer especulação preditiva, pois, em ciências da Terra, existem processos de baixa frequência e alta intensidade [como os grandes terremotos] que invalidariam qualquer previsão”, afirma Luis Felipe Cherem, pesquisador da Universidade Federal de Goiás (UFG) e primeiro autor do estudo, feito em colaboração com pesquisadores das universidades federais de Ouro Preto (Ufop) e de Minas Gerais (UFMG) e do Centro Europeu de Pesquisa e Ensino do Meio Ambiente, na França.

As feições mais superficiais da região, desde o litoral até a chegada à bacia do São Francisco, já bem dentro do continente, são resultado em grande parte de processos geológicos violentos, causados pela tectônica de placas, o mesmo fenômeno que leva à eterna dança dos continentes pelo globo. O primeiro desses grandes movimentos ocorreu cerca de 130 milhões de anos atrás. Ele rompeu o supercontinente chamado Gondwana originando a Antártida, a América do Sul, a África, a Austrália, a península Arábica, a Índia e o oceano Atlântico.

Após esse estágio inicial de formação da costa sul-americana, dois eventos tectônicos adicionais afetaram a região nos últimos 65 milhões de anos, criando três degraus, segundo os pesquisadores da UFMG e da Ufop. O mais baixo é o da bacia do rio Paraíba do Sul, um planalto situado a cerca de 400 metros acima do nível do mar. Mais para o interior encontra-se a bacia do rio Doce, com altitude média de 800 metros e, mais adiante, as bacias dos rios São Francisco e Paraná, a 1.100 metros acima da superfície do oceano.

No trabalho que demonstrou o avanço progressivo dos planaltos mais baixos em direção ao interior do continente, os pesquisadores coletaram amostras de sedimento fluvial do chamado degrau de Cristiano Otoni, uma escarpa com 30 quilômetros de extensão e altura variando de 250 a 350 metros que separa a bacia do São Francisco da do rio Doce. Eles também analisaram material obtido ao longo dos 65 quilômetros da serra de São Geraldo, que divide a bacia do rio Doce e a do Paraíba do Sul. Em ambos os casos, eles buscaram amostrar material tanto na borda como no reverso das escarpas, os declives acentuados que separam um degrau do outro. O objetivo era quantificar, ao longo do último milhão de anos, o fenômeno conhecido como denudação.

Trata-se de um processo causado por erosão constante ao longo do tempo. Chuva e vento decompõem e removem as rochas mais superficiais, descobrindo o terreno que está embaixo. É como se a superfície da região fosse paulatinamente perdida, deixando exposta a rocha do subsolo.
Para calcular o ritmo da denudação, os pesquisadores analisaram os sedimentos fluviais no alto e no sopé dos degraus. Contrastando o material dessas áreas, é possível estimar quantos milímetros são desgastados a cada mil anos (ou quantos metros a cada milhão de anos).
Como era de esperar em processos erosivos, com a ajuda do declive, as escarpas naturalmente sofrem mais denudação que os planaltos em si. Para o caso do planalto da bacia do São Francisco notou-se que ele perde, em média, 8,77 metros a cada milhão de anos. Já na bacia do rio Doce, a perda é de 15,68 metros no mesmo período. Nas escarpas, esse número é compreensivelmente maior: 17,5 metros a cada milhão de anos para o degrau de Cristiano Otoni e 21,22 metros para a serra de São Geraldo.
Esses resultados indicam que o processo de denudação, fenômeno de causas múltiplas que pode ocorrer em ritmos que variam de uma região para outra, ainda se encontra em curso. Segundo Cherem, esses valores são consistentes com o que se esperaria observar na comparação entre os planaltos: os que se encontram mais próximos do interior dos crátons, a parte mais estável das placas tectônicas, em geral são mais maduros e sofrem menos denudação com o passar do tempo.

Contraste de resultados

Cherem, Varajão e seus colegas chegaram a essas taxas de denudação ao analisar a presença de certa variedade do elemento químico berílio nas rochas. O berílio é o quarto elemento químico da tabela periódica, com quatro prótons em seu núcleo. Para medir a idade das rochas, os pesquisadores avaliam a presença de berílio-10, versão do elemento com seis nêutrons que tende a decair com o tempo, perdendo um de seus nêutrons. No caso do berílio-10, a meia-vida, tempo em que metade dos átomos da amostra leva para se desintegrar, é estimada em 1,38 milhão de anos. Assim, comparando a quantidade dele num solo, é possível ter uma ideia da idade da amostra. “Os resultados obtidos em Minas são semelhantes aos observados em outras margens divergentes [onde ocorre a separação entre dois continentes] ao redor do mundo”, afirma Cherem.
Estudos anteriores feitos em uma região próxima dali, mas com técnicas diferentes, havia chegado a taxas de denudação distintas. Em 2010, os pesquisadores Silvio Hiruma, do Instituto Geológico de São Paulo, Claudio Riccomini, do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, e colaboradores publicaram um estudo na Gondwana Research indicando que a velocidade de denudação poderia ser bem maior.
“Nossos dados sugerem que algumas partes da serra da Bocaina apresentaram denudação superior a 3 mil metros nos últimos 60 milhões de anos, o que daria algo em torno de 50 metros por milhão de anos”, diz Riccomini, que, com pesquisadores da França, acaba de publicar um novo estudo sobre o assunto no Journal of Geophysical Research.

A divergência nos ritmos de denudação pode ser decorrente de dois fatores. O primeiro é que a técnica usada pela equipe da USP permite analisar o que ocorreu num período maior de tempo – e a denudação pode arrefecer à medida que os planaltos amadurecem. O segundo é que o estudo de Riccomini e colegas se concentra na serra do Mar, que, apesar de próxima à área estudada por Cherem e colaboradores, tem uma história geológica diferente da vista nas regiões mais interiores do continente. “Não há contraposição ou negação mútua, mas complementaridade na busca do melhor entendimento da dinâmica do relevo do Sudeste do Brasil”, diz o pesquisador da UFG.
Cada amostra, uma história
Segundo Cherem, o número de amostras analisadas confere segurança sobre os resultados. Ainda assim é possível que as taxas de denudação variem um pouco à medida que se aumente o número de amostras. “Eu poderia indicar vários locais onde os ganhos ou perdas de espaços das citadas bacias variam muito de uma para outra”, afirma Allaoua Saad, da Universidade Federal de Minas Gerais, estudioso da geomorfologia do Sudeste brasileiro.
Saadi reconhece, porém, a qualidade do estudo conduzido por Cherem e Varajão. “Os resultados apresentados em termos de taxas de denudação são fruto de medições em pontos escolhidos com base em critérios de homogeneidade nas diversas bacias”, diz. “O que essas medidas expressam é uma crença de que aquilo representa uma medida real de denudação de longo termo e generalizável a ponto de conduzir às conclusões apresentadas”, comenta o geomorfólogo da UFMG.
Além das medições do berílio usadas no estudo da Geomorphology, Cherem afirma que outros dados, apresentados em sua tese de doutoramento, corroboram a ideia de que, no Sudeste brasileiro, as escarpas estão recuando aproximadamente 0,01 milímetro por ano, fazendo as bacias mais altas perderem área para as mais baixas. De toda forma, ele admite que os mistérios geológicos do Sudeste brasileiro ainda estão longe de ter sido todos desvendados. “As escarpas continuam lá”, diz, “e devem continuar a ser estudadas”. n

Artigo científico

CHEREM, L.F.S. et al. Long-term evolution of denudational escarpments in southeastern Brazil. Geomorphology. v. 173-4. p. 118-27. 2012.

COGNE, N. et al. Post-breakup tectonics in southeast Brazil from thermochronological data and combined inverse-forward thermal history modeling. Journal of Geophysical Research. v. 117. 2012.
HIRUMA, S.T. Denudation history of the Bocaina Plateau, Serra do Mar, shoutheastern Brazil: relationships to Gondwana breakup and passive margin development. Gondwana Research. v. 18. p. 674-87. 2010

quarta-feira, 30 de janeiro de 2013

A dança das bacias

No último 1,3 milhão de anos, a bacia do rio São Francisco perdeu espaço para a do rio Doce, que cedeu área à do Paraíba do Sul

SALVADOR NOGUEIRA | Edição 203 - Janeiro de 2013

No trabalho que demonstrou o avanço progressivo dos planaltos mais baixos em direção ao interior do continente, os pesquisadores coletaram amostras de sedimento fluvial do chamado degrau de Cristiano Otoni, uma escarpa com 30 quilômetros de extensão e altura variando de 250 a 350 metros que separa a bacia do São Francisco da do rio Doce. Eles também analisaram material obtido ao longo dos 65 quilômetros da serra de São Geraldo, que divide a bacia do rio Doce e a do Paraíba do Sul. Em ambos os casos, eles buscaram amostrar material tanto na borda como no reverso das escarpas, os declives acentuados que separam um degrau do outro. O objetivo era quantificar, ao longo do último milhão de anos, o fenômeno conhecido como denudação.

Trata-se de um processo causado por erosão constante ao longo do tempo. Chuva e vento decompõem e removem as rochas mais superficiais, descobrindo o terreno que está embaixo. É como se a superfície da região fosse paulatinamente perdida, deixando exposta a rocha do subsolo.
Para calcular o ritmo da denudação, os pesquisadores analisaram os sedimentos fluviais no alto e no sopé dos degraus. Contrastando o material dessas áreas, é possível estimar quantos milímetros são desgastados a cada mil anos (ou quantos metros a cada milhão de anos).

Como era de esperar em processos erosivos, com a ajuda do declive, as escarpas naturalmente sofrem mais denudação que os planaltos em si. Para o caso do planalto da bacia do São Francisco notou-se que ele perde, em média, 8,77 metros a cada milhão de anos. Já na bacia do rio Doce, a perda é de 15,68 metros no mesmo período. Nas escarpas, esse número é compreensivelmente maior: 17,5 metros a cada milhão de anos para o degrau de Cristiano Otoni e 21,22 metros para a serra de São Geraldo.
Esses resultados indicam que o processo de denudação, fenômeno de causas múltiplas que pode ocorrer em ritmos que variam de uma região para outra, ainda se encontra em curso. Segundo Cherem, esses valores são consistentes com o que se esperaria observar na comparação entre os planaltos: os que se encontram mais próximos do interior dos crátons, a parte mais estável das placas tectônicas, em geral são mais maduros e sofrem menos denudação com o passar do tempo.

Contraste de resultados

Cherem, Varajão e seus colegas chegaram a essas taxas de denudação ao analisar a presença de certa variedade do elemento químico berílio nas rochas. O berílio é o quarto elemento químico da tabela periódica, com quatro prótons em seu núcleo. Para medir a idade das rochas, os pesquisadores avaliam a presença de berílio-10, versão do elemento com seis nêutrons que tende a decair com o tempo, perdendo um de seus nêutrons. No caso do berílio-10, a meia-vida, tempo em que metade dos átomos da amostra leva para se desintegrar, é estimada em 1,38 milhão de anos. Assim, comparando a quantidade dele num solo, é possível ter uma ideia da idade da amostra. “Os resultados obtidos em Minas são semelhantes aos observados em outras margens divergentes [onde ocorre a separação entre dois continentes] ao redor do mundo”, afirma Cherem.

Estudos anteriores feitos em uma região próxima dali, mas com técnicas diferentes, havia chegado a taxas de denudação distintas. Em 2010, os pesquisadores Silvio Hiruma, do Instituto Geológico de São Paulo, Claudio Riccomini, do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, e colaboradores publicaram um estudo na Gondwana Research indicando que a velocidade de denudação poderia ser bem maior.
“Nossos dados sugerem que algumas partes da serra da Bocaina apresentaram denudação superior a 3 mil metros nos últimos 60 milhões de anos, o que daria algo em torno de 50 metros por milhão de anos”, diz Riccomini, que, com pesquisadores da França, acaba de publicar um novo estudo sobre o assunto no Journal of Geophysical Research.
A divergência nos ritmos de denudação pode ser decorrente de dois fatores. O primeiro é que a técnica usada pela equipe da USP permite analisar o que ocorreu num período maior de tempo – e a denudação pode arrefecer à medida que os planaltos amadurecem. O segundo é que o estudo de Riccomini e colegas se concentra na serra do Mar, que, apesar de próxima à área estudada por Cherem e colaboradores, tem uma história geológica diferente da vista nas regiões mais interiores do continente. “Não há contraposição ou negação mútua, mas complementaridade na busca do melhor entendimento da dinâmica do relevo do Sudeste do Brasil”, diz o pesquisador da UFG.

Cada amostra, uma história

Segundo Cherem, o número de amostras analisadas confere segurança sobre os resultados. Ainda assim é possível que as taxas de denudação variem um pouco à medida que se aumente o número de amostras. “Eu poderia indicar vários locais onde os ganhos ou perdas de espaços das citadas bacias variam muito de uma para outra”, afirma Allaoua Saad, da Universidade Federal de Minas Gerais, estudioso da geomorfologia do Sudeste brasileiro.

Saadi reconhece, porém, a qualidade do estudo conduzido por Cherem e Varajão. “Os resultados apresentados em termos de taxas de denudação são fruto de medições em pontos escolhidos com base em critérios de homogeneidade nas diversas bacias”, diz. “O que essas medidas expressam é uma crença de que aquilo representa uma medida real de denudação de longo termo e generalizável a ponto de conduzir às conclusões apresentadas”, comenta o geomorfólogo da UFMG.
Além das medições do berílio usadas no estudo da Geomorphology, Cherem afirma que outros dados, apresentados em sua tese de doutoramento, corroboram a ideia de que, no Sudeste brasileiro, as escarpas estão recuando aproximadamente 0,01 milímetro por ano, fazendo as bacias mais altas perderem área para as mais baixas. De toda forma, ele admite que os mistérios geológicos do Sudeste brasileiro ainda estão longe de ter sido todos desvendados. “As escarpas continuam lá”, diz, “e devem continuar a ser estudadas”. n

Artigo científico

CHEREM, L.F.S. et al. Long-term evolution of denudational escarpments in southeastern Brazil. Geomorphology. v. 173-4. p. 118-27. 2012.

COGNE, N. et al. Post-breakup tectonics in southeast Brazil from thermochronological data and combined inverse-forward thermal history modeling. Journal of Geophysical Research. v. 117. 2012.
HIRUMA, S.T. Denudation history of the Bocaina Plateau, Serra do Mar, shoutheastern Brazil: relationships to Gondwana breakup and passive margin development. Gondwana Research. v. 18. p. 674-87. 2010