Plataforma continental, 10% de área, 90% da vida marinha

Plataforma continental, parte mais produtiva e sensível dos oceanos

Plataforma continental é uma faixa de terra submersa existente em todo litoral de todo o continente que, em suave declive, termina ao dar origem ao talude continental. Geralmente, a plataforma tem uma extensão de 70 a 90 km, e profundidade de 200 metros, antes de atingir águas oceânicas mais profundas. A Convenção das Nações Unidas sobre o Direito do Mar estipula que as plataformas continentais de todas as nações sobre as quais elas têm soberania econômica exclusiva não devem exceder 200 milhas náuticas da costa de qualquer país.

Ilustração:slideplayer.com.

Formação das plataformas continentais

Ao longo de muitos milhões de anos, os materiais orgânicos e inorgânicos formaram as plataformas continentais, à medida que os rios carregavam sedimentos – pedaços de rocha, terra e cascalho – até as bordas dos continentes e no oceano. Esses sedimentos gradualmente se acumulam em camadas nas bordas dos continentes.

Muitas plataformas continentais já foram terra seca. Cerca de 18.000 anos atrás, no auge da era glacial mais recente, grande parte da água da Terra foi congelada em enormes massas de gelo, as geleiras. O nível do mar caiu, expondo as plataformas continentais. Durante este período glacial, os cientistas dizem que os níveis do mar foram, talvez, 100 metros mais baixos do que são hoje.

Plataforma continental, 10% da área dos oceanos, responde por 90% da produção da pesca

As plataformas continentais representam menos de 10% da área total dos oceanos. No entanto, a maioria das plantas aquáticas, animais e algas do oceano vive nelas devido à abundância de luz solar, águas rasas e sedimentos ricos em nutrientes que fluem para eles a partir das saídas dos rios. Como resultado, espécies de peixes tão importantes como o atum, o bacalhau, a cavala e outros, prosperam nas, e ao redor, das plataformas continentais. Alga marinha, algas gigantes, algas e plantas aquáticas crescem para se tornarem fontes de alimento na base das cadeias alimentares. Como resultado, as áreas de plataforma continental fornecem 90% do peixe produzido no mundo, de acordo com vários estudos.

Parte do fundo do mar mais utilizada pela sociedade…

Resumindo,  plataforma continental é a parte do fundo do mar mais utilizada pela sociedade. Embora as áreas de plataforma respondam por pouco mais de 8% das áreas marinhas do mundo, elas são a parte do mar mais utilizada para navegação, recreação, pesca e aqüicultura, exploração mineral, disposição de resíduos e, cada vez mais no futuro, no produção de energia renovável a partir de ondas, correntes de maré e vento.

…Ameaças à plataforma continental

Por ser a parte do oceano mais próxima da costa, de onde se tira a maior parcela da pesca, e onde há a maior pressão da navegação, exploração mineral, e disposição de resíduos, é a parte onde chega mais rápido as consequências da nossa ação. Lembrando que mais de 50% da população mundial mora nas regiões costeiras. Portanto, há que considerar a brutal pressão da presença humana, e consequente poluição.

Plataforma continental brasileira

O professor Fábio Hazin, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, assim se referiu a ela: “O mar brasileiro, com 8,5 mil quilômetros de costa e 4,5 milhões de quilômetros quadrados de Zona Econômica Exclusiva (ZEE), representa quase a metade de todo nosso território terrestre. Juntamente com a Amazônia “verde”, essa  “Amazônia azul” constitui, certamente, uma das últimas e mais importantes fronteiras científicas por desbravar no país, além de representar um patrimônio de valor inestimável para a herança do Brasil.”

O Brasil e sua dependência do mar

O Brasil tenta, mas não consegue, esquecer ou apagar sua dependência do mar. Este site tem dito desde nossa primeira matéria, ‘que nós temos uma responsabilidade especial com relação ao mar’. Somos a maior nação do Atlântico Sul. Ocupamos a maior parte da margem ocidental do oceano, como consequência, temos prioridade na exploração de 4,5 milhões de quilômetros quadrados de Zona Econômica Exclusiva; e 95% de nosso comércio exterior é feito pelo mar. Para coroar, somos cria de um dos povos mais marinheiros da história da humanidade, os nautas lusitanos. Apesar de tudo, ainda não temos políticas públicas para este espaço tão especial. E a maioria dos brasileiros sequer sabe de sua existência e potencialidades. Como se sabe, só se preserva (e valoriza), aquilo que se conhece. Hora de mudar. 

Faltam divulgação e políticas públicas

A esperança nunca morre. Torcemos para que o novo governo, que pretende corrigir os rumos do lulopetismo, aproveite a deixa e faça sua parte. No Brasil só conseguimos avanços esporádicos, frutos das oportunidades do momento. Este foi a caso da criação das duas maiores áreas marinhas protegidas no Governo Temer. Contamos com o fator ‘sorte’, um presidente com baixos índices de popularidade procurava, no mesmo momento, agradar segmentos da sociedade e mudar o jogo. É preciso mais que mero acaso. A pouca informação a respeito da importância dos oceanos leva a população a manter hábitos perniciosos, como descarte de lixo em lugar errado, construções irregulares, ocupação desordenada, etc. Para mudar, só se o ‘Brasil oficial‘ incluir os oceanos em sua agenda de prioridades.

Esperança por dias melhores?

Por que não? Motivos concretos não há. Analisamos a plataforma dos candidatos à presidência e ficamos decepcionados com quase todos, que ignoravam solenemente o mar. Este foi o caso do programa de Bolsonaro. Além disso, o presidente sempre que pode mostra sua irritação com os ‘ativistas’ e, sobretudo, “o ‘xiitismo’ das pessoas que vêm cuidando do Ministério do Meio Ambiente”, como declarou. Não por outro motivo, queria transformar o ministério num apêndice do Ministério da Agricultura. Bolsonaro, que tem pouquíssima experiência pública, ficou surpreso com as críticas dos próprios ruralistas, alertando para possível retaliação ao agro no comércio exterior. Porque, ao menos lá fora, dão valor a um meio ambiente saudável.  E voltou atrás. Menos mal. Ao menos ele demonstra um mínimo de humildade, e recua quando percebe o erro. Nós faremos nossa parte sempre que possível, lembrando a necessidade de políticas públicas, e mais divulgação.

Fontes: https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/continental-shelf/; https://www.worldatlas.com/articles/what-is-a-continental-shelf.html; http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0009-67252010000300009.

The Swiss team tests a laser mapping submersible in Lake Annecy in France.

XPRIZE

Apenas 18% do fundo do oceano foi mapeado. XPRIZE drones poderia mudar isso

By Julia RosenOct. 31, 2018 , 10:50 AM

Na próxima semana, um pequeno barco de listras amarelas e brancas sairá do porto em Kalamata, na Grécia, e partirá da costa. O navio não carrega um capitão ou tripulação, apenas uma série de componentes eletrônicos que lhe dirá para onde ir e quando soltar a cápsula em formato de torpedo que está na popa. Uma vez liberado, o veículo equipado com sonar descerá vários quilômetros até o abismo gelado da Trincheira Helênica, a parte mais profunda do Mar Mediterrâneo, e mapeará o fundo do mar com pulsos de som. A equipe por trás do esforço é a primeira das oito competidoras nos próximos meses na final do US $ 7 milhões do Shell Ocean Discovery XPRIZE. "Não tenho certeza se estamos loucos ou não, mas decidimos ir primeiro", diz Rochelle Wigley, geóloga marinha da Universidade de New Hampshire, em Durham, que lidera a equipe XPRIZE da Fundação Nippon japonesa e do General Carta batimétrica dos oceanos (GEBCO), uma organização internacional.

A XPRIZE, uma organização sem fins lucrativos com sede em Culver City, Califórnia, realiza competições para estimular a inovação e, em 2015, voltou-se para o problema de mapear o fundo do oceano, diz a diretora do concurso, Jyotika Virmani. O catalisador foi o desaparecimento do Vôo 370 da Malaysia Airlines em algum lugar sobre o Oceano Índico, e a completa percepção de que as equipes de recuperação sabiam pouco sobre o que estava abaixo da superfície da área de busca. "Em vez do avião, infelizmente, eles encontraram dois novos vulcões, um dos quais é maior que o Vesúvio", diz ela.

Sharper pictures of the ocean floor could help companies look for resources such as oil. (The energy company Shell is the prize’s sponsor.) But researchers want a clearer view, too. For example, Dave Clague, a geologist at the Monterey Bay Aquarium Research Institute in Moss Landing, California, studies volcanic activity along midocean ridges—submarine mountain chains that generate new ocean crust—by identifying lava flows. But scientists have fine-scale maps for only a tiny fraction of the 65,000-kilometer-long system, limiting their understanding of how new crust forms and what happens to it as it moves away from the ridge.

Biologists also need better maps, to manage fisheries and identify deep-sea habitats. They have already discovered new colonies of cold-water corals just by looking for structures rising from the sea floor, says Craig Brown, a mapping expert at Nova Scotia Community College in Halifax, Canada. “They usually have quite dramatic topography,” he says.

So far, just 9% of the seafloor has been mapped in detail with modern sonar technology, Wigley says, and only 18% of the world’s ocean bottom has been surveyed at all, often at resolution so coarse that jumbo jets—and volcanoes—would have no trouble hiding. The rest—four-fifths of the two-thirds of the planet covered by water—is virtually unknown. As usual, the limitations are money and time. The research vessels that do high-resolution mapping cost up to $100,000 a day to operate. And they move so slowly that it would take centuries for them to chart the world’s oceans, Virmani says.

Corrida para o fundo

The eight teams competing for the ocean mapping XPRIZE use a mix of uncrewed surface vehicles and autonomous underwater vehicles (AUVs).

Team Name	Country	Surface Ops	Number of AUVs
Arggonauts	Germany	Five ships	Five
Blue Devil Ocean Engineering	United States	Two aerial drones	Two
CFIS	Switzerland	None	20
GEBCO-Nippon Foundation alumni	International	One ship	One
Kuroshio	Japan	One ship	Two
PISCES	Portugal	One ship, two acoustic beacons	One
Team Tao	United Kingdom	One ship	Five
Texas A&M	United States	One ship	One

(DATA) XPRIZE teams

Os satélites também podem mapear o fundo do mar, medindo pequenas variações na superfície oceânica causadas pela atração gravitacional de características maciças do fundo do mar. Mas a resolução é grosseira. Nos últimos anos, os pesquisadores se voltaram para veículos subaquáticos autônomos (AUVs). Eles seguem caminhos pré-programados usando sistemas de navegação inercial que rastreiam precisamente sua velocidade e direção, e transportam sonares de vários feixes em miniatura. Ao cruzar perto do fundo do oceano, eles podem detectar contornos no fundo do mar menores que um metro - uma grande melhora em relação à resolução de 50 metros de um sistema típico baseado em navios que trabalha no fundo do oceano, diz Clague, que não está envolvido. o concurso XPRIZE. Mas os AUVs ainda são lentos. Esforços para adicionar baterias e aumentar o tempo de mergulho apenas aumentam o AUV, exigindo navios maiores para lançá-los, “o que acaba com o objetivo”, diz Clague.

XPRIZE hopes its competition will spark faster, cheaper autonomous systems. Starting from shore, the eight finalists must map between 250 and 500 square kilometers in 24 hours, at depths down to 4000 meters and resolutions of 5 meters or better. They must also carry instruments to collect images of 10 interesting features and find a trophy stashed on the sea floor. The technical challenges include building instruments to withstand enormous pressure, balancing battery life against speed, and making the robots smart enough to carry out the whole operation without human guidance. “Everything is hard,” says Martin Brooke, an engineer at Duke University in Durham, North Carolina, and leader of its XPRIZE team.

Brooke’s group—mostly engineering students—will try to gain time by using heavy-lift aerial drones to carry buoys that will lower tethered mapping pods into the ocean. Most teams use an autonomous surface vessel to save their AUV’s precious power and to serve as a communication hub. The Swiss CFIS team, led by Toby Jackson, a financial trader–turned–inventor, will send 20 lightweight, 3D-printed AUVs directly from shore. Instead of sonar, they will use lasers, which can bounce light off the sea floor because they are at such close range.

Team Tao will also use a swarm approach, launching five custom-built AUVs from an autonomous catamaran it calls the “vending machine.” Eventually, the system will carry two dozen subsea drones, says team leader Hua Khee Chan, an engineer at Newcastle University in the United Kingdom, allowing half to work while the others charge. Each AUV will follow a simple vertical path, enabling it to sample the temperature and salinity of the water column as it descends. Chan says it’s “extra data that we get for free while it’s traveling.” Both Chan and Jackson say they aim to produce their AUVs for less than $25,000 a pop—a bargain compared with the sophisticated models used today, which can cost $1 million or more.

Cheaper, more flexible systems could help researchers rapidly fill the gaps in seafloor maps—and enable repeat surveys to monitor changes over time. Clague would like to measure how much lava is produced during a single eruption on a midocean ridge, which gives clues about magma generation in the mantle. Repeat mapping could also track movement along offshore faults that generate earthquakes, and in seafloor sediments after major weather events.

As XPRIZE’s sponsor, Shell reserves first rights to negotiate with each team for use of its technology, which it could use for oil and gas exploration or to monitor production wells and pipelines. Companies hoping to mine the seafloor for minerals are also eager to get a better look. But Wigley says mapping could also aid in marine protection. “If we understand the seafloor better, we can manage where it’s happening better and understand the impacts better.”

For now, that’s a long way off, and most teams are just scrambling to prepare for the competition in Greece. A Portuguese team still hasn’t tested its acoustic positioning system, which relies on a constellation of floating beacons, in deep water. “From the math, it should work,” says team leader Nuno Cruz, an engineer at the University of Porto in Portugal. “But you go into the ocean and things are not like math.” Some teams already know they won’t win, but they are fine with that. Most entered for the challenge, not the purse, and XPRIZE is pleased with the progress they’ve made, Virmani says. “We’ve already shifted the field.”

*Correction, 31 October, 4 p.m.: An earlier version of the story misstated the resolution and coverage rate of typical AUVs.

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• Oceanography

doi:10.1126/science.aav9034

Ecos da separação

Geofísica Marinha

Não, não foi engano. Em 2011, geólogos colheram amostras de granito, um tipo de rocha continental, da Elevação do Rio Grande, uma cadeia de montanhas submersas a cerca de 1.300 quilômetros do litoral do Rio Grande do Sul.

Pensava-se que essas montanhas seriam resultado da formação do assoalho oceânico e de erupções vulcânicas, portanto, formadas por outro tipo de rocha. Dois anos depois, por meio de um submarino, colheram outras amostras de rochas continentais, cuja análise reforçou a hipótese de que essa região do Atlântico Sul poderia de fato ser um pedaço de continente que teria submergido durante a separação da América do Sul e da África, iniciada há 120 milhões de anos.

A conclusão deu valor econômico à Elevação do Rio Grande. Em julho, o governo federal recebeu a autorização para levar adiante o plano de exploração de jazidas de cobalto dessa região, situada em águas internacionais, e a possibilidade de ali haver reservas de outros minerais, como níquel, manganês e terras-raras tornou-se mais concreta. Cresceu também seu valor científico, por servir de argumento adicional para a hipótese de que a separação da América do Sul da África foi mais complicada e fascinante do que se pensava.

A Elevação do Rio Grande: agora, fragmentos de um continente © JAMSTEC

Geólogos do Brasil, dos Estados Unidos, da Alemanha e da França reunidos no Rio de Janeiro em abril concluíram que os grandes blocos de rochas – ou microplacas – que formam os dois continentes e o assoalho oceânico não se afastaram como duas partes de uma folha rasgada, mas esticaram, se quebraram e se posicionaram caoticamente. Algumas partes podem ter ficado no meio do caminho e afundado, enquanto outras se afastavam e se misturavam, formando um imenso mosaico que agora se torna um pouco mais claro.

As rochas coletadas da Elevação do Rio Grande – granitos, granulitos, gnaises e pegmatitos – devem ter de 500 milhões a 2,2 bilhões de anos, de acordo com as análises de equipes da Universidade de Brasília e da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais e Serviço Geológico do Brasil (CPRM). "As idades não estão fora do que encontramos na América do Sul e na África", diz Roberto Ventura Santos, diretor de geologia da CPRM. Segundo ele, os levantamentos sísmicos indicaram que a espessura da crosta, ali, é de cerca de 30 km, "típica de crosta continental e não oceânica", reiterando a conclusão de que se trata de um resquício de continente.

Essa descoberta, uma das mais espetaculares da geologia brasileira dos últimos tempos, trouxe algumas dúvidas. Pensava-se que as duas cadeias montanhosas do Atlântico Sul, a Rio Grande e a Dorsal Atlântica, tivessem se formado na mesma época, mas agora se cogita que pode não ter sido assim. E quais são os efeitos da Elevação do Rio Grande? Uma cadeia com montanhas de 3.200 metros de altura no fundo do Atlântico Sul, cujo topo está a apenas 800 metros de profundidade, deve formar barreiras para a circulação oceânica, mas ainda não se sabe ao certo como. Ventura acredita que algumas respostas podem vir à tona com a análise de uma coluna com 70 metros de sedimentos do fundo do mar, que, espera-se,

 permitirá a reconstituição de fenômenos climáticos e geológicos dos últimos 7 milhões de anos.

"A identificação de rochas continentais na Elevação do Rio Grande muda o quadro da evolução do Atlântico Sul, que se formou com a separação dos dois continentes", comenta o geólogo Peter Christian Hackspacher, professor da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Rio Claro. Há quase 20 anos, por meio de pesquisas de campo no Sudeste e Sul do Brasil, na Namíbia e em Angola, ele examina os sinais das possíveis forças que levaram à separação da América do Sul e da África. Suas conclusões reforçam a contestação do modelo tradicional, segundo o qual as linhas de costa dos dois continentes, representando os blocos de rochas que os formaram, poderiam se encaixar. Há um encaixe na costa do Nordeste com o Oeste da África, mas em outras regiões, como o litoral do Rio de Janeiro, parecem faltar partes do quebra-cabeça de rochas.

Serra do Mar Rejuvenescida

Os blocos de rochas que antes formavam um só continente se fragmentaram e se alinharam com outros, mais antigos ou mais novos, formando a região montanhosa do Sudeste brasileiro e do Oeste africano, conclui Hackspacher, em colaboração com as equipes de Ulrich Glasmacher, da Alemanha, Antonio Olímpio Gonçalves, de Angola, e de Ana Olívia Magalhães, da Universidade Federal de Alfenas, Minas Gerais. Contrariando as expectativas, blocos mais antigos, como as serras da Mantiqueira e da Bocaina, que soergueram há 120 milhões de anos, estão no interior do continente, e nas bordas, como no litoral entre os estados do Paraná e do Rio Grande do Sul, estão blocos mais recentes, com 35 milhões a 20 milhões de anos (ver mapa).

Efeitos do soerguimento depois da abertura do Atlântico: vale de um rio no Centro-Oeste de Angola com rochas formadas a 2 bilhões de anos... © PETER C. HACKS PACHER/UNESP

"Não estou descobrindo a roda, estou apenas medindo por outras técnicas", diz ele, reconhecendo as bases conceituais oferecidas por professores da Universidade de São Paulo como Fernando Almeida, Umberto Cordani e Benjamim Bley Brito Neves, que já haviam reconhecido que a América do Sul era formada por microplacas de rochas com idades e origens variadas (verPesquisa Fapesp nº 188). Claudio Ricommini, também da USP, questionou um pouco mais a visão habitual da formação dos continentes ao verificar que a idade das rochas da bacia sedimentar de Taubaté variava de 33 milhões a 55 milhões de anos, bem longe dos supostos 120 milhões que deveriam ter por estarem próximas do litoral.

Há quase 10 anos, tendo à mão equipamentos para medir a idade e a variação da temperatura das rochas de acordo com a profundidade – quanto menor a temperatura, mais superficial e recente é a rocha –, Ana Olívia propôs a Hackspacher, então seu orientador de doutorado, que examinassem a idade das rochas de regiões do Sul e Sudeste do Brasil distantes da costa. Eles partiam do pressuposto de que blocos de rochas mais antigas e mais recentes sobem e afundam, expondo-se de modo alternado na superfície. A partir daí, "resultados muito bons, coerentes geologicamente e com razoável grau de confiabilidade estatística acerca dos processos responsáveis pelo soerguimento crustal das serras do Mar e da Mantiqueira, puderam ser delineados", diz ela. Em uma série de "descobertas espetaculares", definiu Hackspacher, encontraram blocos de rochas com soerguimento entre 60 milhões e 90 milhões de anos, que não se encaixavam no modelo clássico de formação da América do Sul a partir da separação da África.

... e estrada Florianópolis-São Joaquim, que cruza a serra do Rio do Rastro em Santa Catarina com rochas vulcânicas formadas há 134 milhões de anos. © PETER C. HACKS PACHER/UNESP

Centenas de medições levaram a conclusões que ajudam a desfazer conceitos antigos. Um exemplo é a provável idade da serra do Mar, a cadeia montanhosa que se estende por quase 1.500 km ao longo do litoral, do Espírito Santo a Santa Catarina. "Até 10 anos atrás, quando se começou a pôr o dedo na ferida e a se questionar alguns pressupostos da evolução geológica do Atlântico Sul", diz Hackspacher, "todos entendiam que a serra do Mar teria se formado há 120 milhões de anos. No entanto, estamos vendo que a serra tem apenas 35 milhões anos e não é um rescaldo da separação dos continentes".

O fato de o rio Tietê correr para oeste é uma indicação de fenômenos geológicos mais recentes. Segundo Hackspacher, se a serra tivesse se formado há 120 milhões de anos, o rio provavelmente correria para o mar, não para o interior do continente. Hoje a hipótese mais examinada é que essa cadeia de montanhas poderia ser um efeito da formação dos Andes, iniciada há cerca de 60 milhões de anos, que poderia ter gerado grandes ondulações, afetando o relevo, com baixos, como a região do Pantanal mato-grossense, e altos, como as serras da Mantiqueira e do Mar. "Não acho difícil aceitar essa possibilidade, mas as provas ainda não são suficientes", diz ele.

Hackspacher e seus colegas estão vendo fenômenos semelhantes na Namíbia e em Angola. Em junho, complementando os levantamentos em terra, um navio oceanográfico alemão registrou sinais de placas de rochas, aparentemente com idade similar à da Elevação do Rio Grande, próximas ao litoral da Namíbia.

Projeto

História de exumação da plataforma sul-americana, a exemplo da região Sudeste brasileira: termocronologia por traços de fissão e sistemáticas Ar/Ar e Sm/Nd (nº 2000/03960-5); Modalidade Projeto Temático; Pesquisador responsável Peter C. Hackspacher (Unesp); Investimento R$ 1.282.335,65 (FAPESP).

Artigos científicos

KARL, M. et al. Evolution of the South Atlantic passive continental margin in southern Brazil derived from zircon and apatite (U–Th–Sm)/He and fission-track data.Tectonophysics. v. 604, p. 224-44. 2013.
SALOMON, F. et al. Major paleostress field differences on complementary margins of the South Atlantic. EGU 13, p. 10894. 2013.

Revista Pesquisa Fapesp -