26Os oceanos

Em dezembro de 1872, um navio da marinha britânica, o HMS Challenger, saiu da Inglaterra para uma viagem de três anos e meio em volta do mundo. A sua missão era nova: descobrir o que há no fundo dos oceanos. Muitas e muitas vezes, o navio parou em pleno mar, e a tripulação baixou um peso pesado preso a uma corda comprida até ele tocar o fundo; o comprimento de corda desenrolado dava a profundidade. Quando o navio voltou, em maio de 1876, as suas sondagens tinham mostrado que o fundo do oceano tem planícies profundas e grandes cordilheiras.

Hoje, um navio mapeia o fundo do mar com o som. Um aparelho embaixo do seu casco manda um pulso curto de som para baixo; o som bate no fundo e volta como um eco. O tempo que o eco leva dá a profundidade, muitas e muitas vezes, enquanto o navio continua navegando. É o sonar.

O que você já sabe

A água salgada cobre a maior parte da Terra, num único oceano mundial dividido em oceanos e mares (Capítulo 3). As placas se afastam nas dorsais oceânicas, e uma placa afunda embaixo de outra nas fossas (Capítulo 18). Sobre os oceanos, os ventos sopram em grandes faixas: alísios, ventos de oeste e ventos polares de leste, desviados pela rotação da Terra (Capítulo 24).

26.1 O fundo do oceano

Se a água dos oceanos pudesse ser esvaziada, uma paisagem escondida inteira apareceria. Ao longo dos litorais, a terra continua embaixo do mar como uma plataforma suave e rasa. Depois, o fundo despenca por uma encosta íngreme até vastas planícies planas, a quilômetros de profundidade. Cordilheiras se erguem dessas planícies, e, aqui e ali, fossas estreitas descem mais fundo que qualquer outro lugar da Terra.

Definição 26.1 (As partes do fundo do oceano)

• A plataforma continental é a borda rasa e levemente inclinada de um continente embaixo do mar.
• O talude continental é a encosta íngreme que desce da plataforma até o fundo do oceano profundo.
• Uma planície abissal é uma parte vasta, muito plana e profunda do fundo do oceano.
• Uma dorsal oceânica é uma longa cadeia de montanhas submarinas que se erguem das planícies abissais.
• Uma fossa oceânica é uma depressão longa, estreita e muito profunda no fundo do oceano, muitas vezes ao lado de uma cadeia de montanhas ou de ilhas vulcânicas.

O oceano tem em média cerca de $3700\,\mathrm{m}$ de profundidade, quase a metade da altura da montanha mais alta em terra. O seu ponto mais fundo, a Depressão Challenger, na fossa das Marianas, no oceano Pacífico, fica a quase $11\,000\,\mathrm{m}$ abaixo da superfície.

Método 26.2 (Ler um perfil do fundo do oceano)

1. Leia os eixos: a distância na horizontal, a altitude ou a profundidade na vertical, e o exagero vertical.
2. Encontre o nível do mar (altitude 0) e os litorais onde o perfil o cruza.
3. Siga o fundo a partir de um litoral: a plataforma rasa, a encosta íngreme, e depois as planícies profundas e planas.
4. Procure o que se ergue das planícies (uma dorsal) ou desce abaixo delas (uma fossa), e leia a sua profundidade.

Exemplo 26.3 (Atravessando o Atlântico Sul)

No perfil de cima, depois do litoral da América do Sul, o fundo despenca para mais de $3000\,\mathrm{m}$ de profundidade em menos de $300\,\mathrm{km}$. Planícies abissais, entre $3500\,\mathrm{m}$ e $5000\,\mathrm{m}$ de profundidade, ocupam a maior parte da largura. No meio do caminho, a cerca de $4400\,\mathrm{km}$ ao longo do perfil, a dorsal mesoatlântica sobe até cerca de $2300\,\mathrm{m}$ abaixo da superfície: mais de $2000\,\mathrm{m}$ acima das planícies, uma cordilheira escondida embaixo do mar. As planícies se aprofundam de novo para mais de $5000\,\mathrm{m}$ antes de o fundo subir até a África.

26.2 Uma água salgada

A água do mar tem gosto salgado porque há sais dissolvidos nela. A maior parte deles vem das rochas dos continentes: a chuva desgasta devagar as rochas, e os rios levam os seus sais dissolvidos até o mar. Alguns vêm de fontes termais no fundo do oceano.

Definição 26.4 (Salinidade)

A salinidade da água do mar é a massa de sais dissolvidos num quilograma de água do mar. Em média, ela é de cerca de $35\,\mathrm{g}$ por quilograma: $3.5\,\%$ da massa da água do mar é sal.

A salinidade não é a mesma em todo lugar. Quando a água do mar evapora, a água vai embora, mas os sais ficam: onde o Sol é forte e a chuva é rara, o mar fica mais salgado. Onde cai muita chuva, ou onde um grande rio deságua, o mar é menos salgado. Quando a água do mar congela e vira gelo marinho, o sal fica na água em volta, que também fica mais salgada. No conjunto, a salinidade é baixa perto do equador, onde chove muito, e perto dos polos; ela é mais alta nas latitudes médias, embaixo das faixas áridas perto de $30{}^{\circ}$.

26.3 As correntes de superfície

O oceano nunca está parado. Os ventos arrastam a sua superfície e põem a água em movimento: os alísios constantes a empurram para o oeste perto do equador, e os ventos de oeste a empurram para o leste nas latitudes médias. Como os ventos, a água em movimento é desviada pela rotação da Terra: para a direita no hemisfério norte, para a esquerda no hemisfério sul.

Definição 26.5 (Corrente oceânica e giro)

Uma corrente oceânica é um movimento constante da água do mar numa direção, como um rio dentro do oceano. Um giro é um circuito muito grande de correntes oceânicas que gira em volta de uma bacia oceânica.

Há cinco grandes giros: no Atlântico Norte e no Atlântico Sul, no Pacífico Norte e no Pacífico Sul, e no oceano Índico. Os do hemisfério norte giram no sentido horário, os do hemisfério sul no sentido anti-horário. No lado oeste de cada oceano, a corrente do giro é estreita e rápida; no lado leste, ela é larga e lenta.

No laboratório — Um giro num prato

Dentro de casa, encha um prato grande e redondo de água e salpique uma pitada de pimenta na superfície. Sopre de leve e sem parar através de um canudo, sempre na mesma direção, perto de uma borda. Observe a pimenta: a água perto da superfície começa a se mover com o seu sopro, e logo a superfície inteira gira num circuito em volta do prato.

A mais conhecida dessas correntes é a Corrente do Golfo. Ela sai do golfo do México, sobe para o norte ao longo do litoral da Flórida, vira para o leste ao largo da Carolina do Norte e atravessa o Atlântico em direção ao nordeste. A sua água quente anda em média a cerca de $6.4\,\mathrm{km}$ por hora, até cerca de $9\,\mathrm{km}$ por hora na superfície, e ela leva mais água que todos os rios do mundo juntos. Ela deixa o litoral leste da Flórida mais quente no inverno e traz ar ameno à Europa ocidental.

26.4 As correntes profundas e o calor do oceano

Os ventos movem as correntes de superfície. Bem embaixo, na escuridão fria do oceano profundo, a água também se move, muito mais devagar. No extremo norte do Atlântico, a água quente trazida pela Corrente do Golfo cede o seu calor ao ar frio; resfriada, e mais salgada quando se forma o gelo marinho, ela fica mais densa e afunda até o fundo. Essa água fria e salgada rasteja para o sul ao longo do fundo do oceano, até a Antártida, e depois entra nos oceanos Índico e Pacífico, onde sobe devagar e volta à superfície. Uma gota de água pode levar cerca de $1000$ anos para dar uma volta nesse grande circuito, a esteira transportadora oceânica global.

Exemplo 26.6 (Quão lenta é a água profunda?)

O circuito desenhado no mapa tem cerca de $70\,000\,\mathrm{km}$ de comprimento. Se uma gota de água leva cerca de $1000$ anos para dar a volta, ela anda em média cerca de $70\,000 \div 1000 = 70\,\mathrm{km}$ por ano, ou seja, cerca de $200\,\mathrm{m}$ por dia. A Corrente do Golfo, a $6.4\,\mathrm{km}$ por hora, percorre cerca de $150\,\mathrm{km}$ num dia: ela vai tão longe em cerca de 11 horas quanto a água profunda num ano inteiro.

Juntas, as correntes de superfície e as profundas levam calor: a água quente corre dos trópicos em direção aos polos, e a água fria volta em direção ao equador. Como os ventos, o oceano compensa o aquecimento desigual da Terra pelo Sol.

26.5 Exercícios

Exercício 26.1 ★

Ponha estas partes do fundo do oceano na ordem em que um submarino as encontra ao sair de um litoral para o meio do Atlântico: planície abissal; talude continental; dorsal oceânica; plataforma continental.

Solução

Solução de Exercício 26.1.

Plataforma continental, talude continental, planície abissal, dorsal oceânica.

Exercício 26.2 ★

Verdadeiro ou falso? Corrija as frases falsas. (a) O oceano tem em média cerca de $37\,\mathrm{km}$ de profundidade. (b) Os giros do hemisfério norte giram no sentido horário. (c) A evaporação deixa a água do mar menos salgada. (d) A Corrente do Golfo é uma corrente quente.

Solução

Solução de Exercício 26.2.

(a) Falso: cerca de $3700\,\mathrm{m}$, ou seja, $3.7\,\mathrm{km}$. (b) Verdadeiro. (c) Falso: a evaporação tira água e deixa os sais, então a água fica mais salgada. (d) Verdadeiro.

Exercício 26.3 ★

Dê a palavra para cada descrição: (a) uma longa cadeia de montanhas embaixo do mar; (b) a massa de sal num quilograma de água do mar; (c) um circuito muito grande de correntes oceânicas; (d) uma depressão longa, estreita e muito profunda no fundo do oceano.

Solução

Solução de Exercício 26.3.

(a) Uma dorsal oceânica. (b) A salinidade. (c) Um giro. (d) Uma fossa oceânica.

Exercício 26.4 ★

No mapa dos giros: (a) para que lado gira o giro do Atlântico Sul? (b) Dê o nome de uma corrente quente e de uma corrente fria do Atlântico Norte. (c) Que ventos empurram a água para o oeste perto do equador?

Solução

Solução de Exercício 26.4.

(a) No sentido anti-horário. (b) Quente: a Corrente do Golfo; fria: a Corrente das Canárias. (c) Os alísios.

Exercício 26.5 ★★

Uma amostra de $1\,\mathrm{kg}$ de água do mar contém $35\,\mathrm{g}$ de sais. (a) Que porcentagem da sua massa é sal? (b) Quantos gramas de sais há em $20\,\mathrm{kg}$ dessa água? (c) Quantos quilogramas de água do mar contêm $1\,\mathrm{kg}$ de sais?

Solução

Solução de Exercício 26.5.

(a) $35 \div 1000 \times 100 = 3.5~\%$. (b) $20 \times 35 = 700\,\mathrm{g}$. (c) $1000 \div 35 \approx 28.6$: cerca de $29\,\mathrm{kg}$.

Exercício 26.6 ★★

O sonar de um navio manda um pulso de som bem para baixo. O eco volta $6\,\mathrm{s}$ depois. O som anda cerca de $1500\,\mathrm{m}$ por segundo na água do mar. (a) Que distância o som percorre em $6\,\mathrm{s}$? (b) Por que a profundidade é só a metade dessa distância? (c) Qual é a profundidade? (d) Acima de que parte do fundo do oceano o navio poderia estar?

Solução

Solução de Exercício 26.6.

(a) $1500 \times 6 = 9000\,\mathrm{m}$. (b) O som desce até o fundo e volta para cima: ele percorre a profundidade duas vezes. (c) $9000 \div 2 = 4500\,\mathrm{m}$. (d) Uma planície abissal (uma fossa seria mais funda, uma dorsal ou uma plataforma, mais rasas).

Exercício 26.7 ★★

Use o perfil que atravessa o Atlântico Sul. (a) Qual é a profundidade aproximada das planícies abissais? (b) A que distância ao longo do perfil fica a crista da dorsal mesoatlântica, e qual é a sua profundidade? (c) Quantos metros a dorsal se ergue acima das planícies? (d) Por que o perfil precisa de um exagero vertical?

Solução

Solução de Exercício 26.7.

(a) Entre cerca de $3500\,\mathrm{m}$ e $5000\,\mathrm{m}$. (b) A cerca de $4400\,\mathrm{km}$ ao longo do perfil, a cerca de $2300\,\mathrm{m}$ de profundidade. (c) Cerca de $4500 - 2300 = 2200\,\mathrm{m}$ (entre 1200 e $2700\,\mathrm{m}$, conforme a planície escolhida). (d) O oceano tem alguns quilômetros de profundidade, mas milhares de quilômetros de largura: desenhado na mesma escala, o perfil inteiro seria mais fino que um traço.

Exercício 26.8 ★★

O mar A fica entre dois desertos: quase nunca chove ali e nenhum grande rio deságua nele. O mar B, numa região chuvosa, recebe muitos rios grandes. Explique qual dos dois é mais salgado que o oceano aberto, e qual é menos salgado. Use as palavras evaporação, água doce, os sais ficam.

Solução

Solução de Exercício 26.8.

O mar A é mais salgado: o Sol e o ar seco causam uma forte evaporação, a água vai embora, os sais ficam, e quase nenhuma chuva ou rio traz água doce de volta. O mar B é menos salgado: os seus rios e a sua chuva trazem muita água doce, que dilui os sais.

Exercício 26.9 ★★

Uma mensagem numa garrafa é jogada no mar ao largo do litoral da Flórida. (a) Que corrente a leva primeiro, e em que direção? (b) Em que direção ela atravessa então o Atlântico? (c) Se ela continuasse dando a volta no giro, ao longo de que litoral ela viajaria para o sul? (d) Essa corrente é quente ou fria?

Solução

Solução de Exercício 26.9.

(a) A Corrente do Golfo, para o norte ao longo do litoral, e depois para o nordeste. (b) Para o leste (nordeste), com a Corrente do Atlântico Norte. (c) Ao longo do litoral do noroeste da África (e da Espanha e de Portugal), com a Corrente das Canárias. (d) Fria.

Exercício 26.10 ★★

A Corrente do Golfo anda em média a cerca de $6.4\,\mathrm{km}$ por hora. (a) Que distância a sua água percorre num dia? (b) Numa semana? (c) Compare com uma pessoa que caminha a $5\,\mathrm{km}$ por hora.

Solução

Solução de Exercício 26.10.

(a) $6.4 \times 24 = 153.6$: cerca de $154\,\mathrm{km}$. (b) $153.6 \times 7 \approx 1075\,\mathrm{km}$. (c) A Corrente do Golfo é um pouco mais rápida que uma pessoa caminhando, mas ela nunca para, nem de dia nem de noite.

Exercício 26.11 ★★★

O oceano tem em média cerca de $3700\,\mathrm{m}$ de profundidade, e o seu ponto mais fundo fica a quase $11\,000\,\mathrm{m}$. (a) Escreva as duas profundidades em quilômetros. (b) Quantas vezes mais fundo que a média é o ponto mais fundo? Arredonde para uma casa decimal. (c) Um eco de sonar vindo do ponto mais fundo: quantos segundos ele leva para voltar, a $1500\,\mathrm{m}$ por segundo? (d) Uma gota de água da esteira transportadora afunda no Atlântico Norte. Se ela leva cerca de $1000$ anos para dar a volta, quantos anos isso dá em potências de dez?

Solução

Solução de Exercício 26.11.

(a) $3.7\,\mathrm{km}$ e $11\,\mathrm{km}$. (b) $11000 \div 3700 \approx 3.0$ vezes. (c) O som percorre $2 \times 11000 = 22\,000\,\mathrm{m}$; $22000 \div 1500 \approx 14.7$: cerca de $15\,\mathrm{s}$. (d) $1000 = 10^3$ anos.

Exercício 26.12 ★★★

A grande esteira transportadora do oceano profundo começa no mar da Noruega, ao largo do litoral da Noruega, onde a água quente trazida pela Corrente do Golfo cede o seu calor ao ar frio. (a) Usando o mapa dos giros e o capítulo, explique passo a passo como essa água quente viajou até ali a partir dos trópicos, e que ventos a empurraram. (b) Explique por que a água afunda então. (c) Para onde ela vai em seguida?

Solução

Solução de Exercício 26.12.

(a) Perto do equador, os alísios empurram a água tropical quente para o oeste. Na borda oeste do Atlântico, ela vira para o norte com a Corrente do Golfo, uma corrente quente, ao longo da Flórida e da América do Norte. Os ventos de oeste a empurram então através do Atlântico em direção ao nordeste, até os mares ao largo da Noruega. (b) Ali, ela cede o seu calor ao ar frio: ela esfria, e fica mais salgada quando se forma o gelo marinho, porque o sal fica na água. A água fria e salgada é densa, então ela afunda até o fundo. (c) Ela rasteja para o sul ao longo do fundo do oceano, em direção à Antártida, e depois entra nos oceanos Índico e Pacífico, onde sobe devagar de novo.

26.6 Problema: Uma boia à deriva

Problema 26.1

Problema de fim de semana — uma boia à deriva é lançada ao largo da Flórida e levada em volta do giro do Atlântico Norte; a sua viagem é acompanhada trecho por trecho, e calcula-se o tempo que ela leva para dar uma volta

Cientistas lançam uma boia à deriva ao largo do litoral da Flórida. Ela flutua logo abaixo da superfície, se move com as correntes, e manda a sua posição para um satélite. As suas baterias duram cerca de um ano. O mapa mostra os quatro trechos da sua viagem em volta do giro do Atlântico Norte.

trecho	corrente	comprimento (km)	velocidade média (km por dia)
A	Corrente do Golfo	3800	100
B	Corrente do Atlântico Norte	2100	20
C	Corrente das Canárias	3100	20
D	Corrente Norte Equatorial	6100	20

Parte I — O lançamento.

1. Em que oceano, e em que hemisfério, a boia é lançada?
2. Para que lado gira o giro? A boia é levada para o norte ou para o sul no começo?
3. A água do trecho A é quente ou fria? E a do trecho C? Explique.
4. Que ventos movem as correntes do trecho B? E do trecho D?

Parte II — Em volta do giro.

5. Quantos dias leva o trecho A?
6. Quantos dias levam os trechos B, C e D?
7. Qual é o comprimento total da viagem em volta do giro?
8. Por que o trecho A é muito mais rápido que os outros?

Parte III — A duração da viagem.

9. De quantos dias a boia precisa para dar uma volta no giro?
10. Contando um mês como 30 dias, quantos meses isso dá? Arredonde para o mês inteiro mais próximo.
11. Em que trecho as baterias vão acabar, depois de cerca de um ano (365 dias)?
12. Quantos meses a mais de bateria a boia precisaria para mandar a sua posição durante a volta inteira?

Solução

Solução de Problema 26.1.

1. No oceano Atlântico, no hemisfério norte.

2. No sentido horário; a boia é levada para o norte no começo.

3. O trecho A (Corrente do Golfo) é quente: ele vem dos trópicos. O trecho C (Corrente das Canárias) é frio: ele vem de latitudes mais altas, em direção ao equador.

4. Trecho B: os ventos de oeste. Trecho D: os alísios.

5. $3800 \div 100 = 38$ dias.

6. B: $2100 \div 20 = 105$ dias. C: $3100 \div 20 = 155$ dias. D: $6100 \div 20 = 305$ dias.

7. $3800 + 2100 + 3100 + 6100 = 15\,100\,\mathrm{km}$.

8. A Corrente do Golfo é a corrente estreita e rápida do lado oeste do giro; as correntes dos outros lados são largas e lentas.

9. $38 + 105 + 155 + 305 = 603$ dias.

10. $603 \div 30 = 20.1$: cerca de 20 meses.

11. Depois dos trechos A, B e C, já se passaram $38 + 105 + 155 = 298$ dias; os 365 dias chegam durante o trecho D (a Corrente Norte Equatorial), $365 - 298 = 67$ dias depois do seu começo.

12. $603 - 365 = 238$ dias a mais, ou seja, $238 \div 30 \approx 8$ meses a mais.