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Oceanos
Básico |
Fitoplâncton e nutrientes nos oceanos
O fitoplâncton (fito = planta, plâncton = vaguear). São plantas constituídas por uma única célula e que vivem nas águas oceânicas de superfície. A maior parte destas células vegetais encontram-se à deriva nas águas dos oceanos, mas algumas podem deslocar-se um pouco sozinhas. O fitoplâncton utiliza a luz solar, o dióxido de carbono (CO2) e a água, para produzir a matéria que consome ou que serve para se auto-construir: é a fotossíntese. Através deste processo, o fitoplâncton fabrica o oxigénio que é necessário para a sobrevivência dos animais no planeta. Estes seres unicelulares absorvem tanto dióxido de carbono quanto as plantas terrestres e, assim, ajudam a regular o nosso clima.
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1. No processo de fotossíntese, a clorofila, que é o corante verde das plantas, capta a energia solar. Como o fitoplâncton precisa de sol, esta fotossíntese tem lugar, apenas na camada superficial do oceano. Ao largo, esta camada, onde vive o fitoplâncton, apresenta uma profundidade de aproximadamente 100 metros, enquanto que o oceano pode ter uma profundidade de 3000 metros. Na planta, uma parte da energia solar serve para "partir" as moléculas de água e, assim formar o oxigénio e o hidrogénio. O oxigénio não é necessário à planta e, por isso, é libertado pela célula. O hidrogénio resultante desta "quebra molecular" reage com o dióxido de carbono e permite, servindo-se da energia solar, a formação de moléculas simples como por exemplo o glicose. Estas moléculas servem, depois, para construir outros compostos. Autor: Lucinda Spokes. |
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Para se desenvolver, o fitoplâncton precisa, também, de alimentos chamados nutrimentos. Estes seres vivos precisam de uma grande variedade de elementos químicos, mas o azoto e o fósforo são cruciais: são necessários em grande quantidade, mas as suas concentrações na água do mar são relativamente baixas. O azoto e o fósforo são como os adubos de que as plantas necessitam na Terra. No fitoplâncton, estes elementos químicos servem para fabricar proteínas, ácidos nucleicos e outras células que servem para a sobrevivência e a reprodução deste fitoplâncton. O fitoplâncton necessita destes nutrimentos em proporções bem definidas: quando ele fabrica matéria transformando 106 átomos de carbono, precisa de 16 átomos de azoto e de 1 átomo de fósforo. A maior parte das células de fitoplâncton não conseguem apanhar o azoto que se encontra no ar (N2),elas devem, então, se servir de outras moléculas que o têm como, por exemplo, o nitrato (NO3-) ou o amónio (NH4+). O fitoplâncton serve-se do dióxido de carbono, que existe em quantidades sempre suficientes, do azoto sob as suas formas disponíveis e o fósforo. Assim, o plâncton vegetal desenvolve-se até esgotar todo o azoto e todo o fósforo disponíveis. Na maior parte dos oceanos, é o azoto que se esgota primeiro e diz-se que o desenvolvimento do plâncton é limitado pelo azoto. No Mar Mediterrâneo Oriental, é o fósforo que se encontra em quantidades limitadas, sendo assim, o fitoplâncton pára o seu desenvolvimento quando consome todo o fósforo, mesmo se o azoto se encontra ainda disponível na água.
Fontes de nutrimentos
Os nutrimentos provêm naturalmente da erosão das rochas e da conversão do azoto existente no ar (N2) em formas biologicamente utilizáveis. Mas as actividades humanas têm aumentado, enormemente, estes nutrimentos na água do mar.
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 | | 2. Principais fontes de fósforo. Imagens recolhidas por Rachel Cave e freefoto.com. |
| | Fósforo
As principais fontes humanas de fósforo são os detergentes e as águas dos esgotos. A melhoria das técnicas de tratamento das águas usadas e a utilização de detergentes sem fosfato permitiram limitar, hoje, a introdução de fósforo nos rios e nos mares.
Azoto
A presença de compostos azotados nos rios é, principalmente, devida a agricultura intensiva, a utilização excessiva de adubos contendo nitratos (NO3-) e a lavoura da terra. O nitrato e o amónio são, também, presentes na atmosfera. O nitrato é produzido pelos motores dos veículos e da produção de electricidade. O amónio (NH4+) provém do armazenamento e da disseminação de compostos orgânicos. | |  | | 3. Principais fontes de azoto. Imagens de freefoto.com. |
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Silício
O silício é outro nutrimento importante; provém da erosão de rochas. Algumas espécies de fitoplâncton, os diatómicos, utilizam-no para fabricar as sua conchas e, sendo assim, estes seres vivos param o desenvolvimento com a falta deste elemento químico.
Se as quantidades de azoto ou de fósforo se esgotarem, o plâncton pára o seu desenvolvimento. No entanto, a falta de silício não o impede de crescer mas, neste caso, o crescimento do plâncton sofre algumas alterações.
Vestígios de metais
O fitoplâncton necessita, igualmente, de poucas quantidades de metais, tais como o ferro, o cobre, o zinco e o cobalto. Em grandes regiões dos oceanos, o ferro não se encontra em quantidades suficientes para que o fitoplâncton se desenvolva. Isto tem consequências importantes no clima e nos falaremos deste assunto na parte mais.
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Remineralização
O fitoplâncton desenvolve-se muito rapidamente e vive apenas um dia, aproximadamente. Quando morre, é consumido por bactérias ou pelo zooplâncton (plâncton animal minúsculo), que convertem a matéria orgânica, de novo, em dióxido de carbono, libertam na água os nutrimentos do fitoplâncton e utilizam oxigénio. Este processo é chamado remineralização e tem lugar, principalmente, nas águas superficiais. O dióxido de carbono volta a atmosfera ou é reutilizado, com os nutrimentos libertados pelo fitoplâncton morto, na fotossíntese. Se tudo acontecer como foi relatado atrás, não haverá nenhuma alteração dos níveis de dióxido de carbono atmosférico: este CO2 é consumido pelo fitoplâncton, libertado quando este último é comido pelo zooplâncton, e vai voltar a servir a outras células de fitoplâncton, que vão morrer, etc... É um ciclo continuo.
No entanto, se o fitoplâncton, que vive à superfície, morre e afunda-se no oceano, em vez de ser consumido de imediato, a sua remineralização pode ter lugar no oceano profundo; neste caso os nutrinentes e o dióxido de carbono são armazenados no fundo do oceano e o CO2 não pode voltar a atmosfera. Isto faz baixar os níveis de dióxido de carbono nas águas superficiais e permite a passagem de CO2 do ar para a água. Através deste sistema natural, as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono, que é um gás potente de efeito de estufa, são reduzidas.
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4. Very simplified cartoon showing the process of remineralisation. Author: Lucinda Spokes.
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O dióxido de carbono volta à atmosfera só quando a circulação oceânica faz com que a água profunda suba à superfície e isto pode levar cerca de 1000 anos. É o processo chamado bomba biológica que foi explicada detalhadamente na unidade Básico, "Como os oceanos absorvem o dióxido de carbono".
Aproximadamente 15% do carbono utilizado na fotossíntese do fitoplâncton é armazenado no oceano profundo. Uma muito pequena parte cai, finalmente, sobre o fundo para formar os chamados sedimentos. Uma outra pequena parte forma, depois, petróleo e carvão. Quando se queimam os combustíveis fósseis, liberta-se este carbono armazenado, aproximadamente um milhão de vezes mais rápido que através dos ciclos biológicos normais. As florestas e o fitoplâncton não conseguem absorver o dióxido de carbono ao mesmo ritmo que a sua libertação através das actividades humanas e, deste modo, os níveis deste gás atmosférico têm aumentado, nitidamente, nas últimas décadas.
About this page:
autor: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
1. sci reviewer: Prof. Tim Jickells - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
2. sci reviewer: Dr. Keith Weston - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
edu. reviewer:
last updated: 2003-10-16
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