FIG. 53Passeios
Qual é a profundidade do oceano? Uma descida até a Fossa das Marianas
Aos 20 m de profundidade, quase todo o vermelho da luz do sol já sumiu, e o Abismo Challenger fica ainda 10.900 m mais abaixo.
Este dispositivo não consegue mostrar o modelo 3D. Abaixo, você pode ler as etapas do guia em texto.
1 / 9 Dez metros abaixoVocê começa a 10 m de profundidade no Pacífico aberto, com a luz do sol entrando pela superfície acima de você. Nade com WASD ou as setas, suba com R ou Espaço e desça com F ou C. No celular, use o joystick e as setas no canto inferior direito.
Arraste para girar. Use a rolagem ou o gesto de pinça para ampliar.
O que muda na descida
Se você já mergulhou até o fundo de uma piscina funda, sabe que duas coisas acontecem logo: os ouvidos começam a doer e tudo fica um pouco azul. Continue descendo em mar aberto e os dois efeitos crescem até que, em algum ponto abaixo de 1000 m, não sobra luz do sol e a água aperta você com o peso de cem atmosferas.
Esta exposição é uma coluna de oceano que vai da superfície do Pacífico ocidental até o fundo do Abismo Challenger, na Fossa das Marianas, a cerca de 10.935 m abaixo do nível do mar segundo o número da NOAA. Você pode descer por ela como num elevador ou parar em qualquer profundidade e nadar em volta. O painel no canto superior esquerdo é calculado a cada quadro a partir da profundidade dos seus olhos: profundidade em metros, nome da camada, temperatura da água, pressão em atmosferas e quanto resta da luz do sol da superfície em vermelho, verde e azul. A escala à direita coloca sua profundidade ao lado dos mergulhos de baleias e submersíveis.
No caminho há 113 animais em tamanho real, de uma caravela-portuguesa flutuando na superfície aos anfípodes do fundo do Abismo Challenger. Há também cartelas de cor numa corda, fontes hidrotermais numa dorsal, um esqueleto de baleia na encosta da dorsal e os dois submersíveis que levaram pessoas até o fundo. O guia de campo lista cada animal com a faixa de profundidade, o tamanho máximo e a origem desses números, e um toque no nome leva você até ele.
Por que o vermelho é a primeira cor a sumir
A luz do sol é uma mistura de cores, e a água não trata todas igualmente. Ela absorve os comprimentos de onda longos (vermelho e laranja) muito mais rápido que os curtos (azul). A ficha da NOAA Ocean Exploration sobre luz e cor diz isso de forma simples: vermelhos, laranjas e amarelos são filtrados logo, e a luz azul vai mais longe.
Dá para ver isso nas cartelas de cor. Elas ficam penduradas numa corda a 5, 20, 50, 100 e 200 m, cada uma com seis manchas: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e branco. A 5 m a cartela parece quase normal. A 20 m a mancha vermelha já escureceu. A 100 m o vermelho e o laranja estão pretos, o amarelo parece um verde apagado e a mancha branca é azul-clara. A lanterna da exposição só acende abaixo de cerca de 140 m, então as cartelas de cima são iluminadas apenas pelo sol.
É também por isso que tantos animais das profundezas são vermelhos. Um animal vermelho reflete luz vermelha, e abaixo de algumas dezenas de metros não sobra luz vermelha para refletir, então ele parece preto. A NOAA descreve um peixe-sapo visto a mais de 3000 m que parece vermelho vivo sob as luzes de um robô e preto na escuridão em volta. Nesta exposição, a lula-gigante e as plumas dos vermes tubulares só mostram sua cor no facho da sua lanterna.
Conferindo os números da luz
O modelo trata a luz como algo que se apaga exponencialmente com a profundidade, com uma taxa diferente para cada faixa de cor:
I(d) = I₀ × e^(−K·d)
K é o coeficiente de atenuação difusa. Para a água limpa de mar aberto, o modelo usa K = 0,35 por metro para o vermelho (cerca de 650 nm), 0,065 para o verde (cerca de 550 nm) e 0,022 para o azul (cerca de 475 nm). São estimativas para a água oceânica mais limpa. A água costeira, cheia de plâncton e sedimentos, perde luz muito mais rápido.
Com esses três números, uma conta curta dá a profundidade em que cada faixa cai a 1% do valor na superfície, d = ln(100) / K:
| Faixa | K (por m) | Resta 1% a | Resta 0,1% a |
|---|---|---|---|
| Vermelho | 0,35 | 13 m | 20 m |
| Verde | 0,065 | 71 m | 106 m |
| Azul | 0,022 | 209 m | 314 m |
O azul chegar a 1% perto dos 200 m bate com a descrição do oceano feita pela NOAA: os 200 m de cima são a zona iluminada (eufótica), entre 200 e 1000 m passa muito pouca luz, e abaixo de cerca de 1000 m a luz de cima some por completo. No modelo, a 1000 m resta cerca de 3 × 10⁻¹⁰ da luz azul da superfície, pouco demais para qualquer planta. Alguns olhos das profundezas são sensíveis o bastante para notá-la, e por isso a NOAA diz que a luz pode ser detectada até 1000 m.
As barras do painel usam escala logarítmica, então uma queda de 100% para 10% e uma de 0,1% para 0,01% parecem o mesmo degrau. A imagem segue a mesma ideia, porque nossos olhos se adaptam à luz fraca. Por isso a água do modelo ainda parece azul a 300 m, embora reste menos de 0,2% da luz azul.
A pressão sobe cerca de uma atmosfera a cada 10 metros
No nível do mar, o ar aperta você com uma atmosfera, cerca de 14,7 libras em cada polegada quadrada. A água é umas 800 vezes mais densa que o ar, então uma coluna curta dela pesa tanto quanto toda a atmosfera acima de você. A regra da NOAA é uma atmosfera a mais a cada 33 pés (10,06 m) de profundidade.
O modelo usa a fórmula hidrostática com densidade constante:
p = 1 atm + ρ·g·d
com ρ = 1025 kg/m³ para a água do mar, g = 9,81 m/s² e 1 atm = 101.325 Pa. Uma atmosfera corresponde então a 101.325 / (1025 × 9,81) = 10,08 m de água, perto dos 10,06 m da NOAA. Estes são os valores nas paradas da exposição, como o painel mostra:
| Profundidade | Pressão no modelo |
|---|---|
| 10 m | 2,0 atm |
| 100 m | 10,9 atm |
| 600 m | 60,5 atm |
| 1500 m | 149,9 atm |
| 2600 m | 259,0 atm |
| 2891 m | 287,9 atm |
| 4500 m | 447,6 atm |
| 10.935 m | 1086 atm |
A regra prática da NOAA dá 1 + 10.935 / 10,06 = 1088 atm no fundo, então os dois valores concordam com menos de 0,2% de diferença. A água do mar de verdade é comprimida um pouco em profundidade e fica levemente mais densa, então a pressão real no fundo da fossa é um pouco maior que os dois números. Os dois ficam bem acima dos "mais de 1000 vezes a superfície" que costumam ser citados.
Animais sem espaços de ar mal percebem. A NOAA Ocean Exploration lembra que a maioria dos animais das profundezas é feita principalmente de água, que quase não se comprime, e por isso algumas espécies sobem e descem 1000 m todo dia atravessando uma faixa de 100 atmosferas. As baleias aguentam porque as costelas e os pulmões podem se dobrar sob pressão. Submersíveis precisam de esferas grossas de aço ou titânio para a tripulação.
Água fria que nunca congela
Perto da superfície do Pacífico tropical, a água fica perto de 28 °C, aquecida e misturada pelo sol e pelo vento. Abaixo dessa camada de mistura vem a termoclina, onde a temperatura cai rápido com a profundidade. A NOAA diz que abaixo de cerca de 200 m o oceano tem em média só uns 4 °C, que a temperatura muda pouco entre cerca de 1000 e 4000 m, e que a água mais funda vai de quase congelando a um pouco acima disso.
A temperatura do painel vem de um perfil típico do Pacífico tropical ocidental, ligado por retas entre os pontos: 28 °C na superfície, 18 °C a 200 m, cerca de 4 °C a 1000 m e cerca de 1,5 °C entre 4000 e 6000 m. Na fossa ela sobe um pouco, até cerca de 2,4 °C no fundo, porque a água esquenta um pouco ao ser comprimida. O perfil é uma estimativa para esta região. Outros oceanos e estações são diferentes, sobretudo nas primeiras centenas de metros.
As cinco camadas do oceano
A NOAA divide a coluna de água conforme a luz do sol que chega a ela, e os nomes da exposição seguem seus limites:
- Zona iluminada (epipelágica), de 0 a 200 m. Luz suficiente para o fitoplâncton; a maior parte do alimento do oceano é produzida aqui.
- Zona crepuscular (mesopelágica), de 200 a 1000 m. Escura demais para a fotossíntese. Muitos animais daqui produzem a própria luz.
- Zona da meia-noite (batipelágica), de 1000 a 4000 m. Nenhuma luz do sol. A única luz vem dos animais.
- Zona abissal (abissopelágica), de 4000 a 6000 m. Água quase congelando sobre amplas planícies de lama.
- Zona hadal (fossas), de 6000 m para baixo. Só as fossas profundas chegam até aqui. O nome vem de Hades.
A profundidade média do oceano todo é de cerca de 3682 m, então a maior parte do fundo do mar fica na zona da meia-noite ou na abissal.
Os botões de zona na parte de baixo da tela levam você a cada camada, e uma faixa mostra os valores dela quando você cruza um limite. Estes são os números do modelo no topo e na base de cada zona, calculados com as fórmulas acima:
| Zona | Profundidade | Água | Pressão | Luz azul restante |
|---|---|---|---|---|
| Iluminada | 0 a 200 m | 28 a 18 °C | 1 a 21 atm | 100% a 1,2% |
| Crepuscular | 200 a 1000 m | 18 a 4,2 °C | 21 a 100 atm | 1,2% a 3 × 10⁻⁸ % |
| Meia-noite | 1000 a 4000 m | 4,2 a 1,6 °C | 100 a 398 atm | nenhuma |
| Abissal | 4000 a 6000 m | 1,6 a 1,5 °C | 398 a 596 atm | nenhuma |
| Hadal | 6000 a 10.935 m | 1,5 a 2,4 °C | 596 a 1086 atm | nenhuma |
113 animais, da superfície ao fundo da fossa
O guia de campo traz 113 espécies: 18 na zona iluminada, 36 na crepuscular, 39 na da meia-noite (com os animais das fontes e da carcaça de baleia), 13 na abissal e 7 na hadal. Cada uma está numa profundidade dentro da faixa que sua fonte dá, e cada uma foi feita perto do tamanho máximo registrado, então as pequenas são pequenas mesmo. Você precisa nadar bem perto do peixe-pescador ou dos caracóis-de-pé-escamoso para vê-los, enquanto o sifonóforo-gigante se estende por 30 m na zona crepuscular.
Os animais saem de alguns poucos planos de corpo (peixe, tubarão, enguia, lula, polvo, água-viva, camarão, caranguejo e assim por diante), cada um moldado por números de altura, largura, nadadeiras e dentes. Um peixe-ogro e um peixe-machado usam o mesmo plano com números diferentes. Os modelos feitos à mão da primeira versão da exposição continuam lá:
- Peixe-lanterna (600 m). O peixe-lanterna-pintado chega a 11 cm. Tem fileiras de órgãos luminosos na barriga, e a luz dele é azul, a cor que vai mais longe na água. A NOAA observa que é por isso que a maior parte da bioluminescência do mar é azul.
- Cachalote e lula-gigante (cerca de 650 m). O macho tem 16 m, e a NOAA Fisheries dá até 52 pés para machos adultos. A NOAA Fisheries diz que os cachalotes caçam normalmente a cerca de 2000 pés (610 m), e o National Ocean Service cita mergulhos de 7000 pés (2134 m) ou mais em busca de lulas-gigantes. O modelo da lula tem 12 m da ponta das nadadeiras até a extremidade dos dois tentáculos longos.
- Diabo-negro (1500 m). O FishBase dá 18 cm para as fêmeas e cerca de 3 cm para os machos. A isca dela (a esca) guarda bactérias bioluminescentes, que brilham e atraem as presas para perto da boca. A NOAA conta 167 espécies de peixes-pescadores das profundezas.
- Fontes hidrotermais (2600 m). A água do mar se infiltra na crosta, é aquecida pelo magma e volta a sair a mais de 400 °C. A pressão impede que ferva. Os minerais se depositam ao encontrar a água fria e erguem chaminés, e a NOAA registra fumarolas ativas de cerca de 9 m no Arco das Marianas. Os vermes-tubulares-gigantes crescem até 2 m e vivem de bactérias que transformam em comida as substâncias químicas da fonte. O SeaLifeBase os registra entre 2564 e 2673 m, e por isso o campo de fontes do modelo fica a 2600 m.
- Pepino-do-mar-nadador (4500 m). Enypniastes, apelidado de "monstro galinha sem cabeça", consegue se soltar do fundo agitando as abas e nadar longas distâncias.
- Peixe-caracol-das-marianas (8000 m). O FishBase dá de 6198 a 8178 m e até 22,6 cm. A NOAA Ocean Exploration diz que o peixe mais fundo já filmado foi um peixe-caracol a 8336 m, e que provavelmente nenhum peixe vive abaixo de cerca de 8400 m.
Como os animais lidam com as profundezas
Abra o guia de campo e filtre por adaptação: as mesmas poucas respostas aparecem de novo e de novo.
- Produzir luz (18 espécies). Peixe-lanterna, peixe-machado, peixe-víbora e polvo-de-ventosas-luminosas têm órgãos de luz. O peixe-machado aponta os seus para baixo para esconder a silhueta dos caçadores que estão embaixo (contrailuminação). O malacósteo-negro é a exceção: produz luz vermelha, que a maioria dos animais das profundezas não enxerga.
- Corpos vermelhos ou pretos (19 espécies). Abaixo de cerca de 20 m não sobra luz vermelha, então um animal vermelho parece tão escuro quanto um preto. A água-viva-capacete, a lula-vampira e o camarão-de-profundidade são vermelhos.
- Transparentes ou espelhados (15 espécies). As águas-vivas, o larváceo-gigante e o peixe-caracol são quase transparentes. O peixe-machado tem flancos prateados que refletem a luz azul em volta.
- Bocas grandes e estômagos elásticos (10 espécies). A comida é escassa, então muitos caçadores conseguem engolir o que aparecer. O engolidor-negro engole um peixe maior que ele, e a enguia-pelicano abre as mandíbulas como uma rede.
- Tamanho gigante (12 espécies). Alguns animais das profundezas são bem maiores que os parentes de águas rasas. A maioria dos anfípodes tem poucos milímetros, mas o anfípode-supergigante chega a 34 cm.
- Viver de química, não de sol (4 espécies). Nas fontes, vermes tubulares, mexilhões de fonte, caranguejos-iéti e caracóis-de-pé-escamoso vivem de bactérias que fabricam comida a partir de sulfeto de hidrogênio.
- Comer o que afunda (5 espécies). Granadeiros, o tubarão-da-groenlândia, os vermes-come-ossos e os anfípodes hadais esperam a comida cair lá de cima.
Uma carcaça de baleia a 2891 m
A oeste das fontes, a dorsal desce até 2891 m, e um esqueleto de baleia de 14 m está sobre a lama. O National Ocean Service da NOAA descreve o que acontece quando uma baleia morre e afunda: os necrófagos comem os tecidos moles em poucos meses, as sobras enriquecem a lama em volta por mais de um ano, e o esqueleto pode sustentar comunidades inteiras por anos ou décadas enquanto bactérias decompõem a gordura dentro dos ossos.
A profundidade vem do verme-come-ossos Osedax rubiplumus. O SeaLifeBase dá para ele uma única profundidade, 2891 m, onde foi encontrado num esqueleto de baleia em 2002. As plumas vermelhas nos ossos do modelo são esses vermes, com cerca de 4 cm cada. Um tubarão-da-groenlândia circula acima. Ele vive no Atlântico e no Ártico, não no Pacífico, mas é um necrófago conhecido e sua faixa registrada chega a 2992 m.
De onde vêm os números do guia de campo
Para os peixes, a faixa de profundidade e o comprimento máximo vêm do FishBase, e para os outros animais, do SeaLifeBase. Os dois são grandes bancos de dados que indicam o artigo por trás de cada número. Algumas entradas usam a NOAA ou um artigo científico no lugar deles, e cada ficha cita a fonte com um link.
Os tamanhos são os máximos registrados, medidos de jeitos diferentes. O comprimento total vai do focinho ao fim da cauda. O comprimento padrão para onde começa a nadadeira caudal, então o comprimento real do peixe é um pouco maior. Lulas e polvos são medidos pelo manto (o corpo), não pelos braços, e águas-vivas pela largura da umbrela. A ficha sempre diz qual é. Para sete animais (o caranguejo-iéti, o mexilhão de fonte, o caracol-de-pé-escamoso, o porco-do-mar, o pepino-do-mar-nadador, o larváceo-gigante e a fronima), as fontes dão uma profundidade mas não um tamanho, então o tamanho é uma estimativa nossa e está marcado como tal.
Enquanto você nada, cada animal de que se aproxima é marcado no guia, e o contador no botão do guia de campo mostra quantos você já viu.
Até onde descem baleias e submersíveis
A escala à direita da tela marca estas profundidades:
| Quem | Profundidade | Fonte |
|---|---|---|
| Cachalote, mergulho de caça comum | cerca de 610 m | NOAA Fisheries |
| Cachalote, mergulho fundo | 2134 m ou mais | NOAA National Ocean Service |
| Baleia-bicuda-de-cuvier, mergulho mais fundo registrado | 2992 m | NOAA Fisheries |
| Alvin, profundidade máxima | 6500 m | WHOI |
| Peixe mais fundo filmado | 8336 m | NOAA Ocean Exploration |
| Deepsea Challenger, 2012 | 10.908 m (35.787 ft) | Expedição DEEPSEA CHALLENGE |
| Trieste, 1960 | 10.912 m (35.800 ft) | US Naval Historical Center |
Em 23 de janeiro de 1960, o tenente Don Walsh, da Marinha dos Estados Unidos, e Jacques Piccard levaram o batiscafo Trieste ao fundo do Abismo Challenger. A descida levou quase cinco horas, e eles ficaram cerca de 20 minutos no fundo. Em 2012, James Cameron fez a viagem sozinho no Deepsea Challenger, um veículo de 24 pés (7,3 m) que ele depois doou à Woods Hole Oceanographic Institution. As profundidades registradas diferem alguns metros entre si e dos 10.935 m da NOAA porque cada uma foi medida de um jeito, e os levantamentos da fossa ficaram mais precisos desde então.
Em que o modelo difere do oceano real
- A profundidade está comprimida. Na horizontal, uma unidade é um metro, então cada animal e máquina está no tamanho real. Na vertical, o modelo usa escala logarítmica para que os 10.935 m caibam: perto da superfície uma unidade é cerca de um metro de profundidade, perto de 1000 m cerca de 18 m, e no fundo cerca de 180 m. Nos últimos 12 m acima de cada fundo o painel volta aos metros reais, então a profundidade mostrada no fundo é a verdadeira.
- As coisas estão mais próximas. Os animais foram reunidos em volta de uma só coluna para que você os encontre. No oceano real as fontes ficam em dorsais meso-oceânicas e bacias de retroarco, não ao lado da Fossa das Marianas, e a fossa tem dezenas de quilômetros de largura.
- O modelo de luz é simples. Três faixas de cor com taxas fixas, água limpa, sol a pino. Nuvens, plâncton e o ângulo do sol mudam os números reais.
- Animais de vários oceanos. A coluna reúne espécies de mares diferentes: o caracol-de-pé-escamoso vive em fontes do oceano Índico, o caranguejo-iéti na Dorsal da Escócia Oriental e o tubarão-da-groenlândia no Atlântico e no Ártico. Cada um está numa profundidade em que sua fonte o registra.
- Cada animal está perto do maior tamanho. Os modelos têm de 80 a 100% do tamanho máximo registrado, e a maioria dos indivíduos reais é menor. O sifonóforo-gigante de 45 m aparece com 30 m para caber.
- Alguns tamanhos são estimativas. Sete tamanhos do guia, o comprimento da lula-gigante, a forma do Trieste e o perfil de temperatura estão marcados como estimativas.
Como se mover
No computador, nade com WASD ou as setas, suba com R ou Espaço e desça com F ou C. Segure Shift para ir mais rápido e arraste para olhar em volta. No celular, o joystick no canto inferior esquerdo move você na horizontal (empurre até o fim para acelerar), e as duas setas no canto inferior direito levam você para cima e para baixo.
O oceano tem 10,9 km de profundidade, então há jeitos mais rápidos de descer. Os botões de velocidade (ou as teclas 1, 2 e 3) alternam entre Devagar, cerca de 1,4 m/s como um mergulhador, Rápido e Submersível, cerca de 8 m/s, que também deixa a subida e a descida quatro vezes mais rápidas. Os cinco botões de zona levam você direto a cada camada, e um clique na escala de profundidade à direita leva você àquela profundidade. O controle deslizante de profundidade em "Controles" funciona como um elevador.
O botão do guia de campo abre uma lista com os 113 animais. Você pode buscar pelo nome ou filtrar a lista por profundidade, tamanho ou adaptação, e escolher um nome deixa você na frente do animal com uma ficha que traz a faixa de profundidade, o tamanho e a fonte. Os passos do "Guia" param em nove profundidades, e "Peças" leva você a cada modelo feito à mão. Desligue a lanterna nas profundezas e só resta a luz dos próprios animais.
A pressão como peso sobre uma unha
As atmosferas são difíceis de sentir, por isso vamos transformar a leitura do fundo num peso. Uma atmosfera padrão é 101.325 Pa, ou seja, 101.325 N em cada metro quadrado, ou cerca de 10,1 N em cada centímetro quadrado. É o peso de aproximadamente 1,03 kg apoiados numa área do tamanho de uma unha do polegar (aqui tomada como 1 cm², uma suposição, porque as unhas variam).
No fundo, o painel mostra 1086 atm. Multiplicando: 1086 × 10,1 N dá cerca de 11.000 N nesse único centímetro quadrado. Dividido por g = 9,81 m/s², isso corresponde a uma massa de cerca de 1120 kg, um pouco mais de uma tonelada. Nas unidades antigas que a NOAA usa, são cerca de 1086 × 14,7 = 16.000 libras em cada polegada quadrada. A mesma conta a 1000 m, onde o painel mostra cerca de 100 atm, dá aproximadamente 100 kg sobre a unha.
O número parece enorme, mas é uma pressão e não uma carga única. A água empurra de todos os lados com a mesma força, de modo que um corpo cheio de água, sem nada oco por dentro, não é esmagado. É isso que a próxima seção explica.
Equívocos comuns
- «A pressão lá embaixo esmaga tudo.» Ela esmaga o que tem gás por dentro. A NOAA Ocean Exploration explica que a maioria dos animais de águas profundas é feita sobretudo de água, que quase não se comprime, e que eles não têm grandes bolsas de ar que possam colapsar. Um copo de isopor ou um casco cheio de ar é outra história, e é por isso que a tripulação de um submersível fica dentro de uma esfera grossa.
- «Abaixo de 200 m está simplesmente escuro.» A descrição da NOAA é que entre 200 e 1000 m chega muito pouca luz e que, abaixo de cerca de 1000 m, a luz vinda de cima desapareceu. As camadas inferiores, porém, não são vazias de luz. A NOAA Ocean Exploration observa que muitos animais ali produzem a sua própria, e o painel da exposição conta apenas a luz do sol.
- «Descendo o dobro, a pressão dobra.» A pressão é a atmosfera da superfície mais a água acima de você; assim, os primeiros 10 m a dobram e os 10 m seguintes acrescentam só mais metade. A 10 m o modelo marca 2,0 atm, a 100 m 10,9 atm e a 10.935 m 1086 atm.
- «O mar parece azul porque a água é azul.» Os cartões de cor mostram a outra metade da história: vermelho, laranja e amarelo são absorvidos em poucas dezenas de metros, e o que sobra para ver é o azul.
Experimente na tela
Ponha o controle deslizante de profundidade, em Controles, em 10 m e leia a pressão; depois em 100 m e em 1000 m. Você deve ver cerca de 2,0, 10,9 e 100,2 atm: aproximadamente mais uma atmosfera a cada 10 m. A lanterna só acende abaixo de cerca de 140 m, então a 100 m o botão Lanterna não muda nada. A 300 m e de novo a 3000 m, desligue-a e ligue-a e compare: ligada, os animais dentro do feixe mostram suas cores; desligada, restam apenas a luz do sol indicada no painel e a luz que os próprios animais produzem. Por fim, clique no botão de velocidade Submersível e desça até a carcaça de baleia, a 2891 m: confira que a pressão ali é de 287,9 atm, como na tabela acima.
Luzes na escuridão: onde ficam os órgãos luminosos
Abaixo de cerca de 1,000 m não resta luz solar, mas a escuridão não fica sem luz. Segundo a NOAA Ocean Exploration, 80% dos animais entre 200 e 1,000 m produzem luz própria, principalmente azul, porque ela percorre a maior distância na água. O guia indica onde ficam os fotóforos, e o modelo ilumina esses pontos:
- Fileiras na barriga. Peixes-machado, peixes-lanterna, gonostomatídeos e muitos peixes-dragão têm fileiras de fotóforos na parte inferior. Visto de baixo, o brilho fraco acompanha a luz que vem da superfície e esconde o contorno. É a contrailuminação.
- A ponta de uma isca ou de um barbilhão. Os peixes-pescadores penduram uma isca luminosa, a esca, diante da boca. Alguns peixes-dragão arrastam um barbilhão luminoso no queixo. O peixe-pescador de nadadeiras em leque é exceção: sua isca não brilha.
- Luz vermelha sob o olho. Diferentes peixes-dragão, incluindo os de mandíbula solta e o de dentes pequenos, emitem luz vermelha sob o olho. O MBARI observa que a maioria dos animais profundos não enxerga vermelho. Assim, o peixe ilumina a presa sem ser visto.
- As pontas dos braços. Taningia danae tem os maiores órgãos luminosos conhecidos em um animal, nas pontas de dois braços. A lula-vaga-lume tem três em cada um de dois braços.
- Líquido luminoso. Um peixe de ombros tubulares lança líquido luminoso de uma bolsa atrás do opérculo e deixa uma nuvem de luz ao fugir.
Nas camadas escuras, uma seta na borda da tela aponta para o animal mais próximo e mostra a distância na cena. Basta clicar para nadar até ele. No guia ampliado, 59 das 113 espécies vivem abaixo de 1,000 m, contra 31 antes. Os recursos ampliados estão disponíveis nesta cena.
Os gigantes lado a lado
O botão de tamanho da versão ampliada alinha três animais compridos da zona crepuscular em tamanho real, na água iluminada a 30 m, junto a uma pessoa de 1.7 m: um cachalote macho de 16 m, uma lula-gigante estimada em 12 m incluindo os dois tentáculos de captura e um peixe-remo de 8 m. As caudas ficam alinhadas à esquerda para comparar diretamente os comprimentos. São os mesmos modelos encontrados mais abaixo. O guia e os desafios usam as mesmas medidas: para o cachalote, o valor da NOAA Fisheries para o macho adulto; para a lula, uma estimativa do modelo, não um recorde máximo.
Descobertas escondidas na descida
A versão ampliada tem 16 descobertas escondidas ao longo da coluna. Cada uma é encontrada ao nadar perto dela. A maioria corresponde a registros reais:
- O naufrágio mais profundo, 6,895 m. Em junho de 2022, a Marinha dos Estados Unidos confirmou que os destroços encontrados por Victor Vescovo e Caladan Oceanic no mar das Filipinas eram o contratorpedeiro de escolta USS Samuel B. Roberts, afundado em 1944. É o naufrágio mais profundo já localizado e inspecionado. O modelo mostra apenas um pedaço de casco quebrado numa saliência da parede da fossa.
- O polvo mais profundo, 6,957 m. Uma câmera de um módulo de fundo filmou um polvo-dumbo na fossa de Java em 2019, o primeiro polvo observado na zona hadal; veja Jamieson e Vecchione, 2020.
- Um peso de sondagem, 8,184 m. O HMS Challenger mediu 26,850 ft na fossa das Marianas em 1875 com uma linha com peso. O abismo Challenger recebeu o nome do navio.
- Nereus, 9,990 m. O veículo robótico chegou ao abismo Challenger em 2009 e foi perdido na fossa de Kermadec em 10 de maio de 2014.
- Células gigantes, 10,641 m. Pesquisadores do Scripps filmaram xenofióforos no abismo Sirena em 2011. Esses organismos unicelulares costumam ultrapassar 10 cm de diâmetro.
- Uma sacola plástica, 10,898 m. O banco de resíduos profundos da JAMSTEC reúne fotos e vídeos desde 1983. Um estudo de 2018 constatou que o resíduo mais profundo registrado era uma sacola plástica na fossa das Marianas.
- Kaiko, 10,911 m. O veículo robótico japonês chegou a 10,911.4 m em março de 1995 e trouxe o anfípode Hirondellea gigas.
- Uma exsudação fria, 2,891 m no modelo. Fluido rico em metano e sulfeto de hidrogênio sai pela encosta quase à temperatura da água ao redor. Mexilhões vivem de bactérias que usam metano. Vermes tubícolas crescem lentamente; alguns no golfo do México tinham mais de 200 anos.
- Uma sonda e uma régua junto às fontes, 2,600 m. O fluido pode passar de 400 °C. Ali os vermes tubícolas gigantes crescem pouco menos de 1 m por ano, o crescimento mais rápido entre os invertebrados marinhos conhecidos.
- Um nódulo quebrado, 4,500 m. A NOAA indica cerca de 2 mm por milhão de anos para crostas como essas.
- Casper, 4,500 m no modelo. Um polvo pálido sem nadadeiras, encontrado a 4,290 m perto do Havaí em 2016, ainda sem nome científico.
- Água-viva vermelha gigante, ctenóforo de barriga vermelha e armadilha de sedimentos. Ficam em águas abertas a 1,500, 800 e 3,000 m, respectivamente.
Nove desafios
O botão de desafios da versão ampliada abre nove tarefas curtas. Quatro são resolvidas nadando: encontrar cinco animais luminosos abaixo de 1,000 m, chegar ao fundo do abismo Challenger, acompanhar o mergulho profundo do cachalote até 2,134 m e visitar todas as cinco camadas. Quatro são respondidas escolhendo uma opção, com dados da própria exposição: o maior comprimento do guia, a primeira cor a desaparecer no modelo de luz, a pressão a 10,912 m calculada pela fórmula e o animal que vive sem luz solar. A última pede cinco descobertas escondidas. Os desafios resolvidos e as descobertas ficam salvos neste dispositivo.
Perguntas
Por que o mar parece azul?
A água absorve a luz vermelha muito mais rápido que a azul e espalha parte da luz azul de volta para os seus olhos. Por volta dos 20 m quase todo o vermelho já sumiu, então o que sobra parece azul.
Existe luz no fundo da Fossa das Marianas?
Luz do sol, não. A NOAA diz que a luz da superfície acaba por volta dos 1000 m. A única luz na fossa vem dos animais que produzem a própria luz e das lanternas dos submersíveis que a visitam.
Qual é a pressão no fundo?
Cerca de 1086 atmosferas neste modelo, ou cerca de 1088 pela regra da NOAA de uma atmosfera a cada 10,06 m. Isso dá cerca de 16.000 libras em cada polegada quadrada.
Por que tantos animais das profundezas são vermelhos ou pretos?
Abaixo de algumas dezenas de metros não existe luz vermelha, então um animal vermelho não reflete nada e parece preto. As duas cores escondem o animal dos predadores no escuro.
Até que profundidade um cachalote mergulha?
A NOAA Fisheries diz que os cachalotes mergulham normalmente a cerca de 610 m, e o National Ocean Service da NOAA cita mergulhos de caça de 2134 m ou mais. O mergulho mais fundo já registrado de qualquer baleia é de uma baleia-bicuda-de-cuvier, a 2992 m.
Qual a maior profundidade em que um peixe já foi visto?
Um peixe-caracol filmado a 8336 m. A NOAA Ocean Exploration estima que nenhum peixe vive muito abaixo de cerca de 8400 m por causa da pressão extrema.
Quão frio é o fundo do oceano?
Abaixo de cerca de 200 m a média é de uns 4 °C, e perto do fundo a água fica quase congelando, mas continua líquida. Na fossa ela esquenta muito pouco por causa da compressão.
O que é uma carcaça de baleia?
É o corpo de uma baleia no fundo do mar. A NOAA a descreve como um suprimento de comida repentino e concentrado para as profundezas: os necrófagos limpam a carne em poucos meses, e os ossos podem alimentar comunidades de vermes, bactérias e outros animais por anos ou décadas.
Por que tantos animais das profundezas produzem luz?
Abaixo de cerca de 1000 m não há luz do sol, então a luz é o único jeito de ver ou ser visto. Os animais a usam para atrair presas, achar parceiros, assustar atacantes e, como o peixe-machado, esconder a silhueta contra a luz fraca que vem de cima. Nesta exposição, 37 das 113 espécies produzem luz.
Os animais das profundezas são maiores que os de águas rasas?
Alguns são. O anfípode-supergigante chega a 34 cm, muitas vezes o comprimento dos anfípodes de águas rasas, e a lula-gigante e o sifonóforo-gigante estão entre os animais mais longos. Muitos outros continuam pequenos, como o ciclotone de 7,6 cm, então o tamanho depende do grupo.
Quem chegou primeiro ao fundo do Abismo Challenger?
Don Walsh e Jacques Piccard, no Trieste, em 23 de janeiro de 1960. James Cameron foi o primeiro a ir sozinho, em 2012.
Qual é o naufrágio mais profundo já encontrado?
Segundo a Marinha dos Estados Unidos, é o USS Samuel B. Roberts, um contratorpedeiro de escolta afundado na batalha de Samar em 1944. O naufrágio mais profundo localizado e inspecionado está a 6,895 m no mar das Filipinas e foi identificado em junho de 2022.
O plástico chegou ao fundo do oceano?
Sim. Um estudo de 2018 do banco de dados da JAMSTEC encontrou plástico mesmo abaixo de 6,000 m, em sua maioria descartável. O objeto mais profundo registrado era uma sacola plástica a 10,898 m na fossa das Marianas.
O que é uma exsudação fria?
Um lugar onde fluidos ricos em metano, petróleo ou sulfeto de hidrogênio saem do fundo quase à temperatura da água ao redor. A NOAA descreve esses locais como estáveis e duradouros, ao contrário das fontes quentes. Seus animais crescem devagar: vermes tubícolas podem viver mais de 200 anos.
Qual animal tem os maiores órgãos luminosos?
Taningia danae tem os maiores órgãos luminosos conhecidos em um animal nas pontas de dois braços. Ele os faz piscar durante a caça.
Termos
Carcaça de baleia: o corpo de uma baleia no fundo do mar e a comunidade que vive dele.
Comprimento padrão: medida de um peixe do focinho até o começo da nadadeira caudal.
Contrailuminação: luz da barriga que imita a luz fraca que vem de cima, para que o animal não faça sombra.
Coeficiente de atenuação (K): a rapidez com que a luz enfraquece com a profundidade. A luz cai a 1/e (cerca de 37%) numa distância de 1/K.
Atmosfera (atm): a pressão do ar ao nível do mar, 101.325 pascals.
Batiscafo: veículo de mergulho profundo que pendura uma esfera para a tripulação sob um grande flutuador cheio de gasolina, mais leve que a água e quase incompressível.
Bioluminescência: luz produzida por seres vivos por meio de uma reação química.
Quimiossíntese: produzir alimento a partir de substâncias químicas em vez de luz do sol, como fazem as bactérias das fontes.
Esca: a isca luminosa na ponta da vara de um peixe-pescador.
Zona hadal: a parte mais funda do oceano, de 6000 m para baixo, que só existe nas fossas.
Fotóforo: órgão produtor de luz de um peixe ou de uma lula.
Termoclina: a camada em que a temperatura cai rápido entre a água quente da superfície e a água fria do fundo.
Exsudação fria: lugar onde fluido rico em metano sai do fundo quase à temperatura da água ao redor.
Xenofióforo: organismo unicelular do fundo oceânico profundo que pode ultrapassar 10 cm.
Fontes
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