Bloco de gelo: localização, características e organismos - Ciência - 2023

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opacote ou gelo marinho é o conjunto de mantos de gelo flutuantes que são formados pelo congelamento da água do mar nas regiões oceânicas polares da Terra. Os oceanos polares da Terra são cobertos por gelo marinho sazonalmente (apenas no inverno) ou permanentemente ao longo do ano. Eles são os ambientes mais frios do planeta.

Os ciclos de temperatura e irradiação solar nos oceanos polares apresentam alta variabilidade. A temperatura pode variar entre -40 e -60 ° C e os ciclos de irradiação solar oscilam entre 24 horas de luz do dia no verão e escuridão total no inverno.

O gelo marinho cobre 7% da superfície do planeta e aproximadamente 12% do total dos oceanos terrestres. A maioria deles está localizada nas calotas polares: o capacete polar Ártico do Oceano Ártico ao norte, e o capacete polar Antártico, ao sul.

O gelo marinho passa por um ciclo anual de redução e reconstrução de sua superfície, um processo natural do qual sua vida e estrutura do ecossistema dependem.

A espessura das camadas de gelo polares da Terra também é altamente variável; varia entre um metro (em tempos de derretimento) e 5 metros (em tempos de estabilidade). Em alguns lugares, podem se formar camadas de gelo marinho de até 20 metros de espessura.

Devido à ação combinada dos ventos, flutuações nas correntes marítimas e variações nas temperaturas do ar e do mar, o gelo marinho é um sistema altamente dinâmico.

Localização e características

Bloco de gelo antártico

A camada de gelo da Antártica está localizada no pólo sul, ao redor do continente da Antártica.

Anualmente, durante o mês de dezembro, seu gelo derrete ou derrete, devido ao aumento da temperatura do verão no hemisfério sul da Terra. Sua extensão é de 2,6 milhões de km².

No inverno, com a queda das temperaturas, volta a se formar e atinge uma área igual à do continente, de 18,8 milhões de km².

Bloco de gelo ártico

Na camada de gelo do Ártico, apenas as partes mais próximas das áreas continentais derretem anualmente. No inverno do norte, atinge uma área de 15 milhões de km² e no verão de apenas 6,5 milhões de km².

Física do gelo marinho

Flutuante de massas de gelo marinho

O gelo é menos denso que a água e flutua na superfície do oceano.

À medida que a água passa do estado líquido para o estado sólido, a estrutura cristalina formada apresenta espaços livres vazios e a relação massa / volume (densidade) é inferior à da água no estado líquido.

Canais e poros internos

Quando a água pura se solidifica em gelo, ela forma um sólido quebradiço cujas únicas inclusões são bolhas de gás. Em contraste, quando as águas marinhas congelam, o gelo resultante é uma matriz semissólida, com canais e poros preenchidos com a solução salina da água do mar.

Salinidade

As substâncias dissolvidas, incluindo sais e gases, não entram na estrutura cristalina, mas se acomodam nos poros ou circulam pelos canais.

A morfologia desses poros e canais, o volume total de gelo ocupado por eles e a salinidade da solução marinha contida dependem da temperatura e da idade de formação do gelo.

Existe uma drenagem da solução marinha devido à força da gravidade, o que resulta na redução gradual da salinidade total do gelo marinho.

Essa perda de salinidade aumenta no verão, quando a camada superficial da massa de gelo flutuante derrete e se infiltra; Isso destrói a estrutura dos poros e canais e a solução marinha que eles contêm flui para fora.

Temperatura

A temperatura na superfície superior de uma massa de gelo marinho flutuante (que é em torno de -10 ° C), é determinada pela temperatura do ar (que pode chegar a -40 ° C) e pela capacidade de isolamento da camada de neve.

Em contraste, a temperatura do lado inferior de uma massa de gelo flutuante é igual ao ponto de congelamento da água do mar na qual ela repousa (-1,8 ° C).

Isso resulta em gradientes de temperatura, salinidade - e, portanto, de solutos e gases dissolvidos - e de volume de poros e canais, na massa de gelo marinho.

Desta forma, durante o período outono-inverno, o gelo marinho é mais frio e apresenta maior salinidade.

Organismos que habitam o gelo marinho

Os blocos de gelo são regiões de alta produtividade, conforme evidenciado pelo grande número de mamíferos e pássaros que caçam e se alimentam nessas regiões. Sabe-se que muitas dessas espécies migram por enormes distâncias para se alimentar nessas áreas de gelo marinho.

Ursos polares e morsas abundam na camada de gelo do Ártico, e pinguins e albatrozes na camada de gelo da Antártica. Há presença de focas e baleias em ambas as áreas de gelo marinho.

No gelo marinho ocorre um considerável desenvolvimento sazonal do fitoplâncton, microalgas que realizam a fotossíntese e são os produtores primários da cadeia trófica.

Essa produção é o que sustenta zooplâncton, peixes e organismos do fundo do mar, dos quais, por sua vez, se alimentam os citados mamíferos e aves.

A diversidade de organismos no gelo marinho é menor do que nas zonas tropicais e temperadas, mas nos blocos de gelo também há um número enorme de espécies.

Formas de vida nos espaços dentro do gelo marinho

O parâmetro chave para a existência de vida dentro do gelo marinho é a existência de espaço suficiente dentro da matriz de gelo, espaço que também permite o movimento, a captação de nutrientes e a troca de gases e outras substâncias.

Os poros e canais dentro da matriz do gelo marinho funcionam como habitats para vários organismos. Por exemplo, bactérias, várias espécies de algas, diatomáceas, protozoários, turfeiras, flagelados e copépodes podem viver nos canais e poros.

Apenas rotíferos e turfeiras mostraram ser capazes de atravessar canais e migrar através dos horizontes de gelo marinho.

O resto dos organismos, como bactérias, flagelados, diatomáceas e pequenos protozoários, vivem em poros menores que 200 μm, usando-os como refúgio onde se beneficiam da baixa pressão de predação.

Bactérias, arqueobactérias, cianobactérias e microalgas no gelo marinho

As espécies predominantes na bolsa de gelo são microrganismos psicrofílicos, ou seja, Extremófilos que toleram temperaturas muito baixas.

As bactérias heterotróficas constituem o grupo predominante dentro dos organismos procarióticos que habitam o gelo marinho, que são psicrofílicos e halotolerantes, ou seja, vivem em condições de alta salinidade, como espécies de vida livre e também associadas a superfícies.

Archaea também foi relatada em ambos os mantos de gelo, Ártico e Antártico.

Várias espécies de cianobactérias habitam o gelo marinho do Ártico, mas não foram encontradas na Antártica.

As algas diatomáceas são o grupo de eucariotos mais estudado no gelo marinho, mas também existem dinoflagelados, ciliados, foraminíferos e clorófitas, entre outros.

A mudança climática está afetando particularmente os blocos de gelo polares e muitas de suas espécies estão ameaçadas de extinção devido a esta causa.

Referências

Arrigo, K.R. e Thomas, D.N. (2004). Importância em grande escala da biologia do gelo marinho no Oceano Antártico. Antarctic Science. 16: 471-486.
Brierley, A.S. e Thomas, D.N. (2002). Ecologia do gelo do Oceano Antártico. Advances in Marine Biology. 43: 171-276.
Cavicchioli, R. (2006). Archaea adaptado ao frio. Nature Reviews Microbiology. 4: 331-343.
Collins, R.E., Carpenter, S.D. e Deming, J.W. (2008). Heterogeneidade espacial e dinâmica temporal de partículas, bactérias e pEPS no gelo marinho do inverno ártico. Journal of Marine Systems. 74: 902-917.
Tilling, R.L.; Shepherd, A.; Wingham, D.J. (2015). Aumento do volume de gelo do mar Ártico após derretimento anormalmente baixo em 2013. Nature Geoscience. 8 (8): 643-646. doi: 10.1038 / NGEO2489.