As trincheiras oceânicas são abismos no fundo do mar que se formam como resultado da atividade das placas tectônicas da Terra, que quando uma converge é empurrada para baixo da outra.
Essas longas e estreitas depressões em forma de V são as partes mais profundas do oceano e são encontradas em todo o mundo, atingindo profundidades de cerca de 10 quilômetros abaixo do nível do mar..
As trincheiras mais profundas são encontradas no Oceano Pacífico e fazem parte do chamado "Anel de Fogo", que também inclui vulcões ativos e zonas de terremoto.
A trincheira oceânica mais profunda é a Fossa das Marianas, localizada perto das Ilhas Marianas, com um comprimento de mais de 1.580 milhas ou 2.542 quilômetros, 5 vezes maior do que o Grand Canyon no Colorado, Estados Unidos e, em média, tem apenas 69 quilômetros de largura.
Lá está o Challenger Abyss, que com 10.911 metros é a parte mais profunda do oceano. Da mesma forma, as sepulturas de Tonga, Kuril, Kermadec e Filipinas têm mais de 10.000 metros de profundidade..
Em comparação, o Monte Everest está 8.848 metros acima do nível do mar, o que significa que a Fossa das Marianas em sua parte mais profunda tem mais de 2.000 metros de profundidade..
As trincheiras oceânicas ocupam a camada mais profunda do oceano. A pressão intensa, a falta de luz solar e as temperaturas frias deste lugar fazem dele um dos habitats mais singulares da Terra..
Os poços são formados por subducção, um processo geofísico no qual duas ou mais placas tectônicas da Terra convergem e a placa mais antiga e mais densa é empurrada para baixo da placa mais leve, fazendo com que o fundo do oceano e a crosta externa (a litosfera) se curvem e formem uma inclinação, a Depressão em forma de V.
Em outras palavras, quando a borda de uma placa tectônica densa encontra a borda de uma placa tectônica menos densa, a placa mais densa se curva para baixo. Este tipo de limite entre as camadas da litosfera é denominado convergente. O local onde a placa mais densa se subduz é chamada de zona de subducção.
O processo de subdução torna as trincheiras elementos geológicos dinâmicos, sendo responsáveis por uma parte significativa da atividade sísmica da Terra e são frequentemente o epicentro de grandes terremotos, incluindo alguns dos maiores terremotos já registrados..
Algumas fossas oceânicas são formadas por subducção entre uma placa que carrega uma crosta continental e uma placa que carrega uma crosta oceânica. A crosta continental sempre flutua mais do que a crosta oceânica e esta sempre subdividirá.
As fossas oceânicas mais conhecidas são o resultado dessa fronteira entre placas convergentes. A Fossa Peru-Chile da costa oeste da América do Sul é formada pela crosta oceânica da placa de Nazca que se subduz sob a crosta continental da placa sul-americana..
A fossa Ryukyu, que se estende do sul do Japão, é formada de tal forma que a crosta oceânica da placa filipina se subduz sob a crosta continental da placa eurasiática..
Raramente, as trincheiras oceânicas podem se formar quando duas placas com a crosta continental se encontram. A Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico Sul, se forma quando a poderosa placa do Pacífico se subduz sob a placa menor e menos densa das Filipinas..
Em uma zona de subducção, parte do material fundido, que antes era o fundo do mar, geralmente é levantado por vulcões localizados perto do poço. Os vulcões freqüentemente criam arcos vulcânicos, uma ilha da cadeia de montanhas que fica paralela à trincheira..
A Fossa das Aleutas é formada onde a placa do Pacífico se subduz sob a placa da América do Norte na região ártica entre o estado americano do Alasca e a região russa da Sibéria. As Ilhas Aleutas formam um arco vulcânico saindo da Península do Alasca e logo ao norte da Fossa das Aleutas..
Nem todas as fossas oceânicas estão no Pacífico. A Fossa de Porto Rico é uma depressão tectônica complexa que é parcialmente formada pela zona de subducção das Pequenas Antilhas. Aqui, a crosta oceânica da enorme placa norte-americana é subduzida sob a crosta oceânica da placa caribenha menor..
O conhecimento das fossas oceânicas é limitado devido à sua profundidade e distância, mas os cientistas sabem que elas desempenham um papel significativo em nossa vida terrestre..
Grande parte da atividade sísmica mundial ocorre em zonas de subducção, o que pode ter um efeito devastador nas comunidades costeiras e ainda mais na economia global..
Terremotos no fundo do mar gerados em zonas de subducção foram responsáveis pelo tsunami do Oceano Índico em 2004 e pelo terremoto e tsunami Tohoku no Japão em 2011.
Ao estudar as fossas oceânicas, os cientistas podem compreender o processo físico de subducção e as causas desses desastres naturais devastadores..
O estudo das trincheiras também dá aos pesquisadores uma compreensão das novas e diversas formas de adaptação dos organismos das profundezas do mar ao seu ambiente, que podem ser a chave para os avanços biológicos e biomédicos..
Estudar como os organismos do fundo do mar se adaptaram à vida em seus ambientes hostis pode ajudar a avançar a compreensão em diversas áreas de pesquisa, desde tratamentos para diabetes até detergentes aprimorados..
Os pesquisadores já descobriram micróbios que habitam as fontes hidrotermais no fundo do mar e que têm potencial como novas formas de antibióticos e drogas contra o câncer..
Essas adaptações também podem ser a chave para a compreensão da origem da vida no oceano, à medida que os cientistas examinam a genética desses organismos para montar o quebra-cabeça da história de como a vida se expande entre ecossistemas isolados e, eventualmente, através dos ecossistemas..
Pesquisas recentes também revelaram grandes e inesperadas quantidades de matéria de carbono se acumulando nos poços, o que pode sugerir que essas regiões desempenham um papel significativo no clima da Terra..
Este carbono é confiscado no manto terrestre por subducção ou consumido por bactérias do fosso..
Esta descoberta apresenta oportunidades para uma investigação mais aprofundada do papel das trincheiras, tanto como uma fonte (via vulcões e outros processos) e como um reservatório no ciclo do carbono do planeta que pode influenciar como os cientistas eventualmente entendem e prevêem. O impacto dos gases de efeito estufa gerados pelo homem e mudanças climáticas.
O desenvolvimento de novas tecnologias de alto mar, de submersíveis a câmeras e sensores e amostradores, proporcionará grandes oportunidades para os cientistas investigarem sistematicamente os ecossistemas de trincheiras por longos períodos de tempo..
Isso nos dará uma melhor compreensão dos terremotos e processos geofísicos, revisará como os cientistas entendem o ciclo global do carbono, fornecerá caminhos para a pesquisa biomédica e, potencialmente, contribuirá para novos insights sobre a evolução da vida na Terra..
Esses mesmos avanços tecnológicos criarão novos recursos para os cientistas estudarem o oceano como um todo, desde litorais remotos até o oceano Ártico coberto de gelo..
As fossas oceânicas são alguns dos habitats mais hostis do planeta. A pressão é mais de 1.000 vezes a superfície e a temperatura da água está ligeiramente acima de zero. Talvez mais importante, a luz do sol não penetra nas fossas oceânicas mais profundas, tornando a fotossíntese impossível..
Organismos que vivem em fossas oceânicas evoluíram com adaptações incomuns para prosperar nesses cânions frios e escuros.
Seu comportamento é um teste da chamada "hipótese de interação visual" que diz que quanto maior a visibilidade de um organismo, maior a energia que ele deve gastar para caçar presas ou repelir predadores. Em geral, a vida nas trincheiras do oceano escuro é isolada e lenta.
A pressão no fundo do Challenger Abyss, o lugar mais profundo da Terra, é de 703 quilogramas por metro quadrado (8 toneladas por polegada quadrada). Grandes animais marinhos, como tubarões e baleias, não podem viver nesta profundidade esmagadora..
Muitos organismos que prosperam nesses ambientes de alta pressão não possuem órgãos que se enchem de gases, como os pulmões. Esses organismos, muitos relacionados com estrelas do mar ou medusas, são feitos principalmente de água e material gelatinoso que não pode ser esmagado com a mesma facilidade com que os pulmões ou os ossos..
Muitas dessas criaturas navegam nas profundezas bem o suficiente para fazer uma migração vertical de mais de 1.000 metros do fundo das trincheiras a cada dia..
Mesmo os peixes em poços profundos são gelatinosos. Muitas espécies de caracol-cabeça-de-bolbo, por exemplo, vivem no fundo da Fossa das Marianas. Os corpos desses peixes foram comparados a lenços descartáveis.
As fossas oceânicas rasas têm menos pressão, mas ainda podem estar fora da zona de luz solar, onde a luz penetra na água.
Muitos peixes se adaptaram à vida nessas trincheiras oceânicas escuras. Alguns usam bioluminescência, o que significa que eles produzem sua própria luz para viver a fim de atrair presas, encontrar um parceiro ou repelir o predador..
Sem fotossíntese, as comunidades marinhas dependem principalmente de duas fontes incomuns de nutrientes.
A primeira é a "neve marinha". A neve marinha é a queda contínua de matéria orgânica das alturas da coluna d'água. A neve marinha é principalmente resíduo, incluindo excrementos e restos de organismos mortos, como peixes ou algas marinhas. Esta neve marinha rica em nutrientes alimenta animais como pepinos do mar ou lulas vampiras..
Outra fonte de nutrientes para as teias alimentares das fossas oceânicas não vem da fotossíntese, mas da quimiossíntese. A quimiossíntese é o processo pelo qual os organismos da fossa oceânica, como as bactérias, convertem compostos químicos em nutrientes orgânicos..
Os compostos químicos usados na quimiossíntese são metano ou dióxido de carbono expelido de fontes hidrotermais que liberam seus gases e fluidos quentes e tóxicos na água fria do oceano. Um animal comum que depende de bactérias quimiossintéticas para se alimentar é o verme tubular gigante..
As fossas oceânicas continuam sendo um dos habitats marinhos mais esquivos e pouco conhecidos. Até 1950, muitos oceanógrafos pensavam que essas trincheiras eram ambientes imutáveis perto de serem desprovidos de vida. Ainda hoje, grande parte da pesquisa em trincheiras oceânicas é baseada em amostras do fundo do mar e expedições fotográficas..
Isso está mudando lentamente conforme os exploradores vão fundo, literalmente. O Challenger Deep, no fundo da Fossa das Marianas, encontra-se nas profundezas do Oceano Pacífico perto da ilha de Guam.
Apenas três pessoas visitaram o Challenger Abyss, a trincheira oceânica mais profunda do mundo: uma equipe franco-americana conjunta (Jacques Piccard e Don Walsh) em 1960 alcançando uma profundidade de 10.916 metros e o explorador residente da National Geographic James Cameron em 2012 alcançando 10.984 metros (duas outras expedições não tripuladas também exploraram o Challenger Abyss).
A engenharia de submersíveis para explorar fossas oceânicas apresenta um grande conjunto de desafios únicos.
Os submersíveis devem ser incrivelmente fortes e resistentes para combater fortes correntes oceânicas, visibilidade zero e alta pressão da Fossa das Marianas..
Desenvolver a engenharia para transportar pessoas com segurança, além de equipamentos delicados, é um desafio ainda maior. O submarino que levou Piccard e Walsh ao Challenger Abyss, o extraordinário Trieste, era uma embarcação incomum conhecida como batiscafo (submarino para explorar as profundezas do oceano)..
O submersível da Cameron, o Deepsea Challenger, enfrentou com sucesso os desafios de engenharia de maneiras inovadoras. Para combater as correntes profundas do oceano, o submarino foi projetado para girar lentamente enquanto desce.
As luzes do submarino não eram feitas de lâmpadas incandescentes ou fluorescentes, mas arranjos de minúsculos LEDs que iluminavam uma área de cerca de 30 metros..
Talvez o mais surpreendente seja que o próprio Deepsea Challenger foi projetado para ser compactado. Cameron e sua equipe criaram uma espuma sintética à base de vidro que permitiu que o veículo se comprimisse sob a pressão do oceano. O Deepsea Challenger voltou à superfície 7,6 centímetros menor do que quando desceu.
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