10 descobertas que revelaram o que existe nos oceanos
Do primeiro mapa do relevo submarino às bactérias que vivem quilômetros abaixo do assoalho, as descobertas que revelaram o maior e menos explorado ambiente do planeta.
Introdução
Os oceanos cobrem cerca de 71 por cento da superfície do planeta e concentram a maior parte de seu volume habitável, mas foram a última grande região da Terra a ser descrita. Ainda em meados do século XIX, um naturalista respeitado podia afirmar sem contestação séria que abaixo de algumas centenas de metros não haveria vida, e nenhum mapa mostrava o que existe entre a superfície e o fundo.
A reversão desse quadro aconteceu em pouco mais de um século e dependeu de instrumentos antes de depender de ideias. Sondagem acústica, magnetômetros rebocados, submersíveis tripulados, plataformas de perfuração e citometria de fluxo abriram, cada um a seu tempo, uma faixa do oceano que simplesmente não podia ser observada antes. A história da oceanografia é, em larga medida, a história do que os instrumentos passaram a alcançar.
Este ranking reúne dez descobertas feitas nesse processo. Elas foram ordenadas segundo o quanto alteraram a compreensão do planeta como um todo, e não apenas do ambiente marinho: várias das posições listadas aqui tiveram efeito maior sobre a geologia e a climatologia do que sobre a biologia marinha, e é assim que a lista as trata.
Há uma consequência dessa escolha que convém antecipar. Descobertas taxonômicas, por mais notáveis, não aparecem em posições próprias, ainda que o número de espécies marinhas descritas continue a crescer todos os anos. O que a lista privilegia são achados que mudaram o funcionamento do quadro geral, e não a contagem do que ele contém.
Objetivo deste ranking
Reunir as descobertas que transformaram o oceano de espaço vazio em sistema descrito, indicando o que foi encontrado, com que instrumentos, por quem e sob quais condições de trabalho e financiamento.
Cada posição aponta as instituições que mantêm hoje os dados, coleções e séries correspondentes, de modo que o leitor possa consultar o registro original em vez de depender desta síntese.
Critérios de seleção
Os critérios abaixo foram definidos antes da montagem da lista e aplicados a todos os candidatos avaliados. Eles explicam por que uma descoberta entrou e por que ficou onde ficou.
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Alteração do quadro geral do planeta
Peso 1 — decisivoGrau em que o achado mudou a compreensão da Terra como sistema, e não apenas do ambiente marinho. Descobertas que reorganizaram geologia, clima ou biologia de forma simultânea ocupam as primeiras posições.
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Ineditismo do que foi encontrado
Peso 2 — altoDistância entre o que se esperava encontrar e o que se encontrou. Valorizamos resultados que contrariaram previsões explícitas da comunidade científica da época, e não apenas os que preencheram lacunas previstas.
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Confirmação por técnicas independentes
Peso 3 — altoNúmero de métodos distintos que sustentam o resultado. Em um ambiente onde observação direta é cara e rara, a convergência entre acústica, perfuração, sensores autônomos e análise química é o principal teste disponível.
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Efeito sobre acompanhamento e regulação
Peso 4 — médioExistência de programas de monitoramento, acordos internacionais ou normas de exploração que passaram a se apoiar na descoberta. Mede o quanto o conhecimento saiu da literatura e entrou em decisão prática.
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Continuidade da linha de pesquisa
Peso 5 — médioVitalidade atual do campo aberto pelo achado, medida por expedições, programas internacionais e séries de dados ainda em curso. Descobertas que continuam gerando trabalho pontuam acima das que se encerraram em si mesmas.
Metodologia
O levantamento inicial reuniu 34 candidatas, extraídas de relatórios de programas internacionais de perfuração e observação oceânica, de acervos de instituições oceanográficas com mais de meio século de atividade e de obras de história da ciência publicadas por editoras universitárias.
Cada candidata teve data, autoria e conteúdo verificados em pelo menos duas fontes independentes, sendo ao menos uma institucional. Oito foram eliminadas nesta fase, quase todas por relatos de descoberta cuja cronologia não resistiu à conferência com registros de bordo e com as publicações originais.
Às 26 restantes aplicamos os cinco critérios na ordem de peso declarada. O primeiro critério funcionou como filtro principal e produziu um resultado que convém explicitar: descobertas de grande apelo público, como a descida à maior profundidade conhecida, ficaram abaixo de achados menos visíveis que reorganizaram a geologia ou a microbiologia.
Achados construídos por acúmulo, sem marco isolado, aparecem como posição única com intervalo de anos. É o caso do mapeamento do assoalho, feito ao longo de duas décadas, e da caracterização da biosfera sob o fundo do mar, resultado de sucessivas campanhas de perfuração conduzidas por consórcios internacionais.
A redação partiu de um dossiê fechado antes do início do texto. Datas, números e nomes foram conferidos contra esse dossiê por uma segunda pessoa, que não participou da escrita nem da ordenação.
Período considerado
De 1872 a 2012. O recorte abre com a partida do HMS Challenger, primeira expedição organizada para estudar o oceano profundo de forma sistemática, e se encerra com as estimativas de biomassa microbiana sob o assoalho publicadas em 2012. Nesse intervalo, o oceano passou de superfície a ser atravessada a ambiente com relevo mapeado, circulação descrita e biosfera própria. Descobertas mais recentes existem e são numerosas, mas o critério de confirmação independente adotado aqui exige um tempo de escrutínio que elas ainda não completaram.
As 10 posições
Cada posição reúne o que foi descoberto, quando, por quem e com que consequências. Use o índice ao lado para saltar entre elas ou a navegação ao final de cada bloco.
Posição 1: O mapa do relevo do assoalho oceânico
O primeiro mapa do fundo do mar revelou uma cadeia de montanhas contínua com um vale profundo em seu eixo, feição que ninguém esperava encontrar.
- Ano
- 1957–1977
- Onde
- Estados Unidos
- Quem
- Marie Tharp, Bruce Heezen
- Tipo
- Observacional
A partir de 1948, no observatório geológico ligado à Universidade Columbia, a geóloga Marie Tharp passou a converter em perfis de relevo os registros de sondagem acústica trazidos por navios que atravessavam o Atlântico. Cada travessia produzia uma linha de profundidades; o trabalho consistia em transformar milhares dessas linhas em uma representação do terreno.
Em 1952, ao comparar seis perfis do Atlântico Norte, Tharp notou que todos apresentavam um vale estreito e profundo exatamente no eixo da cadeia submarina central. A feição sugeria fratura da crosta, e não simples relevo, interpretação que seu colega Bruce Heezen inicialmente rejeitou.
A confirmação veio de um mapa independente. Heezen dispunha de registros de epicentros de terremotos do Atlântico, e a comparação mostrou que a sismicidade se concentrava com precisão dentro do vale identificado por Tharp. Duas medições sem relação entre si apontavam para o mesmo lugar.
O primeiro diagrama fisiográfico do Atlântico Norte foi publicado em 1957, e o panorama do assoalho de todos os oceanos, pintado por Heinrich Berann a partir dos dados da dupla, saiu em 1977. As imagens mostraram uma cadeia de montanhas contínua de mais de 60 mil quilômetros, a maior feição geológica isolada do planeta.
Contexto histórico
Tharp foi contratada porque a Segunda Guerra abrira vagas antes fechadas a mulheres, mas não teve permissão para embarcar nos navios que coletavam os dados que analisava até 1965. Relatos publicados por ela registram que sua primeira interpretação do vale central foi descartada por Heezen com a observação de que aquilo era conversa de menina, e que ela precisou refazer o trabalho para que fosse aceito. Seu nome não constou de várias das publicações iniciais.
Impacto científico
O mapa forneceu a evidência visual que tornou a hipótese de deriva continental discutível outra vez, ao mostrar uma estrutura ativa e contínua no meio do oceano. Foi sobre esse relevo que Harry Hess construiu a explicação apresentada na posição seguinte, e é dele que vem a divisão do assoalho em dorsais, planícies abissais e fossas usada até hoje.
Impacto social
O traçado de cabos submarinos de telecomunicação, por onde passa hoje a quase totalidade do tráfego intercontinental de dados, depende de cartas de relevo do fundo do mar herdadas desse esforço. Programas internacionais de batimetria mantêm a atualização dessas cartas, e a fração do assoalho mapeada com sondagem moderna de alta resolução ainda é minoritária.
Posição 2: A expansão do assoalho oceânico
A proposta de que o fundo do mar se forma nas dorsais e é destruído nas fossas explicou por que o assoalho oceânico é geologicamente jovem.
- Ano
- 1961–1962
- Onde
- Estados Unidos
- Quem
- Harry Hess, Robert Dietz
- Tipo
- Teórica
Durante a Segunda Guerra Mundial, o geólogo Harry Hess comandou um navio de transporte da marinha norte-americana e manteve o ecobatímetro ligado em todas as travessias do Pacífico, acumulando perfis de relevo em rotas que nenhuma expedição científica percorreria. Entre outras feições, identificou montanhas submarinas de topo plano, hoje chamadas guyots.
Em 1962, reuniu essas observações em um texto que ele próprio classificou como um ensaio de geopoesia, dada a escassez de provas diretas. A proposta era que material do manto ascende nas dorsais, forma crosta nova, afasta-se lateralmente e retorna ao interior nas fossas. Robert Dietz publicara ideia semelhante no ano anterior e cunhara a expressão expansão do assoalho oceânico.
O modelo resolvia de uma só vez vários problemas incômodos. Explicava por que a camada de sedimento no fundo do mar é fina demais para bilhões de anos de deposição, por que não se encontram rochas oceânicas antigas e por que as dorsais são regiões de fluxo de calor elevado.
A confirmação decisiva veio das faixas magnéticas simétricas identificadas em 1963 e, poucos anos depois, da perfuração sistemática do assoalho por um navio dedicado, cujas campanhas a partir de 1968 mostraram que a idade dos sedimentos mais antigos aumenta de forma regular com a distância em relação ao eixo da dorsal.
Contexto histórico
A cautela de Hess ao apresentar a proposta como ensaio especulativo não era retórica: a comunidade geológica havia rejeitado a deriva continental décadas antes, e uma hipótese de mobilidade da crosta precisava de proteção contra a mesma reação. A rapidez com que o quadro mudou entre 1962 e 1968 é frequentemente citada como uma das transições conceituais mais velozes da história das ciências da Terra.
Impacto científico
A expansão do assoalho é a peça que faltava para converter a deriva continental em tectônica de placas, e com ela toda a geologia passou a operar sob um princípio único. A datação do assoalho por faixas magnéticas, derivada diretamente do modelo, permitiu reconstruir a abertura de cada oceano e a posição dos continentes ao longo de centenas de milhões de anos.
Impacto social
A compreensão de que as fossas são zonas de consumo de crosta explicou a localização dos terremotos mais intensos já registrados e das fontes de tsunami que atingem bacias oceânicas inteiras, base dos sistemas de alerta hoje operados no Pacífico e no Índico. A prospecção de recursos em margens continentais também passou a se orientar pela história de abertura de cada bacia.
Posição 3: A expedição do HMS Challenger
Quatro anos de sondagens e coletas em todos os oceanos fundaram a oceanografia e desmentiram a ideia de que o mar profundo seria estéril.
- Ano
- 1872–1876
- Onde
- Reino Unido
- Quem
- Charles Wyville Thomson, John Murray
- Tipo
- De campo
Em dezembro de 1872, uma corveta britânica adaptada para pesquisa partiu de Portsmouth com laboratórios a bordo, equipamento de sondagem e dragagem e uma equipe científica chefiada pelo naturalista Charles Wyville Thomson. A viagem durou até maio de 1876 e percorreu cerca de 127 mil quilômetros por todos os oceanos, exceto o Ártico.
O programa era sistemático, e não oportunista. Em 362 estações previamente definidas, a tripulação media profundidade, temperatura em vários níveis, corrente e composição química da água, e coletava organismos e sedimentos do fundo. Foi essa padronização, mais do que qualquer achado isolado, que criou a oceanografia como disciplina.
Os resultados desmontaram a hipótese, então respeitada, de que não haveria vida abaixo de algumas centenas de metros. A expedição descreveu cerca de 4.700 espécies novas, muitas delas de grandes profundidades, e recolheu do fundo os nódulos de manganês que voltariam a ser objeto de interesse um século depois, por seu conteúdo metálico.
Uma sondagem realizada em 1875 perto das Marianas registrou profundidade superior a oito mil metros, valor sem precedente nos registros da época. A depressão medida ali recebeu o nome do navio e é o ponto mais profundo conhecido do planeta.
Contexto histórico
O relatório final ocupou 50 volumes publicados entre 1885 e 1895, sob edição de John Murray depois da morte de Wyville Thomson, e envolveu especialistas de vários países na descrição do material coletado. O custo e a duração do processamento superaram largamente os da viagem, situação que se tornaria rotina em expedições oceanográficas e que ainda hoje define o ritmo do campo.
Impacto científico
A expedição estabeleceu o formato de campanha oceanográfica que seguiu em uso por mais de um século, com estações fixas, protocolos padronizados e coleta simultânea de dados físicos, químicos e biológicos. As coleções reunidas continuam depositadas em museus e são consultadas como referência histórica para comparar a composição de comunidades marinhas antes da industrialização da pesca.
Impacto social
A demonstração de que o fundo do mar abriga vida e depósitos minerais alterou a percepção do oceano como espaço apenas de trânsito. Os nódulos descritos pela expedição estão no centro do debate atual sobre mineração em águas profundas, conduzido pela Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos, que discute regras de exploração desde os anos 1990 sem regulamentação comercial concluída.
Posição 4: A vida sustentada por energia química nas fontes hidrotermais
Comunidades densas encontradas no escuro absoluto, a 2.500 metros de profundidade, revelaram que a fotossíntese não é a única base possível para um ecossistema.
- Ano
- 1977–1981
- Onde
- Estados Unidos
- Quem
- John Corliss, Robert Ballard, Colleen Cavanaugh
- Tipo
- De campo
Em fevereiro de 1977, uma expedição geológica à dorsal das Galápagos usou o submersível tripulado Alvin para localizar fontes de água aquecida no assoalho, a cerca de 2.500 metros de profundidade. O objetivo era medir a circulação hidrotermal prevista pelos modelos de formação de crosta oceânica.
As câmeras registraram, em torno das fontes, comunidades de densidade comparável à de um recife: moluscos de mais de 20 centímetros, caranguejos brancos e vermes tubulares vermelhos com até dois metros, em um ambiente sem luz, sem plantas e sem qualquer aporte visível de matéria orgânica da superfície.
A base dessas comunidades foi identificada em 1981 por Colleen Cavanaugh, então doutoranda, que demonstrou que os vermes tubulares não têm boca, intestino nem ânus e abrigam, em um órgão interno próprio, bactérias que oxidam o sulfeto de hidrogênio dissolvido na água e produzem matéria orgânica a partir dessa energia.
O processo, chamado quimiossíntese, sustenta a cadeia alimentar inteira dessas comunidades. Dois anos depois, expedições à elevação do Pacífico oriental encontraram fontes de tipo diferente, com jatos escuros de fluido a temperaturas superiores a 300 graus, mantidos líquidos pela pressão da coluna de água.
Contexto histórico
A expedição de 1977 não levava biólogos a bordo nem material adequado para preservar tecidos, e parte das primeiras amostras foi conservada em bebida destilada comprada na despensa do navio. A descrição formal só foi publicada em 1979, depois que a equipe reorganizou o programa para acomodar um resultado biológico que nenhum de seus integrantes fora treinado para interpretar.
Impacto científico
A quimiossíntese deslocou o limite do que se considera ambiente habitável e passou a orientar a pesquisa sobre a origem da vida, dado que as fontes oferecem gradientes químicos estáveis por milênios. Comunidades análogas foram depois encontradas em exsudações frias, em carcaças de baleias no fundo do mar e sob camadas de gelo, mostrando que o padrão é geral e não uma curiosidade local.
Impacto social
Enzimas de microrganismos coletados nessas fontes e em ambientes quentes correlatos passaram a ser usadas em processos industriais e laboratoriais que exigem resistência térmica. A coincidência entre a localização dos ecossistemas e a dos depósitos de sulfetos metálicos de interesse comercial tornou essas comunidades argumento central no debate sobre mineração submarina.
Posição 5: Prochlorococcus, o organismo fotossintético mais abundante
Um instrumento adaptado da imunologia revelou que a maior parte da fotossíntese oceânica é feita por bactérias pequenas demais para os métodos anteriores.
- Ano
- 1986–1988
- Onde
- Estados Unidos
- Quem
- Sallie Chisholm, Robert Olson, John Waterbury
- Tipo
- Observacional
A contagem de organismos fotossintéticos marinhos dependia, até os anos 1980, de microscopia e de filtração, técnicas que perdem células muito pequenas. A adoção da citometria de fluxo, instrumento desenvolvido para contar células sanguíneas, permitiu classificar milhares de células por segundo pela luz que emitem ao atravessar um feixe laser.
Em 1986, durante uma campanha no Atlântico, a equipe liderada por Sallie Chisholm e Robert Olson detectou um sinal de fluorescência fraco e numeroso que não correspondia a nenhum grupo conhecido. Tratava-se de uma bactéria fotossintética com menos de um micrômetro, menor do que qualquer organismo do tipo descrito até então.
O achado foi publicado em 1988 e o organismo recebeu o nome de Prochlorococcus. Um levantamento global publicado em 2013 estimou sua abundância em cerca de três octilhões de células, número que faz dele o organismo fotossintético mais numeroso conhecido, distribuído por praticamente todas as águas tropicais e temperadas.
Sua sobrevivência depende de um genoma extremamente reduzido, adaptado a águas pobres em nutrientes, e de variedades distintas especializadas em diferentes profundidades e intensidades de luz. O conjunto dessas variedades funciona como uma federação de linhagens que ocupa toda a coluna iluminada.
Contexto histórico
A descoberta só foi possível porque um instrumento criado para a pesquisa biomédica foi adaptado ao trabalho embarcado, com todas as dificuldades de manter um equipamento óptico delicado em funcionamento a bordo. O episódio é citado como exemplo de que ambientes considerados bem estudados podem esconder o componente mais abundante do sistema por simples limitação do método de observação.
Impacto científico
A identificação obrigou a revisão dos cálculos de produção primária dos oceanos e deu impulso à ecologia microbiana marinha e, mais tarde, à análise genética de comunidades inteiras de água do mar. O fitoplâncton marinho responde por aproximadamente metade da produção primária do planeta, segundo estimativa publicada em 1998 e desde então acompanhada por sensores de cor do oceano em órbita.
Impacto social
O oxigênio produzido por esses organismos e sua participação na transferência de carbono para o fundo do mar tornaram-nos peça dos modelos que projetam o comportamento do ciclo global do carbono. Alterações na temperatura e na estratificação das camadas superficiais afetam diretamente sua distribuição, e o acompanhamento dessa resposta integra hoje os programas de observação oceânica de longo prazo.
Posição 6: A circulação termoalina global
A descrição de um sistema global de correntes profundas mostrou que o oceano redistribui calor entre hemisférios e pode mudar de regime.
- Ano
- 1987
- Onde
- Estados Unidos
- Quem
- Wallace Broecker
- Tipo
- Teórica
A densidade da água do mar depende de temperatura e salinidade. Água fria e salgada afunda; água quente e menos salgada permanece na superfície. Esse contraste move um sistema de correntes profundas que percorre todas as bacias oceânicas e que o geoquímico Wallace Broecker divulgou, em 1987, sob a imagem de uma esteira transportadora global.
No Atlântico Norte, águas superficiais que vieram dos trópicos perdem calor para a atmosfera, tornam-se densas e afundam, formando a massa de água profunda que escoa para o sul. O ramo superficial que a alimenta transporta calor em direção às altas latitudes, e o processo se completa por afloramento em outras regiões, em escala de séculos.
Broecker chamou a atenção para a possibilidade de mudança de regime. Registros de gelo e de sedimentos indicavam alterações climáticas abruptas no passado, como o episódio frio do Dryas recente, e a hipótese era que grandes aportes de água doce, vindos do derretimento de gelo continental, poderiam reduzir a densidade superficial e enfraquecer a circulação.
A partir de 2004, uma linha de instrumentos fundeados no Atlântico, na latitude de 26 graus norte, passou a medir continuamente a intensidade dessa circulação, fornecendo pela primeira vez uma série direta em vez de estimativas indiretas.
Contexto histórico
A imagem da esteira transportadora foi criticada por simplificar um sistema em que vento e mistura turbulenta desempenham papel maior do que a metáfora sugere, e a própria comunidade oceanográfica passou a evitá-la em textos técnicos. Broecker reconheceu a limitação e defendeu o valor da imagem como recurso de comunicação, distinguindo-a da descrição quantitativa do processo.
Impacto científico
O acoplamento entre circulação oceânica profunda e clima passou a ser componente obrigatório dos modelos climáticos, e a paleoceanografia se organizou em torno da reconstrução desses regimes a partir de sedimentos. O sexto relatório de avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima, de 2021, considera muito provável o enfraquecimento dessa circulação ao longo do século, sem indicar colapso abrupto como resultado provável até 2100.
Impacto social
A possibilidade de mudanças abruptas de regime climático entrou no debate público a partir dessa linha de trabalho, com considerável distorção em representações populares que comprimem em dias processos de décadas. Nos termos técnicos, o interesse prático está no efeito sobre temperatura e regime de chuvas no entorno do Atlântico Norte e sobre a distribuição de estoques pesqueiros.
Posição 7: A acidificação dos oceanos
O cálculo do efeito químico do dióxido de carbono absorvido pelo mar revelou uma alteração da água oceânica independente do aquecimento.
- Ano
- 2003
- Onde
- Estados Unidos
- Quem
- Ken Caldeira, Michael Wickett
- Tipo
- Teórica
Parte do dióxido de carbono lançado na atmosfera é absorvida pelo oceano. Ao se dissolver, o gás reage com a água e forma ácido carbônico, que se dissocia e libera íons de hidrogênio, reduzindo o pH e diminuindo a disponibilidade de íons carbonato usados por organismos marinhos para construir conchas e esqueletos.
Em 2003, Ken Caldeira e Michael Wickett publicaram um trabalho curto que calculava a magnitude desse efeito ao longo dos séculos seguintes e o comparava com variações reconstruídas para o passado geológico. A conclusão foi que a velocidade da mudança em curso não tem paralelo nos registros disponíveis para dezenas de milhões de anos.
Medições diretas confirmaram o processo. As séries mantidas por estações oceanográficas de longo prazo e sintetizadas por agências ambientais registram queda de cerca de 0,1 unidade de pH na superfície do oceano desde o período pré-industrial, o que corresponde a um aumento de aproximadamente 30 por cento na concentração de íons de hidrogênio.
O efeito é distinto do aquecimento e independe dele: mesmo que a temperatura permanecesse estável, a absorção de dióxido de carbono continuaria alterando a química da água. O oceano absorveu cerca de um quarto das emissões humanas da década de 2010, segundo os balanços de carbono avaliados no relatório de 2021 do painel climático das Nações Unidas.
Contexto histórico
O tema demorou a receber atenção porque a absorção oceânica era descrita, até então, sobretudo como serviço prestado ao clima, ao remover carbono da atmosfera. A mudança de enquadramento, que passou a considerar também o custo químico dessa remoção, é um exemplo de como um mesmo processo pode permanecer subestudado enquanto for classificado apenas por seu efeito benéfico.
Impacto científico
A acidificação abriu um campo experimental próprio, com estudos de resposta de organismos calcificadores em condições controladas e com o uso de fontes naturais de dióxido de carbono no mar como laboratórios de campo. A mesma linha de trabalho documentou a redução do conteúdo de oxigênio dissolvido nos oceanos, estimada em cerca de dois por cento entre 1960 e 2010 em análise publicada em 2017.
Impacto social
Criadouros de ostras da costa noroeste dos Estados Unidos registraram, no fim dos anos 2000, perdas expressivas de larvas associadas à entrada de águas mais ácidas, caso documentado que levou o setor a monitorar a química da água na captação. Redes de acompanhamento da acidificação operam desde então em várias regiões costeiras, incluindo áreas de aquicultura.
Posição 8: A biosfera profunda sob o assoalho oceânico
A perfuração de sedimentos profundos encontrou microrganismos vivos centenas de metros abaixo do fundo do mar, em rocha e lama sem luz nem oxigênio.
- Ano
- 1994–2012
- Onde
- Estados Unidos e Japão
- Quem
- John Parkes, Jens Kallmeyer, Steven D'Hondt
- Tipo
- De campo
Em 1994, uma equipe liderada por John Parkes publicou contagens de células microbianas em amostras de sedimento recolhidas por perfuração a centenas de metros abaixo do assoalho, em várias regiões do Pacífico. As células estavam vivas e presentes em toda a extensão dos testemunhos, não apenas nas camadas superficiais.
O resultado contrariava a expectativa de que a vida se restringisse à interface entre sedimento e água. Campanhas posteriores dos programas internacionais de perfuração estenderam o achado a sedimentos com dezenas de milhões de anos e à crosta basáltica sob eles, e um navio de perfuração japonês recuperou, em 2012, microrganismos de camadas de carvão situadas a mais de dois quilômetros abaixo do fundo do mar.
A característica mais notável desses organismos é a lentidão. As taxas metabólicas medidas são ordens de grandeza inferiores às de microrganismos de superfície, com estimativas de divisão celular em intervalos de séculos a milênios, sustentadas por fluxos mínimos de energia química.
A quantidade envolvida foi objeto de sucessivas revisões. Uma estimativa publicada em 2012 por Jens Kallmeyer e colaboradores calculou cerca de 290 octilhões de células no sedimento sob os oceanos, correspondendo a aproximadamente 0,6 por cento da biomassa viva do planeta, valor bem inferior ao de trabalhos anteriores mas ainda assim comparável ao de todos os organismos do solo.
Contexto histórico
A principal dificuldade metodológica foi descartar contaminação: qualquer célula trazida pelo fluido de perfuração ou pelo manuseio a bordo invalidaria a contagem. Foram desenvolvidos marcadores adicionados ao fluido justamente para detectar infiltração nas amostras, e boa parte da aceitação dos resultados dependeu da demonstração desses controles, mais do que dos números em si.
Impacto científico
A biosfera profunda ampliou os limites conhecidos de temperatura, pressão e escassez energética compatíveis com a vida e criou uma área de pesquisa dedicada à sobrevivência em regime de energia mínima. Também alterou os cálculos dos ciclos globais de carbono e enxofre, ao incluir processos microbianos que ocorrem em escalas de tempo geológicas.
Impacto social
O conhecimento sobre comunidades microbianas em subsuperfície tornou-se relevante para a avaliação de armazenamento geológico de dióxido de carbono e de resíduos, já que essas comunidades podem alterar a química do meio ao longo do tempo. A questão da origem da vida e da possibilidade de vida em subsuperfície de outros corpos do Sistema Solar também passou a ser discutida a partir desses achados.
Posição 9: O branqueamento de corais em escala global
A documentação de recifes que perdem a cor sob águas anormalmente quentes ligou a saúde dos corais a um limite de temperatura estreito.
- Ano
- 1983–1998
- Onde
- Estados Unidos e Austrália
- Quem
- Peter Glynn, Barbara Brown, Ove Hoegh-Guldberg, Terry Hughes
- Tipo
- Observacional
Corais formadores de recife vivem em simbiose com algas microscópicas que habitam seus tecidos, realizam fotossíntese e fornecem a maior parte da energia do animal. São essas algas que dão cor ao recife. Sob estresse, o coral as expulsa e o esqueleto branco fica visível através do tecido transparente.
O aquecimento anormal das águas do Pacífico oriental durante o evento de El Niño de 1982 e 1983 provocou mortalidade extensa em recifes do Panamá, da Costa Rica e das Galápagos, documentada por Peter Glynn em uma série de trabalhos que estabeleceu a ligação entre temperatura elevada e perda das algas simbiontes.
Trabalhos experimentais realizados ao longo dos anos 1990 mostraram que o limite é estreito: temperaturas cerca de um grau acima da máxima normal do verão local, mantidas por algumas semanas, bastam para desencadear o processo. Recifes podem se recuperar se o estresse cessar, mas eventos repetidos reduzem essa capacidade.
Em 1998, associado ao evento de El Niño mais intenso então registrado, ocorreu o primeiro branqueamento simultâneo em todas as bacias oceânicas tropicais. Um relatório da rede internacional de monitoramento de recifes publicado em 2000 estimou a perda de cerca de 16 por cento dos corais formadores de recife do planeta naquele episódio.
Contexto histórico
A projeção de que eventos assim se tornariam recorrentes, publicada em 1999 por Ove Hoegh-Guldberg, foi recebida com ceticismo por parte da comunidade, que a considerava alarmista. Episódios globais posteriores, incluindo a sequência registrada entre 2014 e 2017, confirmaram a direção da previsão. Levantamentos publicados em 2017 registraram branqueamento em mais de 90 por cento dos recifes vistoriados na Grande Barreira de Corais australiana no ano anterior.
Impacto científico
O branqueamento tornou-se um dos poucos indicadores biológicos com limiar térmico definido e mensurável, o que o converteu em caso de referência para o estudo de respostas de ecossistemas a estresse climático. A pesquisa sobre variabilidade genética de simbiontes, aclimatação e capacidade de recuperação passou a organizar boa parte da biologia de recifes.
Impacto social
Recifes sustentam pesca artesanal, turismo e proteção física de linhas de costa em regiões tropicais, e agências ambientais operam desde os anos 1990 sistemas de alerta de estresse térmico baseados em temperatura da superfície do mar medida por satélite. Esses alertas orientam medidas temporárias de manejo, como restrição de acesso e suspensão de atividades em áreas afetadas.
Posição 10: A descida ao ponto mais profundo conhecido
Dois tripulantes chegaram ao fundo da fossa das Marianas e verificaram que existe vida sob a maior pressão conhecida do planeta.
- Ano
- 1960
- Onde
- Estados Unidos e Itália
- Quem
- Jacques Piccard, Don Walsh, Auguste Piccard
- Tipo
- Instrumental
O batiscafo Trieste foi projetado pelo físico suíço Auguste Piccard e construído na Itália no início dos anos 1950. Seu princípio era o de um balão submerso: um flutuador cheio de gasolina, menos densa que a água e praticamente incompressível, fornecia empuxo, e lastro de esferas de ferro permitia descer e subir sem cabo de superfície.
A tripulação ocupava uma esfera de aço de dimensões mínimas, com paredes espessas e uma única janela de material transparente resistente à pressão. A marinha dos Estados Unidos adquiriu o veículo em 1958 e passou a operá-lo em uma série de mergulhos de profundidade crescente.
Em 23 de janeiro de 1960, Jacques Piccard e Don Walsh desceram à depressão registrada pela expedição do Challenger 85 anos antes, na fossa das Marianas. A descida durou quase cinco horas e o instrumento de bordo indicou profundidade de cerca de 10.900 metros, onde a pressão supera mil vezes a da superfície.
Uma das janelas externas trincou durante a descida, o que reduziu o tempo de permanência no fundo a cerca de vinte minutos. A tripulação relatou ter avistado organismos e sedimento revolvido, observação discutida quanto à identificação da espécie, mas que sustentou a conclusão de que a maior profundidade conhecida não é estéril.
Contexto histórico
Nenhuma nova descida tripulada ao mesmo ponto ocorreu por mais de cinquenta anos, intervalo em que o mergulho de 1960 permaneceu como feito isolado. A próxima aconteceu em 2012, em veículo de projeto inteiramente distinto, e expedições posteriores repetiram o percurso com submersíveis capazes de mergulhos sucessivos, o que a estrutura do Trieste não permitia.
Impacto científico
O rendimento científico direto do mergulho foi modesto, e é por isso que esta posição ocupa o fim da lista apesar de seu peso simbólico. O resultado duradouro foi demonstrar que há vida sob pressão extrema, o que abriu o estudo de organismos adaptados a essas condições e do papel das fossas na acumulação de matéria orgânica e de contaminantes.
Impacto social
A operação consolidou uma linha de veículos tripulados de profundidade que seria usada nas décadas seguintes em pesquisa, resgate e inspeção de estruturas submersas. Levantamentos recentes encontraram resíduos plásticos e poluentes persistentes em organismos das maiores profundidades, evidência de que nenhuma região do oceano permanece isolada da atividade humana em superfície.
Contexto histórico
As dez posições cobrem 140 anos, mas oito delas ocorreram depois de 1950. A razão é a mesma que explica a concentração observada em outras áreas das ciências da Terra: o acesso ao objeto de estudo dependeu de tecnologia que só existiu a partir da metade do século XX, e boa parte dela foi desenvolvida por motivos militares.
A guerra submarina impulsionou a sondagem acústica, a magnetometria e o estudo da propagação do som na água, e a Guerra Fria financiou redes de escuta, levantamentos batimétricos sistemáticos e o desenvolvimento de veículos de profundidade. Os dados coletados nesses programas alimentaram, com atraso de anos ou décadas, a pesquisa civil que produziu ao menos quatro das posições listadas aqui.
A partir dos anos 1960 formou-se uma segunda infraestrutura, esta explicitamente científica e internacional: programas de perfuração oceânica sustentados por consórcios de países, com navios dedicados e amostras depositadas em repositórios públicos. Esse arranjo produziu a confirmação da expansão do assoalho e, três décadas depois, a caracterização da biosfera sob o fundo do mar.
Há um traço recorrente na recepção dessas descobertas. Em pelo menos quatro posições, o achado foi encontrado por quem procurava outra coisa: Tharp analisava perfis de rotina, a expedição de 1977 buscava confirmar circulação hidrotermal e não vida, e a citometria de fluxo chegou ao mar vinda da pesquisa biomédica. O oceano recompensou, de forma sistemática, quem manteve os instrumentos ligados fora do objetivo declarado da campanha.
Cientistas relacionados
Nomes citados nas posições deste ranking, na ordem em que aparecem. O número ao lado indica a posição correspondente.
- Marie Tharp #1
- Bruce Heezen #1
- Harry Hess #2
- Robert Dietz #2
- Charles Wyville Thomson #3
- John Murray #3
- John Corliss #4
- Robert Ballard #4
- Colleen Cavanaugh #4
- Sallie Chisholm #5
- Robert Olson #5
- John Waterbury #5
- Wallace Broecker #6
- Ken Caldeira #7
- Michael Wickett #7
- John Parkes #8
- Jens Kallmeyer #8
- Steven D'Hondt #8
- Peter Glynn #9
- Barbara Brown #9
- Ove Hoegh-Guldberg #9
- Terry Hughes #9
- Jacques Piccard #10
- Don Walsh #10
- Auguste Piccard #10
Impacto científico do conjunto
O conjunto reunido aqui produziu duas reorganizações de campos inteiros que nasceram fora da oceanografia. A primeira foi geológica: o relevo do assoalho e o registro magnético das dorsais forneceram a evidência que converteu a deriva continental em tectônica de placas. A segunda foi biológica: a quimiossíntese, a descoberta do fitoplâncton mais abundante e a biosfera sob o fundo do mar deslocaram os limites do que se considera vida possível e mudaram a contagem de onde a maior parte dela está.
A área desenvolveu também um modo de trabalho próprio, marcado pela dependência de plataformas caras e compartilhadas. Navios de perfuração, submersíveis tripulados e redes de sensores autônomos exigem consórcios internacionais e planejamento de longo prazo, o que produziu uma cultura de dados abertos e amostras depositadas em repositórios públicos mais antiga do que em quase todas as outras áreas experimentais.
O que permanece desconhecido é extenso e reconhecido como tal. A fração do assoalho mapeada com sondagem moderna de alta resolução ainda é minoritária, o número de espécies marinhas descritas cresce a cada ano sem sinal de estabilização, e o funcionamento das comunidades microbianas do sedimento profundo é conhecido em linhas gerais, não em detalhe. As dez posições descrevem o que foi encontrado, e não um inventário concluído.
Impacto social do conjunto
A consequência prática mais direta está na infraestrutura de comunicação e transporte. Cartas de relevo submarino orientam o traçado dos cabos por onde passa a quase totalidade do tráfego intercontinental de dados, e a identificação de zonas de subducção sustenta os sistemas de alerta de tsunami operados no Pacífico e no Índico desde a segunda metade do século XX.
Um segundo efeito é regulatório e ainda em disputa. Os nódulos metálicos descritos pela expedição de 1872 e os depósitos de sulfetos associados às fontes hidrotermais são objeto de interesse comercial crescente, e a negociação de regras para mineração em águas profundas ocorre justamente sobre o conhecimento biológico produzido nas posições intermediárias desta lista.
O terceiro efeito é de acompanhamento ambiental. Séries de temperatura, pH, oxigênio dissolvido e conteúdo de calor dos oceanos, mantidas por agências nacionais e por redes internacionais de sensores autônomos, integram hoje relatórios climáticos e planos de manejo pesqueiro. O oceano deixou de ser tratado como reservatório de capacidade ilimitada e passou a ser medido como sistema com limites.
Há, por fim, um efeito sobre a percepção pública que a divulgação de imagens do fundo do mar tornou possível. Comunidades hidrotermais, montanhas submarinas e recifes profundos passaram a figurar em documentários e exposições, e a existência de vida em ambientes considerados impossíveis alterou a maneira como se discute a habitabilidade de outros mundos.
Limitações do ranking
O critério principal favorece geologia e clima em detrimento da biologia marinha. Ao dar peso máximo à alteração do quadro geral do planeta, esta lista privilegia descobertas com efeito sobre outros campos e desfavorece avanços internos à biologia marinha, como a descrição de comportamento de grandes vertebrados, a ecologia de migrações e a taxonomia de invertebrados de profundidade, que ocupam a maior parte do esforço de pesquisa do setor.
O recorte deixa de fora o que a genética trouxe ao mar nas últimas duas décadas. O sequenciamento de comunidades inteiras de água e sedimento reorganizou a compreensão da diversidade microbiana oceânica a partir dos anos 2000 e não aparece como posição própria. A exclusão é metodológica: o critério de confirmação por técnicas independentes exige um intervalo de escrutínio que essa linha de trabalho ainda está completando.
A concentração em instituições dos Estados Unidos é maior do que em qualquer outro recorte comparável. Sete das dez posições saíram de laboratórios ou programas norte-americanos, resultado direto do financiamento militar e federal de plataformas oceanográficas depois de 1945. Países com as maiores zonas econômicas exclusivas do hemisfério sul aparecem como locais de coleta, e raramente como origem das descobertas, embora mantenham programas próprios de observação.
Atribuir campanhas oceanográficas a poucos nomes é particularmente injusto. Uma expedição envolve tripulação, operadores de submersível, técnicos de laboratório embarcado e equipes de processamento em terra que trabalham por anos sobre o material coletado, sem constar de nenhuma lista de autoria. O caso de Marie Tharp, cujo nome ficou fora de publicações iniciais baseadas em análise que ela havia feito, mostra que a exclusão também atingiu quem estava dentro da equipe científica.
A ordem é discutível e foi montada para permitir discordância precisa. Um biólogo marinho colocaria as fontes hidrotermais e o Prochlorococcus nas duas primeiras posições; um oceanógrafo físico defenderia a circulação termoalina acima do mapa do assoalho. Os critérios estão declarados com seus pesos justamente para que a objeção possa apontar qual deles se considera mal ponderado, em vez de recair sobre a lista inteira.
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Fontes utilizadas
Referências consultadas na montagem e na revisão desta lista. Endereços externos abrem em nova aba e não são de nossa responsabilidade.
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Programas de exploração oceânica, batimetria e monitoramento de recifes de coral Administração Oceânica e Atmosférica dos Estados Unidos https://www.noaa.gov/
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Documentação sobre geologia marinha, assoalho oceânico e zonas de subducção Serviço Geológico dos Estados Unidos https://www.usgs.gov/
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Artigos originais sobre acidificação, biosfera profunda e branqueamento de corais Periódico Nature https://www.nature.com/
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Artigos originais sobre fontes hidrotermais, quimiossíntese e simbiose em vermes tubulares Periódico Science https://www.science.org/
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Coleções zoológicas históricas e material de expedições oceanográficas do século XIX Museu Britânico https://www.britishmuseum.org/
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Acervo de biologia marinha, coleções de invertebrados e história da exploração submarina Instituição Smithsonian https://www.si.edu/
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Avaliação sobre oceanos, criosfera e circulação em relatórios de referência Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima https://www.ipcc.ch/
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Literatura sobre oceanografia e recifes do Atlântico Sul Biblioteca Científica Eletrônica em Linha https://www.scielo.br/
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