O oceano é enorme . Cobre mais de 70 por cento da superfície da Terra . O Oceano Pacífico sozinho cobre 60 milhões de milhas quadradas (155 milhões de quilômetros quadrados) do planeta. Essa água regula nosso clima e padrões meteorológicos canalizando o calor do equador para os pólos, produz mais da metade do oxigênio do mundo e absorve 50 vezes mais dióxido de carbono do que nossa atmosfera.
Os segredos que o oceano guarda podem nos dizer muito sobre o estado do planeta. Mas chegar a essas informações pode ser um desafio para humanos e instrumentos científicos, especialmente em áreas traiçoeiras onde há mares rochosos, tempestades violentas, gelo espesso e águas profundas que esmagam a pressão.
É aí que entra uma frota de flutuadores robóticos e auto-submersos. Eles fazem parte de um programa internacional chamado Argo , e esses minobservatórios fornecem aos pesquisadores dados abrangentes e quase em tempo real sobre o estado físico do oceano. Esses dados incluem padrões de temperatura e salinidade que ajudam os pesquisadores a medir com mais precisão o aquecimento global e o aumento do nível do mar , melhorar as previsões do tempo e do clima e avaliar melhor a intensidade dos furacões.
Como funciona o Argo?
Argo é uma colaboração internacional que envolve a implantação de quase 4.000 flutuadores em forma de cilindro e de flutuação livre espalhados por todo o oceano. Os flutuadores são colocados a cerca de cada 186 milhas (300 quilômetros) de distância - a cada 3 graus de latitude por 3 graus de longitude. Os flutuadores padrão medem a temperatura e a salinidade na parte superior de 6.561 pés (2.000 metros) do oceano, diz Gregory C. Johnson, Ph.D. , oceanógrafo do Laboratório Ambiental Marinho do Pacífico da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) em Seattle, Washington.
"Nossa cobertura é realmente revolucionária", diz Johnson. Ele está envolvido com a Argo desde o início do programa em 2000 e usou os dados da Argo em suas próprias pesquisas publicadas . "Ter quase 4.000 flutuadores Argo centrais agora nos dá muito mais dados do que tínhamos nas décadas anteriores."
Argo é um componente importante do Global Ocean Observing System (GOOS) e do Global Climate Observing System (GCOS), que fornecem dados para serviços oceânicos e atmosféricos e dados de alta qualidade para pesquisas climáticas, respectivamente.
Até o momento, 26 países implantaram os flutuadores Argo e continuam a processar os dados deles. Vários outros países contribuem com apoio logístico e acesso de navios. Cada país obtém seu próprio financiamento para comprar carros alegóricos, que custam cerca de US $ 20.000 cada.
Outra coisa notável sobre o Argo é que seus dados são gratuitos e estão disponíveis para qualquer pessoa no mundo que desejar usá-los. Ele é armazenado em dois servidores de dados globais, um na França e outro nos Estados Unidos. Para acessar as informações, você pode visitar a página " Fontes de dados da Argo ".
O que a Argo Floats faz?
Existem diferentes tipos de flutuadores Argo e cada um pode ser programado para executar diferentes missões. A missão do flutuador Argo padrão funciona em um ciclo de 10 dias:
- Dia 1 : Um flutuador é implantado, geralmente de um navio, no oceano em um ponto predeterminado. Ele passa as primeiras seis horas descendo verticalmente cerca de 0,62 milhas (1.000 metros) no mar.
- Dias 1-9 : Uma vez que o flutuador atinge 1.000 metros de profundidade, ele flutua com a corrente por nove dias.
- Dia 10 : No último dia do ciclo, o flutuador cai mais 1.000 metros no oceano, a cerca de 1,2 milhas (2.000 metros) abaixo da superfície. Em seguida, o flutuador faz o seu caminho de volta para cima, um processo que leva cerca de seis a 12 horas, durante as quais ele coleta um perfil de temperatura e salinidade.
Quando o flutuador atinge a superfície, ele passa os próximos 15 minutos a uma hora transmitindo os dados de uma antena localizada no topo do flutuador para um satélite antes de descer novamente e repetir o ciclo de 10 dias.
Desde 2000, a Argo coletou cerca de 2 milhões de perfis do oceano profundo , fornecendo uma imagem completa e quase em tempo real do oceano.
O que há dentro de um Argo Float?
Os flutuadores Argo padrão contêm os seguintes materiais:
- sensor de condutividade, temperatura e profundidade (CTD) que determina as propriedades físicas da água do oceano
- bexiga externa que controla a flutuabilidade do flutuador
- reservatório interno que armazena óleo quando não está inflando a bexiga externa
- bomba hidráulica que move o óleo entre o reservatório interno e a bexiga externa
- antena na parte superior que permite que o flutuador transmita dados para um satélite
- baterias de lítio
Existem alguns tipos diferentes de flutuadores Argo. Os flutuadores Argo padrão são projetados para ir a uma profundidade de até 2.000 metros (1,2 milhas). Avanços na tecnologia nas duas décadas desde o início do programa Argo levaram à criação de carros alegóricos mais especializados.
- Os flutuadores Deep Argo Mission são especialmente projetados para ir até o fundo do oceano - até 3,72 milhas (6.000 metros) de profundidade. Para atingir essas profundidades, os carros alegóricos devem suportar o que a equipe da Argo descreve como "pressão comparável ao peso de duas minivans concentradas em um único selo postal". Esses flutuadores permitem que os pesquisadores entendam melhor as mudanças oceânicas, como o aumento do conteúdo de calor nas profundezas do oceano.
- BioGeoChemical Argo (BGC-Argo) Os flutuadores piloto são equipados com sensores biogeoquímicos que medem seis parâmetros adicionais, incluindo pH, oxigênio, nitrato, clorofila, partículas suspensas e irradiância de fundo. Isso ajuda os pesquisadores a entender e gerenciar melhor os recursos do oceano.
A implantação de flutuadores em zonas de gelo tem sido um desafio, pois o gelo marinho impede que os flutuadores empurrem suas antenas para a superfície onde podem transmitir dados. Para resolver esse problema, cientistas e engenheiros desenvolveram algoritmos de missão aprimorados para flutuadores implantados em locais afetados pelo gelo sazonal, como os do Ártico e da Antártica. Este novo algoritmo permite evitar colisões com o gelo e armazenar os dados até que os flutuadores detectem águas abertas na superfície do oceano.
Como os dados da Argo são usados?
Os dados de perfil coletados pelos flutuadores da Argo têm uma variedade de aplicações . Eles podem ser usados para educar alunos do jardim de infância ao nível universitário sobre a temperatura do oceano ou como ler gráficos e analisar dados do oceano e questões de mudança climática.
Do ponto de vista operacional, os dados são usados por centros meteorológicos e climáticos em todo o mundo para melhorar as previsões de eventos do El Niño e características climáticas como furacões, tsunamis e aquecimento global.
Em um nível de pesquisa, Argo fornece oceanógrafos e cientistas do clima com os dados oceânicos de subsuperfície mais abrangentes disponíveis. Mais de 200 artigos de pesquisa publicados a cada ano usam dados da Argo cobrindo uma ampla gama de dados, incluindo propriedades da massa de água, interação ar-mar, circulação do oceano, dinâmica do oceano e variabilidade sazonal a decadal.
Para Johnson, os dados da Argo eram "um indicador muito sólido de que o orçamento de energia da Terra está desequilibrado". Ele analisou recentemente os dados coletados de 2014-2018 por flutuadores Argo de águas profundas especiais para estudar as águas quase profundas do sudoeste do Oceano Pacífico. Essa análise revelou que não apenas a água nas profundezas do oceano estava esquentando, como também a taxa de aquecimento estava se acelerando.
“O quanto o oceano está esquentando é muito importante para entender o quanto o clima vai esquentar no futuro, para uma dada mudança nas concentrações de gases de efeito estufa”, diz ele. "Portanto, medir o aquecimento dos oceanos é importante para validar os modelos climáticos e avaliá-los. É um número chave, na verdade, no sistema climático da Terra."
Qual é o impacto ambiental da Argo?
Os flutuadores Argo são extremamente silenciosos e economizam energia, explica Johnson. "Todo o conjunto de quase 4.000 flutuadores opera com menos de 100 watts, ou quase a mesma potência de um ventilador de teto", diz ele.
Os carros alegóricos continuam funcionando por cerca de quatro a cinco anos, dependendo de sua missão. Os carros alegóricos com tarefas mais árduas tendem a morrer mais cedo, enquanto alguns carros alegóricos padrão duram 10 anos ou mais. Com o tempo, geralmente quando as baterias se esgotam, todos os flutuadores morrem. Quando o fazem, são projetados para causar o menor impacto possível no meio ambiente.
Quando um flutuador morre, ele vagueia nas profundezas do oceano até começar a corroer, o que permite que a água vaze para dentro do flutuador, fazendo com que ele caia no fundo do mar. Com o tempo, o casco de alumínio se degrada lentamente em óxidos inofensivos que se espalham nas correntes oceânicas. Os plásticos e metais restantes são mínimos e se decompõem lentamente com o tempo.
Agora isso é interessante
O programa Argo leva o nome da mitologia grega. Especificamente, de Argo, o navio no qual Jasão e os Argonautas navegaram de Iolcos para Cólquida para recuperar o Velocino de Ouro do carneiro alado, Chrysomallos, que era um símbolo de autoridade e realeza.
