Lucia Maria Paleari: O gelo e a vida em um lago profundoPor Lucia Maria Paleari

sábado, 16 de agosto de 2014

O gelo e a vida em um lago profundo
Por Lucia Maria Paleari

Clube de Ciências
Diário de Bordo

O gelo e a vida em um lago profundo

Por Lucia Maria Paleari

lpaleari@ibb.unesp.br

Depois de conhecer o comportamento peculiar da água que, diferentemente da maioria dos materiais, se torna menos densa ao passar do estado líquido para o sólido, os integrantes do Clube de Ciências, da EMEF “Dr. João Maria de Araújo Jr.”, de Botucatu, puderam saber quão importante é esse fenômeno para os seres vivos que habitam lagos de regiões temperadas, onde o frio é tão intenso, que faz suas águas transformarem-se em gelo.

Nas imagens abaixo é possível observar as águas do lago Stadtsee, ao sudoeste da Alemanha, onde as temperaturas, do verão ao inverno, oscilam de +30°C a -15°C, respectivamente.

Lago Stadtsee, localizado na cidade Bad Waldsee, estado Baden-Würrtemberg, ao sudoeste da Alemanha:

(A) com água líquida no verão, refletindo as construções e vegetação verde que estão ao lado e

(B) água solidificada no inverno, com plantas cujos ramos perderam as folhas.

(Fotos de Ana-Elvira Monti e Brigitte Sanetra, respectivamente)

Sobre lagos profundos
na Primavera e no Verão

Os lagos fazem parte do que os ecólogos denominam de ecossistema aquático. Como todo ecossistema, ele é constituído de uma porção não viva (abiótica) e outra composta pelos seres vivos (biótica). A água do lago, assim como o terreno sobre o qual ela se assenta, os minerais e gases dissolvidos entre suas moléculas são os componentes abióticos. Algas, crustáceos, larvas de insetos e peixes, são, por sua vez, os componentes bióticos desse ecossistema.

Como os seres vivos de uma cadeia alimentar dependem dos produtores, vegetais clorofilados que produzem alimento por meio do processo de fotossíntese, em um lago profundo esses seres serão encontrados principalmente no trecho que vai da superfície até aproximadamente 15m de profundidade, porque é esse o trecho, em condições normais, penetrado e aquecido pela luz do sol. Além disso, até cerca de uns 10m, o vento que sopra na superfície provocando ondas, movimenta e areja a água, permitindo a entrada e saída de gases. Assim, as plantas aquáticas podem fazer fotossíntese e, como os animais, respirar e crescer. Elas servirão de alimento a pequenos animais, como crustáceos, que serão alimento de pequenos peixes e estes peixes de outros peixes maiores. Abaixo dessa profundidade a água se mistura muito menos, contém menos ar e permanece mais calma, mais quieta. Nessas regiões mais profundas, por não haver plantas ou serem raras, encontram-se poucos peixes, aqueles que se alimentam de plantas e animais que morrem nas regiões superficiais e vão para o fundo.

Sobre lagos profundos
no Outono e Inverno

As boas condições à vida começam a mudar com a chegada do outono, quando os raios do sol passam a incidir obliquamente na Terra, que será menos aquecida. Com isso, o lago também será menos aquecido e ficará mais frio. (Veja, abaixo, o vídeo As Estações do Ano).

No post anterior,vimos o que acontece inicialmente com a água ao ser colocada no congelador de uma geladeira: ela esfria e se contrai, porque as moléculas vibram menos e se aproximam umas das outras, e fica mais densa. O mesmo acontecerá com a água da superfície de um lago a partir do outono, nas regiões de inverno rigoroso. Ficando mais densa, portanto mais pesada, a água da superfície irá para o fundo e aquela que lá está, mais quente, será deslocada para a superfície do lago. Veja, a seguir, a representação desse fenômeno.

Representação do movimento cíclico de desce e sobe de águas mais frias e mais quentes,
de um lago profundo, a partir do outono (imagem adaptada de Brandwein & Burnett, 1970*)

Se essa movimentação continuasse assim até as temperaturas atingirem valores abaixo de 0°C, toda a água ficaria congelada e todos os seres vivos morreriam. Mas, como vimos no post anterior, a água só ficará mais densa, podendo deslocar-se para o fundo, até atingir 4°C. Abaixo dessa temperatura, as moléculas da água, devido a estrutura e organização de cada uma delas, irão se arranjar de maneira especial, de forma a ocupar mais espaço. Por conseguinte, a água ficará menos densa. Ora, se a água da porção superficial do lago é a primeira a chegar a 4°C e ficar menos densa do que a do fundo, não poderá descer. Quando enfim, o ar sobre ela chegar a 0°C, temperatura de congelamento da água, o gelo formar-se-á na superfície e nas camadas mais profundas a água permanecerá fria, mas continuará líquida. Observe a figura seguinte e veja como é a distribuição de temperatura em um lago, nessa época do ano.

Esquema mostrando as diferentes temperaturas da água, no interior de um lago profundo, durante o inverno
(imagem adaptada de Brandwein & Burnett, 1970*).

Resumindo, esse comportamento incomum da água é muito importante, porque o gelo sendo formado de cima para baixo e ficando nas camadas superiores permite que diversos seres vivos aquáticos sobrevivam e hibernem no fundo do lago, até que as condições climáticas favoráveis retornem (primavera-verão) e o gelo derreta, permitindo que a luz penetre e os gases no interior do lago sejam renovados, assim como a vida. Essas mudanças cíclicas, que acontecem ao longo das estações do ano é o que denominamos de sazonalidade.

As Estações do Ano

* Brandwein, P.F.; Burnett, R.W & Stollberg, R. Biología: La vida – Sus formas y sus câmbios. México : Publicaciones Cultural S.A, 1970.

Agradecimento muito especial ao Peter Lohr e Drª Edy de Lello Montenegro pelas informações sobre o lago Stadtsee e empenho na obtenção das fotos.

Sugestão:

Se você quiser saber mais sobre outras atividades do Clube de Ciências, acesse os links: