:: Segunda-feira, 22 de Janeiro de 2018
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TELEMETRIA POR SATLITES

(autoria Dra. Mnica Muelbert, FURG)

A Antrtica uma das regies do globo que mais esta sofrendo as conseqncias de mudanas globais e climticas. Pesquisadores da NASA demonstraram uma relao clara entre fenmenos El Nio (ENSO), mudanas climticas e a cobertura de gelo ao redor do Continente Antrtico. A relao mais forte foi observada na regio de Amundsen, Bellingshausen e Mar de Weddell no oeste da Antrtica. Os efeitos observados podem ter profundo impacto, j que episdios El Nio (ENSO) afetam diretamente os mares de Ross e Weddell, reas-fonte de gua fria e densa de fundo, que por sua vez influenciam a circulao global dos oceanos.

Recentemente, a partir do IV Ano Polar Internacional/API foi criado o projeto Marine Mammal Exploring the Oceans Pole to Pole (MEOP Proj. no. 153). O projeto MEOP rene um time interdisciplinar com especialistas (bilogos, oceangrafos e metereologistas) de dez nacionalidades diferentes, o que permite combinar:
  • o estudo da ecologia de mamferos aquticos rticos e antrticos;
  • e a coleta de dados oceanogrficos singulares.
Elefantes-marinhos, baleias beluga, focas-encapuadas, focas-cinzentas, focas-de-Weddell, focas-carranguejeiras so equipadas pelos pesquisadores do MEOP com uma nova gerao de mini-CTDs ligadas a Plataformas de Coleta de Dados (PCDs). Os nmeros identificadores dessas PCDs so fornecidos pelo INPE sem custos ao projeto como uma contribuio ao PROANTAR. As PCDs transmitem seus dados via satlites atravs do servio ARGOS. Esses instrumentos permitem a coleta e transmisso, em tempo quase real, do movimento e de perfis de temperatura e salinidade georeferenciados obtidos no momento dos mergulhos destes predadores.

Esta estratgia permite ao MEOP estudar a repartio e a migrao dos mamferos marinhos polares; melhor compreender onde eles preferem se alimentar e a qual profundidade eles mergulham; e, avaliar as conseqncias das mudanas oceanogrficas em curso sobre estas espcies atravs de uma melhor caracterizao dos ambientes que eles freqentam.

O sucesso alimentar de predadores-topo est ligado ao bom aproveitamento e reconhecimento de condies oceanogrficas favorveis a suas presas. O elefante-marinho do sul, por exemplo, privilegia a alimentao em grandes estruturas frontais do oceano polar; enquanto outras espcies apresentam maior dependncia da presena de blocos de gelo. Estas espcies so particularmente afetadas nos anos em que a superfcie da calota polar reduzida como conseqncia da diminuio no estoque de krill, sua presa principal.

Estas mudanas ocorrem em diferentes escalas, e somente informaes coletadas ao longo de vrios anos permitirem avaliar a influncia das condies oceanogrficas a curto, mdio e longo prazo sobre a distribuio, o sucesso alimentar e reprodutivo, e a demografia destes predadores. Trabalhos integrados como este permitem avaliar a capacidade de adaptao destas espcies s mudanas climticas.

Como coletam informaes ambientais simultaneamente, os dados recolhidos por estes organismos tm aplicaes diversas para a oceanografia. Eles contribuem para a observao em tempo real dos oceanos, permitem descrever a circulao das massas dguas, os fenmenos climticos e oceanogrficos de grande escala assim como o fornecimento em fluxo contnuo de dados assimilados aos modelos oceano-clima.

Oceanos polares esto entre as regies mais inacessveis do planeta, notadamente no perodo invernal e nas zonas cobertas pela calota de gelo. Cruzeiros oceanogrficos e bias de deriva, utilizados para estudar estes oceanos e avaliar as conseqncias oceanogrficas resultantes do aquecimento global, no conseguem atingir estas regies reguladoras do clima mundial. Esta deficincia no encontrada pelos mamferos marinhos.

A titulo de comparao, em 2004-2006 cerca de 200 perfis histricos de temperatura e de salinidade obtidos por meios oceanogrficos convencionais foram coletados na regio antrtica do Oceano Indico e integrados base de dados CORIOLIS no mbito do projeto SeaOS. Em menos de 5 meses os elefantes-marinhos do sul coletaram mais de 2000!

O MEOP-BR o brao operacional no Brasil do projeto MEOP que instrumentou entre 2007 e 2010 trinta e tres exemplares de elefantes-marinhos do Sul a partir do Refugio Brasileiro Emilio Goeldi, nas Ilhas Shetlands do Sul com rastreadores satelitais acoplados a mini-CTDs. Como esta espcie mergulha profundo (> 1000 m), alimenta-se em reas de alta produtividade (hot-spots) que so de interesse humano para pesca e com alto interesse oceanogrfico, eles atuam como indicadores ambientais.

O MEOP-BR permitiu a coleta de dados oceanogrficos de alta preciso durante todo o ano, representando um grande avano para estudos de modelagem e dinmica de massas de gua nas regies polares. Esta oportunidade nica de coleta de dados integrados, com alta resoluo, permitiu investigar reas importantes, pouco amostradas e conhecidas sob o ponto de vista ambiental ao longo de todo o ano, vero e inverno. Este estudo tambm contribuiu para consolidar o conhecimento da ecologia e biologia de pinpedes no mbito do PROANTAR e a participao brasileira em iniciativas importantes de avaliao da biodiversidade antrtica. Quando combinamos levantamentos de abundncia e distribuio espao-temporal de pinpedes da Ilha Elefante e adjacncias com o acompanhamento do comportamento de mergulho e forrageio de pinpedes em larga escala associado a coleta de dados oceanogrficos e ambientais, possvel obter um panorama mais completo do ambiente em que estes organismos vivem.

Essas informaes foram coletadas simultaneamente no rtico e em outras reas da Antrtica com o intuito de integrar as informaes no mbito do projeto principal (MEOPAPI) obtidas por pesquisadores das instituies co-participantes. Esta iniciativa representou um grande esforo internacional e esta sendo utilizada como modelo de estudo ecossistmico e em sintonia com iniciativas como o Southern Ocean Observing System (SOOS) e com as estratgias de conservao e manejo de predadores-topo tanto do Comit Cientifico para Pesquisas Antrticas (SCAR) quanto da Conveno para Conservao dos Recursos Marinhos Vivos da Antrtica (CCAMLR). A continuidade do projeto enriquecer e fortalecer os conhecimentos obtidos na regio da Pennsula Antrtica Oeste, uma das mais afetadas por processos mudanas climticas.

Objetivos Principais

  1. Descrever o ambiente marinho encontrado ao longo dos movimentos de predadores-topo rastreados por satlite (elefantes-marinhos do sul, focas-de-weddell e focas-caranguejeiras entre outros) e a associao entre seu comportamento e variveis oceanogrficas/ambientais (massas de gua, gelo, batimetria);
  2. Estabelecer uma serie temporal de observaes do ecossistema antrtico atravs de amostradores biolgicos (predadores-topo) visando compreender alteraes induzidas por mudanas climticas.

Adicionalmente, as informaes coletadas neste projeto contribuiro para:

  1. Entender o papel do Oceano Austral nos fluxos de calor no equilbrio de gua doce do planeta;
  2. Estudar e avaliar a estabilidade da circulao do Oceano Austral;
  3. O papel do oceano na estabilidade do manto de gelo antrtico e sua contribuio para o aumento do nvel do mar;
  4. O futuro da Antrtica do gelo martimo; e,
  5. Os impactos das mudanas globais sobre os ecossistemas do Oceano Austral.

Metodologia

Elefantes-marinhos do sul so instrumentados com mini-CTDs (SDLRs fabricados pela Sea Mammal Research Unit, SMRU) para monitorar sua localizao, caracterizaras atividades de mergulho e forrageio dos indivduos, bem como caracterizar as condies oceanogrficas do ambiente aqutico durante seus deslocamentos e mergulhos. Os indivduos so instrumentados em fases especificas do seu ciclo de vida, o que fornece dados sobre sua ecologia e do ambiente durante as atividades de forrageio de elefantes-marinhos de diferentes idades e sexo.
Os animais so estudados principalmente na Ilha Elefante (6105S 05520W), Shetlands do Sul durante todo o ano e as atividades de pesquisa so realizadas a partir do refugio Emilio Goeldi, que fica situado na face oeste da ilha, caracterizando a nica estrutura de pesquisa num raio de 100 milhas.
Com estes aparelhos podemos determinar a posio geogrfica, perfis de temperatura e salinidade do ambiente bem como taxas de ascenso e descida nos mergulhos, durao do mergulho, profundidade, tempo no fundo, taxas de deriva e afundamento. A montagem e fixao dos aparelhos segue metodologia previamente testada e descrita para vrias espcies. Devido ao alto valor de cada mini-CTD, procura-se recuperar o instrumento ao final de cada perodo de instrumentao. Este procedimento vem sendo usado com sucesso em vrias espcies de vertebrados marinhos.
O acompanhamento do movimento dos animais instrumentados com rastreadores satelitais feito praticamente em tempo real pelo British Antarctic Survey (BAS) e/ou pelo INPE via sistema ARGOS. At o momento, foram instrumentadas pelo projeto MEOP-BR 25 fmeas e 6 machos de elefante-marinho do sul, M leonina, na Ilha Elefante. Temos a previso de instrumentar mais 8 indivduos nos perodos ps-reprodutivo em colaborao com demais parceiros no projeto MEOP internacional.

Resultados Esperados

  1. Melhoria do nosso conhecimento da ecologia destes animais fascinantes durante os diferentes estgios do seu ciclo de vida;
  2. Aumento do nosso conhecimento dos oceanos polares atravs da coleta eficaz de dados durante o inverno;
  3. Estabelecimento de reaes individuais e especificas frente s diferentes condies oceanogrficas encontradas;
  4. Avaliao de possveis adaptaes s mudanas climticas.
A presente iniciativa contribuir para consolidar o conhecimento da ecologia e biologia de pinpedes, que tiveram inicio no mbito do Programa Antrtico Brasileiro (PROANTAR) em 1997. Este estudo permitir a participao brasileira em iniciativas importantes de avaliao da biodiversidade antrtica no mbito tanto do Comit Cientifico para Pesquisas Antrticas (SCAR) quanto da Conveno para Conservao dos Recursos Marinhos Vivos da Antrtica (CCAMLR). As inovaes tecnolgicas propostas tem aplicaes trans-disciplinares e permitem integrao com estudos na rea de mudanas climticas.

Equipe

Mnica Muelbert Coordenador (FURG);
Gilberto Fillmann Vice-coordenador (FURG);
Ronald Buss de Souza (CRS/INPE);
Ilana Wainer (IO-USP);
Marcelo Santini (INPE).

Colaboradores Estrangeiros

Kit M. Kovacs, Norwegian Polar Institute (NPI);
Mike Fedak, University St. Andrews (SMRU);
Susan L. Gallon (U Tas);
Mark A. Hindell (U Tas);
Mirtha N. Lewis (CENPAT).

Alm do projeto MEOP-BR, estudos de telemetria satelital tambm so desenvolvidos no recm-aprovado Instituto Nacional de Cincia e Tecnologia do Mar (INCT Mar) Centro de Oceanografia Integrada (COI), INCT-Mar COI, sediado no Instituto de Oceanografia da Universidade Federal do Rio Grande (IO-FURG).

O INCT-Mar COI formado por pesquisadores distribudos por vrios estados brasileiros agrupados em reas do conhecimento, representando grupos de pesquisas brasileiros j consolidados. O INCT-Mar COI contar ainda com apoio de inmeras instituies internacionais de renome, engajadas com os temas cientficos do INCT-Mar COI, confirmando a sua abrangncia, influncia e excelncia tcnico-cientfica.

Os objetivos mais importantes do INCT-Mar (COI) so:
  • (i) melhoria significativa da infra-estrutura de pesquisa oceanogrfica no Brasil;
  • (ii) emprego de novas tecnologias em Oceanografia;
  • (iii) desenvolvimento e inovao tecnolgica;
  • (iv) melhoria na formao e capacitao de futuros profissionais, atravs de cursos profissionalizantes, de graduao, e de ps-graduao oferecidos pelas instituies co-participes;
  • (v) diminuio das diferenas regionais na capacitao e formao de recursos humanos; e,
  • (vi) estudos sobre novos estoques pelgicos na plataforma brasileira.
O projeto esta divido em redes temticas com sub-propostas, entre elas a sub-proposta 2.2 intitulada Tempo de residncia de organismos pelgicos em reas Ecologicamente Significativas (AES Hot spots) cujos responsveis so Mnica M.C. Muelbert (FURG) e Jos H. Muelbert (FURG) que utilizar a telemetria como ferramenta principal.