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Mikami Environmental Blog

BIODIVERSITY / BIODIVERSIDADE (412)

Publicado em 19 julho 2018

BIODIVERSITY (412)

Reefs at the mouth of the Amazon can be larger, deeper and more complex than predicted

By Carlos Fioravanti

underwater surveys indicated that the reefs on the continental shelf in front of the mouth of the Amazon River may be much larger, deeper and richer in species of aquatic organisms than predicted by the first measurements carried out in 2012 and in 2014 by sonar and dredgers which sweep the bottom of the seabed. The reefs are 110 kilometers (km) from the coast and extend from Amapá to Maranhão. There the muddy water of the Amazon meets the Atlantic and the tide rises from 6 to 8 meters (m) per day. As Amazonas itself - the largest river in the world, with 50-km-wide margins, which pour 200 tons of water into the sea and 14 tons of sediment per second - the reefs are proving to be monumental.

The area of ??the reefs can be six times bigger than the initially estimated 9,500 square kilometers (km2), and can reach up to 56 thousand km2, according to the expeditions carried out in January and February 2017 and April and May 2018 with the Esperanza ship, of the non-governmental organization Greenpeace, with researchers from the universities of Paraíba, Pará, Rio de Janeiro and São Paulo. If confirmed, the area may be larger than that of the state of Espírito Santo (46,000 km2).

In September 2017, with the Alucia, from the Woods Hole Oceanographic Institute in the United States, a group of researchers from Abrolhos Network (abrolhos.org) toured the region and found that the depth of the reef can reach 350 m, almost three times more than initially estimated. "We confirm that the landscape is quite fragmented and discontinuous, like other continental shelf edges," says biologist Rodrigo Moura, a professor at the Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ) and coordinator of the trip with the Alucia and Abrolhos Network.

The two teams recognize that it is a rich and complex area. "The diversity of environments is equivalent to forests, with a large number of species in a wide area," noted biologist Ronaldo Francini Filho, a professor at the Federal University of Paraíba and the lead author of the article published in April 2018 in the scientific journal Frontiers in Marine Science with the results of trips with Esperanza. According to him, "each area is at different stages of development," sometimes younger, or more mature, forming or occupying clearings.

The formations differ in the north-south direction. According to Moura, the reefs of the coast of Amapá are older (about 14 thousand years), have stopped growing and are mainly composed of mollusks and other invertebrates, but not by corals. The Maranhão are younger, still growing and are formed by corals and calcareous algae. Biologist Gilberto Amado, a researcher at the Rio de Janeiro Botanical Gardens Research Institute, with other specialists from the Abrolhos Network, participated in the Alucia trip and verified that the structure and composition of the calcareous algae banks called rhodoliths becomes more complex in the north-south direction, as described in an article in July 2018 in the Journal of South American Earth Sciences.

"Most coral reefs are warm, shallow and clean, with lots of light and few nutrients," says oceanographer Nils Asp, a professor at the Federal University of Pará, who participated in one of the trips with Esperanza. "There, at the mouth of the Amazon, it's the other way around. "Another peculiarity is the variation of acidity, salinity and turbidity of the water, as a result of the encounter of the river with the ocean.

At the bottom of the platform in front of the mouth of the largest river in the world are reefs and rhodoliths, hundreds of kilometers long. On this surface, large yellow, red, black and white sponges dominate the landscape. "Because of the volume of nutrients, it is an ideal environment for sponges, which are filtering organisms," comments Moura. For the time being, the researchers identified about 70 species of fish, including some rare on the Brazilian coast, such as snapper, up to 1 m in length, and the grouper, which can reach 3 m. So far, expeditions have also recorded about 80 sponge species and 40 coral species, many of them similar to those found on the reefs of the Fernando de Noronha and Abrolhos archipelagos.

The volume of nutrients at the mouth of the Amazon is an ideal environment for colored sponges that dominate the landscape

A team from the Federal University of Pernambuco (UFPE), coordinated by the fishing engineer Sigrid Neumann Leitão, identified complex communities of organisms that float in the water, the so-called zooplankton. The researchers counted 197 species of zooplankton, with insect-like millimeter crustaceans, the copepods, with 92 species. As detailed in a March 2018 article in Frontier in Microbiology by the Pernambuco group, the density ranged from 2.6 million individuals per cubic meter (m3) in the areas closest to the mouth to 107 individuals per m3 in the most distant, sediment volume ratio.

In the reefs live two species of bluish fish known as maiden (Chromis spp.) And common in the Caribbean Sea, about 2 thousand km away. These and other indications reinforce the hypothesis that reefs could function as a corridor - not as a barrier, as it was also thought - between the sea of ??northern South America and the coast south of Maranhão. "Since the 1970s it was thought that fish and other organisms could pass through the bottom of the mouth and could be genetically interchanged between organisms from the Caribbean and the coast south of the mouth of the Amazon," says biologist Sergio Floeter, professor of the Federal University of Santa Catarina (UFSC) and coordinator of the National Marine Biodiversity Research Network (Sisbiota-Mar). "Now we have more evidence of this connection."

Escarps at the bottom of the mouth

On the sea floor, there are escarpments, similar to cliffs, with kilometers of extension and up to 70 m of height. "It was believed that in this part of the continental shelf sand and mud accumulated over 10 million years would have covered the whole bottom," says Asp. According to him, the steps could be a consequence of erosion caused by seawater 18,000 years ago, when the ocean level was about 120 m below the current level. The cliffs, therefore, would mark the boundary of the Atlantic level in the late glacial period, when large areas of the planet were covered with ice, or would express changes in the course of the Amazon River whose water could have dug the rocks. Or, as a third hypothesis, the steps would result from the weight of the sediments. In this case, there would have been a kind of seesaw effect: the lowering of stretches of the Amazon mouth would have raised other areas, such as the east of the island of Marajó.

"The Amazon reefs are a unique environment that is still being discovered. Nobody thought it could be that big, "says biologist Helena Spiritus of Greenpeace. This huge, rich area is being studied only now because by the mid-1970s scientists had taken it for granted that the volume of sand and mud dumped by the river into the sea would prevent light penetration and formation of any kind of environment. Gradually, the evidence diluted the assumption.

There is scant information about the mouth of the Amazon since the 1950s. In the 1960s, oceanographer John Milliman of Woods Hole and petroleum geologist Henyo Barreto identified a rocky structure rich in carbonates in the region. In 1977, two biologists from the United States Museum of Natural History, Bruce Collette and Klaus Rützler, presented a list of 45 species of fish and 35 of typical reef sponges collected from the mouth of the river.

In July 1998, Moura, Francini and biologist Ivan Sazima, from the State University of Campinas (Unicamp), followed the Manuel Luís plot in Maranhão, until then the northernmost coral reef in Brazil, most of the northern Brazilian coast and found six species of corals that had not been reported in this part of the coast. "The fishermen said that to the north of the parcel there was much reef," recalls Francini. The snapper and lobster fishing in the region also indicated that the bottom should be solid; not just mud, but logistical and financial difficulties made organizing expeditions difficult. Until in 2012 a team coordinated by Moura, from UFRJ, traveled the area aboard the ship Atlantis, Woods Hole.

The uneasiness coexists with the dazzle of the discoveries because the mouth of the Amazon has been aimed at the exploration of oil and natural gas. In 2013, in an international bidding, the federal government offered 125 areas, of which 39 were acquired by national and multinational companies. At the end of May, returning from the second expedition to the mouth of the Amazon, Francini sent a letter to the Federal Attorney General's Office with underwater photos of the reefs, requesting the blocking of the environmental licensing request made by an oil company interested in exploring an area of ??the Amazon. region.

Published by FAPESP (Bulletin / Research) in July, 2018

(Foundation for Research Support of the State of São Paulo)

 

BIODIVERSIDADE (412)

Recifes da foz do Amazonas podem ser maiores, mais profundos e complexos do que o previsto

Por Carlos Fioravanti

evantamentos submarinos indicaram que os recifes na plataforma continental em frente à foz do rio Amazonas podem ser muito maiores, mais profundos e ricos em espécies de organismos aquáticos do que o previsto por meio das primeiras medições, realizadas em 2012 e em 2014 por sonar e dragas que varrem o fundo do leito marinho. Os recifes estão a 110 quilômetros (km) da costa e se estendem do Amapá até o Maranhão. Ali a água barrenta do Amazonas encontra a do Atlântico e a maré sobe de 6 a 8 metros (m) por dia. Como o próprio Amazonas – o maior rio do mundo, com margens de 50 km de largura, que despeja no mar cerca de 200 toneladas de água e 14 toneladas de sedimentos por segundo –, os recifes estão se revelando monumentais.

A área dos recifes pode ser seis vezes maior que os inicialmente estimados 9,5 mil quilômetros quadrados (km2), podendo chegar a até 56 mil km2, de acordo com as expedições realizadas em janeiro e fevereiro de 2017 e abril e maio de 2018 com o navio Esperanza, da organização não governamental Greenpeace, com pesquisadores das universidades da Paraíba, do Pará, do Rio de Janeiro e de São Paulo. Se confirmada, a área poderá ser maior que a do estado do Espírito Santo (46 mil km2).

Em setembro de 2017, com o Alucia, do Instituto Oceanográfico Woods Hole, dos Estados Unidos, um grupo de pesquisadores da Rede Abrolhos (abrolhos.org) percorreu a região e verificou que a profundidade dos recifes pode chegar a 350 m, quase três vezes mais que a inicialmente estimada. “Confirmamos que a paisagem é bastante fragmentada e descontínua, como outros recifes de bordas de plataforma continental”, diz o biólogo Rodrigo Moura, professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e coordenador da viagem com o Alucia e da Rede Abrolhos.

As duas equipes reconhecem que se trata de uma área rica e complexa. “A diversidade de ambientes equivale à de florestas, com uma grande quantidade de espécies em uma área ampla”, observou o biólogo Ronaldo Francini Filho, professor da Universidade Federal da Paraíba e principal autor do artigo publicado em abril de 2018 na revista científica Frontiers in Marine Science com os resultados das viagens com o Esperanza. Segundo ele, “cada área está em diferentes estágios de desenvolvimento”, ora mais jovens, ora mais maduras, formando ou ocupando clareiras.

As formações se diferenciam na direção norte-sul. Segundo Moura, os recifes do litoral do Amapá são mais antigos (cerca de 14 mil anos), pararam de crescer e são constituídos principalmente por moluscos e outros invertebrados, mas não por corais. Os do Maranhão são mais jovens, ainda estão em crescimento e são formados por corais e algas calcárias. O biólogo Gilberto Amado, pesquisador do Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro, com outros especialistas da Rede Abrolhos, participou da viagem com o Alucia e verificou que a estrutura e a composição dos bancos de algas calcárias chamados rodolitos se torna mais complexa no sentido norte-sul, como descrito em um artigo de julho de 2018 na Journal of South American Earth Sciences.

“A maioria dos recifes de corais é de águas quentes, rasas e limpas, com muita luz e poucos nutrientes”, diz o oceanógrafo Nils Asp, professor da Universidade Federal do Pará, que participou de uma das viagens com o Esperanza. “Ali, na foz do Amazonas, é o contrário. Os sedimentos carregados pelo rio deixam a água turva, mas trazem muitos nutrientes, compensando a escassez de luz.” Outra peculiaridade é a variação de acidez, da salinidade e da turbidez da água, como resultado do encontro do rio com o oceano.

No fundo da plataforma em frente à foz do maior rio do mundo estendem-se recifes e rodolitos com centenas de quilômetros de extensão. Sobre essa superfície, grandes esponjas amarelas, vermelhas, negras e brancas dominam a paisagem. “Por causa do volume de nutrientes, é um ambiente ideal para esponjas, que são organismos filtradores”, comenta Moura. Por enquanto, os pesquisadores identificaram cerca de 70 espécies de peixes, incluindo algumas raras no litoral brasileiro, como o pargo, de até 1 m de comprimento, e o mero, que pode chegar a 3 m. Até agora, as expedições registraram também cerca de 80 espécies de esponjas e 40 de corais, muitas delas semelhantes às encontradas nos recifes dos arquipélagos de Fernando de Noronha e de Abrolhos.

O volume de nutrientes da foz do Amazonas é um ambiente ideal para as esponjas coloridas, que dominam a paisagem

Uma equipe da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), coordenada pela engenheira de pesca Sigrid Neumann Leitão, identificou comunidades complexas de organismos que flutuam na água, o chamado zooplâncton. Os pesquisadores contabilizaram 197 espécies de zooplâncton, predominando os crustáceos milimétricos parecidos com insetos, os copépodes, com 92 espécies. Como detalhado em um artigo de março de 2018 na Frontier in Microbiology pelo grupo de Pernambuco, a densidade variou de 2,6 milhões de indivíduos por metro cúbico (m3) nas áreas mais próximas da foz a 107 indivíduos por m3 nas mais distantes, em razão do volume de sedimentos.

Nos recifes vivem duas espécies de peixes azulados conhecidos como donzela (Chromis spp.) e comuns no mar do Caribe, a cerca de 2 mil km de distância. Essa e outras indicações reforçam a hipótese de que os recifes poderiam funcionar como um corredor – e não como uma barreira, como também se cogitava – entre o mar do norte da América do Sul e o litoral ao sul do Maranhão. “Desde a década de 1970 se pensava que peixes e outros organismos poderiam passar de pouco em pouco pelo fundo da foz e poderia haver intercâmbio genético entre organismos do Caribe e do litoral ao sul da foz do Amazonas”, diz o biólogo Sergio Floeter, professor da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e coordenador da Rede Nacional de Pesquisa em Biodiversidade Marinha (Sisbiota-Mar). “Agora temos mais evidências dessa conexão.”

Escarpas no fundo da foz

No assoalho marinho, há escarpas, semelhantes a falésias, com quilômetros de extensão e até 70 m de altura. “Acreditava-se que nessa parte da plataforma continental a areia e a lama, acumuladas ao longo de 10 milhões de anos, já teriam coberto todo o fundo”, diz Asp. Segundo ele, os degraus poderiam ser consequência da erosão causada pela água do mar há 18 mil anos, quando o nível do oceano estava cerca de 120 m abaixo do atual. As escarpas, portanto, marcariam o limite do nível do Atlântico no último período glacial, quando grandes áreas do planeta estavam cobertas por gelo, ou expressariam mudanças no curso do rio Amazonas, cuja água poderia ter escavado as rochas. Ou ainda, como uma terceira hipótese, os degraus resultariam do peso dos sedimentos. Nesse caso, teria ocorrido uma espécie de efeito gangorra: o rebaixamento de trechos da foz do Amazonas teria levantado outras áreas, como o leste da ilha de Marajó.

“Os recifes do Amazonas são um ambiente único, que ainda está sendo descoberto. Ninguém imaginava que pudesse ser tão grande”, diz a bióloga Helena Spiritus, do Greenpeace. Essa área, enorme e rica, está sendo estudada somente agora porque, até a metade da década de 1970, os cientistas tinham como certo que o volume de areia e lama despejada pelo rio no mar impediria a penetração de luz e a formação de qualquer tipo de ambiente. Aos poucos, as evidências diluíram o pressuposto.

Há informações escassas sobre a foz do Amazonas desde os anos 1950. Na década de 1960, o oceanógrafo John Milliman, de Woods Hole, e o geólogo Henyo Barreto, da Petrobras, identificaram uma estrutura rochosa rica em carbonatos na região. Em 1977, dois biólogos do Museu de História Natural dos Estados Unidos, Bruce Collette e Klaus Rützler, apresentaram uma lista de 45 espécies de peixes e 35 de esponjas típicas de recifes, coletados ao largo da boca do rio.

Em julho de 1998, Moura, Francini e o biólogo Ivan Sazima, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), seguiram além do parcel de Manuel Luís, no Maranhão, até então o banco de corais mais ao norte do Brasil, entraram em águas ainda mais setentrionais da costa brasileira e encontraram seis espécies de corais que não haviam sido relatadas nessa parte do litoral. “Os pescadores falavam que ao norte do parcel havia muito recife”, lembra Francini. A pesca de pargo e da lagosta na região também indicava que o fundo deveria ser sólido; não apenas lama, mas as dificuldades logísticas e financeiras dificultaram a organização de expedições. Até que em 2012 uma equipe coordenada por Moura, da UFRJ, percorreu a área a bordo do navio Atlantis, do Woods Hole.

A inquietação convive com o deslumbramento das descobertas porque a foz do Amazonas tem sido visada para a exploração de petróleo e gás natural. Em 2013, em uma licitação internacional, o governo federal ofereceu 125 áreas, das quais 39 foram adquiridas por empresas nacionais e multinacionais. No final de maio, ao voltar da segunda expedição à foz do Amazonas, Francini enviou um ofício à Procuradoria Geral da União, com fotos submarinas dos recifes, requisitando o bloqueio do pedido de licenciamento ambiental feito por uma empresa petrolífera interessada em explorar uma área da região.

Publicado por FAPESP (Boletim/Pesquisa) em Julho, 2018

(Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo)