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Ciência Hoje

"Salinas" e "Baías" do Pantanal

Publicado em 01 fevereiro 2011

A Nhecolândia, uma das sub-regiões do Pantanal, tem mais de 10 mil lagos com alcalinidade e salinidade muito contrastantes. Alguns, as "baías", têm água doce e plantas aquáticas, enquanto em outros, as "salinas", a água é salobra ou salgada e não existe vegetação aquática. Os estudos aqui relatados mostram que essa grande variação do megassistema lacustre tem origem em fatores geoquímicos e biológicos, que aumentam a alcalinidade da água das salinas e induzem um processo natural capaz de selar os espaços vazios na areia do fundo, isolando esse tipo de lago do lençol freático e gerando suas características peculiares.

Uma depressão gigantesca formou-se na região central da América do Sul há cerca de 2,5 milhões de anos. Durante sua formação, ela foi sendo preenchida por sedimentos arenosos trazidos por rios. Esse processo levou ao surgimento da maior planície inundável da Terra: o Pantanal Matogrossense. São mais de 200 mil km2, a maior parte em território brasileiro. Essa imensa planície está dividida em diversos ambientes com características contrastantes e nomes curiosos: um deles, tema desse artigo, é chamado de Nhecolândia (figura 1).

O nome dessa região pantaneira homenageia Joaquim Eugênio Gomes da Silva (1856-1909), conhecido como Nheco e filho do barão de Vila Maria, Joaquim José Gomes da Silva (1825-1878). O barão tinha grande extensão de terras, mas suas fazendas foram saqueadas e destruídas por tropas invasoras, em 1864, no início da Guerra do Paraguai. O conflito terminou em 1870, deixando toda a região muito empobrecida, mas Nheco, após a morte do pai, decidiu retomar o que restava de sua herança. Em 1880, voltou ao local onde ficava a antiga casa grande do barão e recomeçou o trabalho na terra. Por sua importância na revitalização da região e por sua farta descendência, o popular filho do barão foi informalmente homenageado pelo povo, que passou a chamar de Nhecolândia essa parte do Pantanal.

Ao longo desses milhões de anos, o preenchimento da imensa depressão ocorreu por meio dos chamados leques aluviais: os rios trazem sedimentos e o acúmulo destes faz com que os cursos d"água se desloquem para os lados, em movimentos de vai e vem, escolhendo os lugares mais baixos, que assim vão sendo preenchidos, gerando a planície. Existem vários desses leques no Pantanal, mas se destaca o formado pelo rio Taquari (figura 2). De forma circular, com 250 km de diâmetro, abriga dois ambientes muito distintos: um é o Paiaguás, sub-região de paisagem monótona, com extensas savanas, que contrasta com a inusitada complexidade da Nhecolândia, onde, além de savanas sazonalmente inundadas, limitadas por fragmentos florestais em elevações de até 3 m, são encontrados mais de 10 mil lagos de enorme variabilidade.

Muitos lagos, conhecidos na região como "baías", contêm água doce e plantas aquáticas. Nesses, o pH (índice da atividade de íons hidrogênio, que mostra a acidez ou a alcalinidade) é variável. Outros, sem vegetação aquática, exibem praias de areia e águas - salobras a salinas - de cores variadas. Estes, chamados de "salinas", têm água alcalina (o pH pode ultrapassar 10) e mostram intensa atividade fitoplanctônica, em especial na estação seca, quando a evaporação faz aumentar a salinidade e o ambiente fica tão agressivo que sobrevivem apenas organismos mais resistentes, entre os quais se destacam as cianobactérias. Sem competição, estas se multiplicam extraordinariamente (processo denominado floração), chegando a superar 10 milhões de organismos por mililitro. Esses lagos incomuns são estudados desde 1943, mas ainda não são bem compreendidos. Além de curiosos, são numerosos - incontáveis, se forem considerados os menores.

Múltiplas análises. _Uma imagem do Satélite de Observação Terrestre Avançada (ALOS, na sigla em inglês) mostra a grande quantidade de lagos na região, entre eles os estudados nesta pesquisa (figura 3). Foram coletadas centenas de amostras de água, submetidas a análises que identificaram suas características químicas e limnológicas, entre outros dados. Também foram realizadas, nos locais estudados, medidas de altitude, de pH e de condutividade elétrica (proporcional à salinidade) das águas dos 57 lagos amostrados (14 deles em diferentes estações do ano) e de outros não amostrados.

A variabilidade das salinas e baías pode ser visualizada em fotografias aéreas feitas em julho de 2008 (figura 4). As diferenças entre esses lagos não estão apenas na aparência, como revelam os dados obtidos nas análises. Entre outras variações intensas, o teor de sódio (Na) mostrou uma diferença superior ali mil vezes entre a maior e a menor medição. Em uma das campanhas de pesquisa, em outubro de 2008, a densidade de organismos do fitoplâncton variou de 10,44 milhões de organismos por mililitro em uma das salinas (BA21) a apenas 284/ml em uma das baías (BA36) - quase 37 mil vezes. Outros aspectos estudados confirmam essa extrema variação. A salinidade total, entre as amostras coletadas em todas as campanhas, variou de 13 g por litro (B A21, em outubro de 2008) e 0,007 g por litro (BA27, em julho de 2008). A concentração de clorofila, que indica a atividade do fitoplâncton, apresentou medições de 1,40 a 5.761,4 microgramas por litro.

Os isótopos estáveis de hidrogênio (H) e oxigênio (O) revelaram os diferentes graus de isolamento de salinas e baías. Isótopos são átomos de um elemento que têm diferentes números de neutrons em seu núcleo; os estáveis são aqueles que não sofrem decaimento radioativo. O hidrogênio tem dois isótopos estáveis: 1H e 2H (o número à esquerda indica o número de neutrons). O segundo (2H), chamado de deutério, é notavelmente mais pesado que o outro isótopo, mais comum. No caso do oxigênio, o isótopo mais comum (99,8%) é o 160, que em nosso estudo é comparado com o 180 (o segundo mais comum).

Esses isótopos têm muitas aplicações em estudos ambientais. Nesta pesquisa, eles revelaram a história recente dos processos evaporativos de salinas e baías: como os isótopos têm as mesmas propriedades químicas, a água, ao evaporar, leva preferencialmente os "leves", deixando a água que resta nos lagos enriquecida em isótopos "pesados". Os valores obtidos expressam a diferença da composição isotópica (R) da amostra em relação a um padrão, segundo a fórmula 8 = (R amostra/R padrão - 1) x 1.000. No caso de oxigênio e hidrogênio o padrão internacional é conhecido pela sigla VSMOW, de Vienna StandardMean Ocean Water, ou Padrão Médio da Agua dos Oceanos, estabelecido em Viena, na Áustria, em 1968, em reunião da Agência Internacional de Energia Atômica. As diferenças das composições isotópicas são pequenas e expressas em "partes por mil" (%o). Assim, quando 5 é negativo, a amostra avaliada tem menos isótopos pesados que o padrão internacional, e, quando é positivo, a amostra concentra mais isótopos pesados.

Foram encontrados desde valores próximos aos das águas do rio Negro (típicos de água doce) até valores que indicam ambientes altamente evaporativos, para o 18º (entre -3,11%o e +13,7%o) e para o deutério (de -29,4%o a +67%o). Há ainda uma característica muito estranha: as salinas, que raramente secam, são sempre topograficamente mais baixas que as baías vizinhas (figura 4).

A pesquisa de que trata este artigo começou em 2002, mas apenas em 2007 foi formada uma equipe multidisciplinar que, com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), permitiu avançar na resposta ao enigma do título (ver "Pesquisadores e coautores"). Para isso, foram feitas quatro viagens a campo entre 2007 e 2009 e usados conhecimentos e medições nas áreas de hidroquímica, limnologia e altimetria de precisão. Na última viagem, em período de estiagem extrema, uma salina que não secava há décadas estava inteiramente seca (figura 5).

Sílica e alcalinidade _Como explicar esses lagos?

A primeira pergunta foi: como podem coexistir, em sedimentos porosos e vizinhos, lagos com características químicas, físicas, biológicas e morfológicas tão díspares, e com as salinas sistematicamente mais baixas que as baías. A pergunta é difícil de responder porque, como os sedimentos são porosos, deveria haver comunicação entre os lagos e destes com o lençol freático, e com isso todos teriam a mesma altitude. Mas isso não ocorre em parte dos lagos, Para achar a resposta, foram concebidas e testadas diversas hipóteses de trabalho.

Os isótopos estáveis presentes revelam que a origem da água das salinas, das baías, do rio Negro e de poços da região é a mesma, apenas submetidas a diferentes intensidades de evaporação, o que só pode ser explicado se as salinas estiverem isoladas do lençol freático. Mas por que apenas as salinas estariam isoladas da água subterrânea?

Análises feitas nas águas revelaram uma tendência de aumento da quantidade de silício (Si) em solução, sempre associado ao aumento do pH. Qual a origem desse elemento? A única fonte local de silício são os sedimentos do leque aluvial, compostos quase exclusivamente por areia quartzosa, mas a solubilidade do quartzo (Si02) é muito baixa. Sabe-se, porém, que esse material fica mais solúvel se o meio se torna muito alcalino (se o pH supera o valor 9,5), condição que ocorre nas salinas da Nhecolândia. Considerou-se então que os íons de silício (Si4+) presentes na água têm origem na dissolução da areia no fundo das salinas. Quando a salina seca, esse silício em solução precipita-se, sob a forma de sílica amorfa, ocupa os espaços vazios entre os grãos de areia e solidifica-se. Essa hipótese explica tanto o isolamento das salinas em relação ao lençol freático quanto o rebaixamento de seus fundos.

O processo que envolve o silício também explica por que as salinas são mais perenes. Em grande parte do ano, elas ficam situadas abaixo do lençol freático, que exerce uma pressão considerável e termina por alimentar o lago através de pequenas fraturas na "crosta" de areia e sílica formada no fundo. E não há fluxo d"água relevante no sentido contrário: no período da seca, quando a salina fica acima do lençol freático, as possíveis fraturas são rapidamente "seladas" pela precipitação da sílica presente na água. Assim, é como se existisse uma válvula unidirecional. Já as baías, que têm fundo poroso, "sobem" e "descem" junto com o lençol freático (figura 6).

Nas salinas, o processo depende do pH elevado. Para explicar essa condição, foram identificados dois mecanismos. Um é geoquímico, e está ligado ao binômio déficit hídrico e pobreza em cálcio. Esse elemento, muito comum na natureza, tem papel fundamental para manter o pH das águas naturais entre 5,5 e 8,5. Quando esse valor máximo é ultrapassado, há formação e precipitação de carbonato de cálcio (CaC03), por meio da ligação entre íons cálcio (Ca2+) e íons carbonato (CO2), e com isso o pH diminui. Se, por algum motivo, o pH cai abaixo de 5,5, ocorre dissolução de CaC03 e elevação do pH. Isso significa que, na relativa ausência do íon cálcio (como verificado nas águas da Nhecolândia), não há precipitação de CaC03 e o pH aumenta (pode ultrapassar 11, como em lagos africanos). O outro processo tem origem biológica: ao realizar a fotossíntese, os organismos do fitoplâncton absorvem gás carbônico (C02) dissolvido na água, e isso aumenta a concentração dos íons CO3" e OH" (hidróxido), e essa absorção pode ser intensa em florações fitoplanctônicas, em especial de cianobactérias. A pobreza em cálcio e as florações de cianobactérias nas salinas da Nhecolândia explicam cientificamente os pHs elevados.

Assim, parece estar explicada a variabilidade dos lagos da Nhecolândia. Apenas a variabilidade... Como explorar de forma sustentada esse ambiente tão único? A pecuária tradicional, que não desmata e apenas introduz gramíneas mais produtivas nas áreas de savana, agride o ambiente, mas permite sua sobrevivência. Nem sempre é assim: nas andanças pela Nhecolândia, os pesquisadores passaram por fazendas que derrubaram todas as manchas de floresta, acabaram com lagos - salinas ou baías - e plantaram gramíneas de modo generalizado, permitindo multiplicar enormemente o número de cabeças de gado por hectare. Nesses locais, nada há além de bois. Não são vistas sequer as onipresentes capivaras, nem mesmo aves. E um deserto verde. Essas fazendas simplesmente destroem irremediavelmente esse ambiente único no planeta, de grande beleza e fragilidade. O Brasil ganhará mais com o ecoturismo na região do que com o gado, que pode pastar em outras vastas regiões sem a riqueza ambiental da Nhecolândia. CH