Mostrar código-fonte de Oxigênio dissolvido no oceano

{{mais-fontes|data=novembro de 2016}}
[[Ficheiro:WOA09 sea-surf O2 AYool.png|miniaturadaimagem|270x270px|Oxigênio dissolvido na superfície dos oceanos]]
'''Oxigênio dissolvido no oceano''' é a quantidade do gás [[Oxigénio|oxigênio]] que encontra-se dissolvida na [[água do mar]]. Essa quantidade pode ser expressa em termos absolutos (por exemplo, em miligramas de oxigênio por quilograma de água do mar) ou relativos (por exemplo, em percentual de [[Saturação (química)|saturação]] do oxigênio dissolvido na água do mar). O oxigênio é um dos gases mais importantes nos oceanos. Seu estudo é fundamental para a compreensão de fenômenos em diferentes áreas do conhecimento, como os [[Advecção|processos advectivos]] de transporte de [[Massa de água|massas de água]] (estudados pelos [[Oceanografia física|oceanógrafos físicos]]) e os processos de [[fotossíntese]] e [[respiração]] (investigados pelos [[Biologia|biólogos]], [[Oceanografia|oceanógrafos]] e [[Ecologia|ecólogos]]).

== Saturação do oxigênio ==
O oxigênio é o segundo gás mais abundante na [[atmosfera terrestre]], com [[fração molar]] representando 20,9% de sua composição gasosa (em massa). A partir da [[Lei de Henry]], pode-se deduzir que, no [[Equilíbrio químico|equilíbrio]] entre oceano e atmosfera, a [[concentração]] de um [[gás]] dissolvido na água é diretamente proporcional à sua [[pressão parcial]] na atmosfera. A [[solubilidade]] de um gás na água do mar, entretanto, pode variar em função de três parâmetros: [[temperatura]], [[salinidade]] e [[pressão]]. Desta forma, a saturação de um gás dissolvido na água do mar é calculada levando em consideração as condições específicas dessas três variáveis físicas em determinada parcela de água. A equação a seguir expressa o cálculo da saturação de oxigênio dissolvido no oceano:

<math>\sigma_{OD}= \frac{OD}{OD^*}\times100</math>

onde σ<sub>OD</sub> é a saturação do oxigênio dissolvido na água do mar (%), OD é a concentração medida de oxigênio dissolvido na água do mar e OD* é a concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água do mar (que depende das condições de temperatura, salinidade e pressão da parcela de água).

A partir do resultado desse cálculo, a água do mar pode ser classificada como subsaturada (σ<sub>OD</sub> < 100%), saturada (σ<sub>OD</sub> = 100%) ou supersaturada (σ<sub>OD</sub> > 100%) com relação ao oxigênio dissolvido. Na superfície do oceano, de forma geral, a saturação de oxigênio dissolvido é em média 103%.<ref name=":0">{{citar livro|url=|titulo=Chemical Oceanography|ultimo=Millero|primeiro=F.K.|editora=CRC/Taylor and Francis|ano=2006|edicao=3rd|local=Boca Raton|pagina=|paginas=469|acessodata=}}</ref> Em áreas de [[Afloramento (oceanografia)|ressurgência]], a água do mar geralmente é subsaturada devido ao afloramento de massas de água subsuperficiais. 

== Fatores que influenciam a distribuição de oxigênio no oceano ==

=== Interação oceano-atmosfera ===
A interface entre oceano e atmosfera confere características peculiares à região mais superficial da coluna de água marinha, conhecida como [[camada de mistura]]. Nesta camada, o oxigênio dissolvido na água encontra-se ligeiramente supersaturado.<ref name=":0" /> Tal fato é motivado principalmente pela [[Fotossíntese|atividade fotossintética]] que libera oxigênio na água e complementado pela injeção de bolhas de ar na coluna de água, especialmente durante [[Tempestade|tempestades]] que promovem a quebra de [[Onda oceânica de superfície|ondas]] na superfície do mar. 

=== Subsidência de massas de água ===
[[Ficheiro:Annual mean dissolved oxygen and apparent oxygen utilisation (World Ocean Atlas 2005).png|miniaturadaimagem|286x286px|Seções de oxigênio dissolvido no oceano]]A subsidência de massas de água ricas em oxigênio permite que regiões profundas tenham elevada concentração desse gás. A intrusão da Água Intermediária Antártica e Ártica apresenta seus efeitos sensíveis desde a superfície até aproximadamente 900 metros de profundidade.{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}} A [[Água Profunda do Atlântico Norte]] (APAN) se diferencia por ser uma massa de água rica em oxigênio desde a superfície até 2000 m de profundidade a 60º N.{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}} Essa massa de água perde oxigênio dissolvido à medida que flui em direção ao [[hemisfério sul]] e, posteriormente, em direção aos oceanos [[Oceano Pacífico|Pacífico]] e [[Oceano Índico|Índico]].{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}} Isso ocorre devido aos processos de decomposição da matéria orgânica depois que as massas de água perdem contato com a superfície.<ref name=":0" /> A [[Água de Fundo Antártica]] também apresenta elevadas concentrações de oxigênio dissolvido no [[Oceano Antártico|Oceano Austral]].{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}} A [[Água Intermediária do Pacífico Norte]] é mais pobre em oxigênio dissolvido quando comparada com massas de água em profundidades semelhantes no Atlântico Norte.{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}}

=== Fotossíntese ===
Em toda a [[Zona eufótica|zona fótica]] da coluna de água marinha ocorre atividade fotossintética. A presença de organismos [[Fitoplâncton|fitoplanctônicos]], [[Macroalga|macroalgas]] e [[Erva marinha|fanerógamas marinhas]] permite que as concentrações de oxigênio dissolvido na água permaneçam altas nessa região.

Próximo ao limite da zona fótica é observado um equilíbrio entre a quantidade de oxigênio liberada pelo fitoplâncton através da fotossíntese e a quantidade de oxigênio consumida na [[respiração]] de organismos [[Autotrofismo|autotróficos]] e [[Heterotrofismo|heterotróficos]].{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}} A profundidade na qual este equilíbrio ocorre é conhecida como profundidade de compensação. A reação abaixo expressa a relação entre fotossíntese (reação deslocando-se da esquerda para a direita) e respiração (reação deslocando-se da direita para a esquerda).

<math>CO_2+H_2O\rightleftharpoons CH_2O+O_2</math>

=== Respiração e oxidação da matéria orgânica ===
Processos respiratórios diminuem a concentração de oxigênio disponível na coluna de água. No [[oceano profundo]], o oxigênio é consumido pela respiração de organismos vivos e pela decomposição [[Micro-organismo|microbiana]] de detritos orgânicos (oxidação da [[matéria orgânica]]). No entanto, não há reposição desse oxigênio porque os processos fotossintéticos são inexistentes na [[zona afótica]] e os [[Quimiossíntese|processos quimiossintéticos]] são negligíveis quando comparados ao volume de água do oceano profundo. As menores concentrações de oxigênio dissolvido nas [[Bacia oceânica|bacias oceânicas]] são observadas na base da [[termoclina]] permanente, geralmente próxima a 1000 metros de profundidade.<ref name=":0" /> Nessas zonas, a oxidação de matéria orgânica é intensa devido ao acúmulo de detritos orgânicos provenientes da superfície que, devido à sua baixa densidade, não conseguem atravessar completamente a termoclina em direção ao leito oceânico.<ref name=":0" /> Em algumas áreas, como o Pacífico Norte, a base da termoclina permanente é bastante deficiente em oxigênio, podendo chegar a casos extremos de [[Anóxia|anoxia]].{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}} Abaixo de 1000 m de profundidade, os níveis de oxigênio dissolvido na água são maiores do que na base da termoclina, devido à subsidência de massas de água e a circulação termohalina.<ref>{{citar livro|titulo=Seawater: Its Composition, Properties and Behaviour|ultimo=Open University|primeiro=|editora=Butterworth-Heinemann|ano=2004|edicao=2nd|local=Oxford|paginas=168|acessodata=}}</ref> 

== Utilização aparente do oxigênio ==
[[Ficheiro:WOA09 1000m AOU AYool.png|miniaturadaimagem|319x319px|Utilização aparente de oxigênio a 1000 m de profundidade no oceano global]]
A [[utilização aparente do oxigênio]] (UAO) expressa a diferença entre a concentração de saturação de oxigênio (no equilíbrio entre oceano e atmosfera) e a concentração medida na água do mar (em determinada condição de salinidade, temperatura e pressão). Esse conceito permite estimar a quantidade de oxigênio dissolvido que foi consumida por processos respiratórios depois que a massa de água perdeu contato com a atmosfera.<ref name=":0" /> A equação abaixo expressa o cálculo da UAO:

<math>UAO=[O_2]^*-[O_2]_m</math>

onde [O<sub>2</sub>]* é a concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água do mar (antes da perda de contato com a atmosfera, ou seja, antes da subsidência da massa de água) e [O<sub>2</sub>]<sub>m</sub> é a concentração medida de oxigênio dissolvido em uma massa de água profunda.

=== Distribuição da UAO no oceano profundo ===
No oceano profundo, em torno da [[isóbata]] de 4000 m, os valores de UAO no Atlântico Norte estão próximos de 50 μmol/kg e aumentam em direção aos oceanos Índico e Pacífico conforme o deslocamento de massas de água profundas que se movimentam de acordo com a [[Circulação termoalina|circulação termohalina]].<ref name=":0" /> Assim, seus valores mais elevados são observados no Pacífico Norte, onde a UAO chega a 190 μmol/kg.<ref name=":0" /> Esse aumento na utilização do oxigênio em águas profundas segue o mesmo padrão de aumento nas concentrações de nutrientes (por exemplo, [[nitrato]] e [[fosfato]]), pois resulta da mineralização da matéria orgânica particulada proveniente da superfície.

== Determinação de oxigênio dissolvido na água ==
O método químico para determinação de oxigênio dissolvido na água do mar foi desenvolvido por Winkler em 1888 e modificado por Carpenter em 1965.{{Carece de fontes|ci|data = novembro de 2016}} Após a coleta, a amostra de água deve ser imediatamente fixada com [[Sulfato de manganês(II)|sulfato de manganês]] (MnSO<sub>4</sub>) em [[Base (química)|meio alcalino]]. A reação entre manganês e íons [[Hidroxila|oxidrila]] forma hidróxido de manganês:

<math>Mn^{2+}+2OH^-\longrightarrow Mn(OH)_2</math>

O hidróxido de manganês reage com o oxigênio dissolvido na água para formar um composto de manganês tetravalente, que precipita na forma de sólido:

<math>2Mn(OH)_2+O_2\longrightarrow 2MnO(OH)_2(s)</math>

Desta forma o oxigênio é fixado. Em seguida, a amostra é titulada em [[Ácido|meio ácido]] (para dissolução do [[Precipitação (química)|precipitado]]) na presença de excesso de [[iodo]]. O composto de manganês tetravalente oxida [[Íon|íons]] iodeto (I<sup>-</sup>) em iodo molecular (I<sub>2</sub>):

<math>MnO(OH)_2+4H^++2I^-\longrightarrow Mn^{2+}+I_2+3H_2O </math>

O iodo molecular é estabilizado pela formação de I<sub>3</sub><sup>-</sup> com o excesso de íons iodeto:

<math>I_2+I^-\longrightarrow {I_3}^-</math>

 A quantidade de I<sub>3</sub><sup>-</sup> formado é equivalente à de quantidade de oxigênio dissolvido que havia na solução, sendo determinado pela [[titulação]] com [[tiossulfato de sódio]]:

<math>{I_3}^-+2S_2{O_3}^{2-}\longrightarrow 3I^-+S_4{O_6}^{2-}</math>

A concentração de oxigênio dissolvido na água pode também ser medida por meio de [[cromatografia gasosa]] e sensor de oxigênio. Este último geralmente é acoplado em [[Sonda multiparamétrica|sondas multiparamétricas]] ou [[CTD (oceanografia)|CTDs]] a fim de obter perfis verticais contínuos de oxigênio dissolvido na água do mar.

== Ver também ==
* [[Oxigénio dissolvido|Oxigênio dissolvido]]
* [[Oceanografia química]]
* [[Água do mar]]
* [[Gases dissolvidos no oceano]]

{{referências}}

== Bibliografia ==
* Open University 1989. Seawater: its compositions, properties and behaviour. Pergamon Press, Oxford, 165p.
* Millero, F.J. 2006. Chemical oceanography. 3rd ed., CRC Press, Boca Raton, FL, 469p.
* Schlitzer, R. 2000. Electronic atlas of WOCE hydrographic and tracer data now available. Eos, 81(5): 45.
[[Categoria:Oceanografia]]
[[Categoria:Oxigênio]]