Alexandre De Caroli, César Barbedo Rocha, Gustavo Queiroz de Oliveira, Roberto Tomazini de Oliveira & Ronaldo Mitsuo Sato



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Encontro18.07.2016
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Alexandre De Caroli, César Barbedo Rocha, Gustavo Queiroz de Oliveira, Roberto  Tomazini de Oliveira &  Ronaldo Mitsuo Sato
Resenha do artigo: "A viscosity-enhanced mechanism for biogenic ocean mixing", Nature, vol. 460, pp. 624-626.

Observações recentes da turbulência gerada por organismos tem gerado debates sobre o papel do movimento desses organismos na mistura do oceano. Os trabalhos realizados para avaliar tal questão tem sido baseados em comparações da turbulência causada pela natação dos organismos com a turbulência do oceano. Neste trabalho, os autores avaliam a contribuição do Mecanismo de Darwin, que é um mecanismo de mistura do fluido causado pela movimentação de um corpo sólido, o qual coloca o fluido ao seu redor também em movimento, o que causa uma mudança no campo de energia potencial num fluido continuamente estratificado (como o oceano), pois porções de fluido com maior densidade são levadas a regiões cujo fluido possui menores densidaddes (e vice-versa). A interação de diferentes porções de fluido de diferentes densidades está sujeita a ação de correntes e interação com outros corpos sólidos cujo resultado final é a mistura molecular.

Quando a mistura é devido ao vento, maré ou a turbulência causada pela movimentação dos organismos, sua eficiência depende da escala de comprimento do movimento.  Se o movimento ocorrer em escalas de comprimento menores dos que as escalas naturais observadas (Kolmogorov e Ozmidov), a energia é essencialmente convertida em calor. Por outro lado, o Mecanismo de Darwin é reforçado pela viscosidade do fluidos.

Neste trabalho, os autores demonstram o efeito da viscosidade calculando, através de um modelo analítico, o fluxo ao redor de um corpo circular, que migra verticalmente, em diferentes números de Reynolds. Os autores observaram que quanto menor o número de Reynolds maior é a área do fluido sujeita à deriva devido ao movimento do corpo sólido. Os autores também investigaram o papel do formato do corpo nessa área sujeita a deriva, calculando a área para elipses com diferentes excentricidades num fluido  com número de  Reynolds  10. O resultados mostram que esse volume colocado em deriva devido ao movimento do corpo diminiu a medidade que a excentricidade aumenta.



Medidas In situ foram feitas no lago Palau, no período de setembro de 2008, observando o nado de águas-viva. Gravações de vídeo permitiram observar o deslocamento abaixo do animal de uma tintura presente no meio no momento em que o mesmo se desloca. Para medidas quantitativas foi construído um velocímetro subaquático manual que permite que um mergulhador meça a energia cinética gerada pelos movimentos da água-viva. Complementando, laser planares com a capacidade de medir a fluorescência foi utilizado para avaliar as mudanças na energia potencial do fluido através da quantificação das alterações nas camadas estratificadas criadas artificialmente. Com isso, demonstrou-se que os processos de mistura foram dominados pelos efeitos de deslocamento (90% da energia potencial adicionada). Assim, deixando de lado esse efeito de deslocamento nos modelos teóricos de eficiência de mistura, estaríamos subestimando em uma ordem de grandeza.

Para pequenos organismos, a turbulência é insiginificantes  devido ao baixo número de Reynolds. Nesse caso, o mecanismso de Darwin tem grande contribuição para a mistura. Os autores estimaram a contribuição absoluta do mecanismo de Darwin para a mistura do oceano utilizando uma equação. Os valores obtidos são da ordem de 10¯5 a 10^-4 W. Kg-1,  que é comparável a dissipação turbulenta causada por processos físicos (ação  do vento, marés e etc). Os autores ainda pontuam que essas estimativas podem ser conservadoras pois foram feitas tratando os organimos de forma isolada. Agregados de organismos podem gerar volumes de deriva muito maiores. Outro ponto a se levar em conta em conta em próximos esttudos é o fluxo vertical de partículas: neve marinha, pelotas fecais, etc...  


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