Uma jornada através do tempo geológico, capturando seus 3 bilhões de anos de história de evolução. Este módulo adentra em como a Amazônia de hoje veio a existir, guiando os estudantes através dos intricados processos geológicos que contribuíram para sua formação. Através deste módulo, serão desenvolvidas habilidades para descrever a geologia da região, a formação dos Andes e da Amazônia moderna, e explicar as razões por trás de sua inédita descarga de água doce no mar, um fenômeno que supera qualquer outro rio globalmente.
Ao final deste módulo, os alunos serão capazes de:
- Descrever os principais processos geológicos na formação da Amazônia
- Descrever como os processos geológicos moldaram a flora e fauna da Amazônia
- Explicar como a Amazônia cria sua própria precipitação pluvial
- Explicar o papel da Amazônia como um sumidouro global de carbono, e como ela poderia se tornar uma fonte de carbono se as tendências atuais continuarem.
Como a Amazônia se tornou no que é hoje?
Camila Ribas, pesquisadora do INPA
Amazônia atual:
- grande geodiversidade determinada pelas:
- formações geológicas que definem o relevo
- topografia
- distribuição heterogênea e sazonal dos fluxos de água
- tipos de solo predominantes em cada região
- heterogeneidade de paisagens que formam a base para a evolução de uma imensa e complexa biodiversidade
- O leste da Amazônia é dominado por planaltos muito antigos, como o planalto brasileiro e o planalto das Guianas, com uma bacia sedimentar também muito antiga entre eles, por onde hoje corre o rio Amazonas.
- O oeste é dominado por bacias sedimentares mais recentes, que foram formadas pelo acúmulo de sedimentos provenientes dos Andes, uma cadeia de montanhas de origem relativamente recente.
- No oeste, o relevo dominante é plano, abaixo de 250m de altitude. Os terrenos elevados fim restritos aos limites norte e sul da região e ao extremo oeste, onse se erguem os Andes, com 3 a 6km de altura.
- essas características geológicas determinam:
- os fluxos de água
- a composição química e os nutrientes que as águas carregam
- os processos de sedimentação
- os tipos de solo
- originando um mosaico de ambientes que forma a Amazônia atual.
Como essa paisagem tão complexa se originou ao longo do tempo?
Os agentes que levaram a mudanças na paisagem, originando a Amazônia atual, podem ser divididos em dois tipos principais:
- as mudanças geomorfológicas como a tectônica (soerguimento dos Andes, mudança no curso dos rios)
- mudanças climáticas passadas, alterando padrões de precipitação, erosão, carga sedimentar e o nível do mar
Geologia da Amazônia ao longo do tempo
- leste: as rochas que a parte mais antiga da Amazônia, representadas hoje pelos planaltos são chamadas de Craton amazônico.
- formado há mais de um bilhão de anos
- separação entre América do Sul e África, há cerca de 100 milhões de anos
- provavelmente foram geomorfologicamente estáveis nos últimos milhões de anos, sustentando florestas de terra firme por tempos mais longos.
Soerguimento dos Andes
- oeste: bacias de antepaís, com rebaixamento de grandes áreas do oeste da Amazônia, que passaram a receber sedimentos provenientes das montanhas formando grandes bacias sedimentares
- soerguimento dos Andes com início há 40 milhões de anos e mais intensa entre 15-5 milhões da anos atrás
- interrompeu a drenagem das águas do Craton amazônico em direção ao Pacífico, mudando a direção da drenagem:
- Rio Amazonas drenando para o Atlântico
- formação de vastas áreas alagadas cobrindo grande parte do oeste amazônico
- Lago Pebas
- taxas de erosão e sedimentação
- mudanças de relevo causadas pelo peso das montanhas sobre as bacias de antepaís
Teoria dos Refúgios (Jürgen Haffer, 1969)
Geólogo propôs que as glaciações teriam afetado a Amazônia, deixando o clima periodicmente mais seco e causando a fragmentação das florestas, afetando a distribuição da biodiversidade
- defendia que a floresta teria sido substuída por vegetação aberta como as savanas durante os ciclos glaciares
- estudos recentes mostram que o debate é mais complexo que o proposto pela Teoria dos Refúgios
- o Leste parece ter realmente sido mais seco durante as glaciações, com possível mudança na composição florestal
- o Oeste parece ter sido sempre úmido e dinâmico em termos geomorfológicos
Perguntas:
Por que a Amazônia é tão rica em espécies?
Esta palestra analisa as fascinantes conexões entre os Andes e a Amazônia, explorando a formação de sistemas fluviais e áreas úmidas. Descubra a influência da conectividade dos rios na biodiversidade e as interações entre diversas espécies, tanto da flora quanto da fauna, que contribuem coletivamente para tornar a Amazônia a região mais biodiversa da Terra.
Evolução da biodiversidde nos diferentes ambientes que formam a Amazônia
- representa 0,5% da Terra mas concentra 10% da biodiversidade conhecida;
- 40% do território da América do Sul
- vários ecossistemas diferentes e sobrepostos
- a maior característica da Amazônia, que inclusive explica em parte a grande diversidade que existe na região, é sua heterogeneidade.
- mosaico de ecossistemas aquáticos e terrestres interconectados
- subdivisão bastante simples, podemos perceber 3 tipos principais:
- ambientes sazonalmente alagados pelos grandes rios ao longo do ciclo anual de seca e cheia;
- ambientes de florestas de Terra Firme interfluviais
- ambientes de vegetação aberta intefluviais como savanas, campinaranas (que crescem sobre o solo arenoso)
- biodiversidade especializada nesses diferentes ecossistemas apresentam padrões de distribuições diferentes
A partir da reconstrução da história evolutiva de grupos de espécies na Terra Firme (distribuição atual das espécies)
- correlacionar a origem das barreiras geográficas e eventos de diversificação na filogenia de espécies amazônicas
- grandes rios causando isolamento genético
- novos corredores de conectividade com as mudanças nos cursos
- estudos mostram que os sedimentos que formam essas planícies alagáveis foram depositados nos últimos 21 mil anos, após o Último Máximo Glacial
- variação climática que ocorreu de forma mais intensa durante os ciclos glaciais do Pleistoceno, nos últimos 2,6 milhões da anos
- mudanças nos padrões de precipitação
- afeta os padrões de sedimentação e de evolução da drenagem
- afetar a distribuição de espécies florestais (especialmente no leste da Amazônia, que parece ter sido mais afetado pels secas durante os períodos glaciais)
- afetar estruturas dos ambientes aluviais, como as várzeas e os igapós
- afeta os padrões de sedimentação e de evolução da drenagem
- mudanças nos padrões de precipitação
Décadas recentes – a partir metade XX
Esses dois grandes eixos representam ameaças a integridade do sistema e suas interrelações:
- os impactos trazidos pelo desenvolvimento de infraestrutura (barragens e estradas), pelo desmatamento do setor agropecuário, pela mineração e a ocorrência de focos de incêndio
- mudanças climáticas globais
A conservação da Amazônia requer compreender a diversidade, a distribuição espacial e as características ecológicas da biota, para que seja possível avaliar de forma realista esses impactos.
- mais pesquisa para avaliar de forma realista os impactos:
- compreender a diversidade
- a distribuição espacial
- as características ecológicas da biota
- trabalhar junto com as comunidades tradicionais que conhecem a região
Perguntas:
A dinâmica da água na Amazônia
Jean-Carlo Spinoza, Dr. em Ciências Ambientais e diretor de pesquisa no Institituo de Pesquisa para o Desenvolvimento (IRD), da França
Esta palestra apresenta os principais fatores que influenciam a precipitação e a reciclagem da água na Amazônia. Isso inclui a contribuição do vapor d’água do Oceano Atlântico, o papel da evapotranspiração das árvores, o transporte de sedimentos dos Andes para as terras baixas e as diversas características de diferentes tipos de rios, como rios de água branca e rios de água preta.
O clima: fontes de umidade e papel da floresta
- Efeito cascata do sistema acoplado entre biosfera e atmosfera
- A circulação atmosférica regional e a floresta Amazônica interagem constantemente, o que determina e modula o clima não só da Amazônia, mas também em escala regional e mesmo global
- A principal fonte de umidade que gera precipitação é a evaporação das águas do Oceano Atlântico
- Devido à circulação atmosférica regional, essas grandes massas de umidade entram através do norte do continente e movem-se para o sul devido à presença da Cordilheira dos Andes, que é uma veradeira barreira natural de 3-4 km de altura
- Parte dessa umidae precipita na Amazônia que, por sua vez, retorna para atmosfera grande quantidade de umidade através do processo de evapotranspiração da maior floresta do planeta
- Estima-se, em média, uma precipitação de 2200mm por ano na bacia Amazônica e entre 25-35% retornam à atmosfera através da reciclagem da floresta
Rios voadores
Seguindo a circulação atmosférica regional, grandes quantidades de umidade viajam através da atmosfera, formando o que conhecemos como rios atmosféricos ou rios voadores.
- A Amazônia exporta grandes volumes de umidade para outras pessoas regiões além da bacia, como a bacia do Prata ou a encosta do Pacífico nos Andes, áreas tropicais do Orinoco, incluindo regiões mais distantes fora do continente.
- Devido à circulação atmosférica dominante, esta reciclagem de umidade da floresta desempenha um papel diferenciado em diferentes locais da bacia amazônica
Fogo em 2022
20% da água doce descarrega nos oceanos globais
Perguntas
Regulação do clima
Jean-Carlo Spinoza, Dr. em Ciências Ambientais e diretor de pesquisa no Institituo de Pesquisa para o Desenvolvimento (IRD), da França
Esta palestra destaca a importância da Amazônia na regulação do clima regional e global, enfatizando seu papel como um sumidouro substancial de carbono que reduz os níveis de CO2 na atmosfera. Também examina a tendência preocupante de enfraquecimento do sumidouro de carbono nos últimos anos, com algumas áreas até mesmo se tornando fontes de carbono devido a ameaças como desmatamento, incêndios florestais e mortalidade de árvores, que também estão ligadas às mudanças climáticas.
- em termos do ciclo global de carbono, a Amazônia representa 16% da produtivdade terrestre total
- absorção por fotossíntese de cerca de 20.000 milhões de toneladas de carbono por ano
- além disso, a Amazônia armazena entre 150-200 bilhões de toneladas de carbono em seus solo e vegetação
- isso realça o papel ativo que a florsta amazônica tem na mitagação de gases do efeito estufa.
- Nos pântanos amazônicos, tem-se a liberação de 6-8% das emissões globais de metano
Mortalidade a longo prazo de biomassa da floresta tropical
- aumento significativo de mortalidade da biomassa desde meados dos anos 80
- fenômeno mais intenso no sul da bacia Amazônica
- o sumidouro de carbono enfraqueceu cerca de 60% ao longo das últimas três décadas
Ponto de não retorno
Afetando o funcionamento natural da floresta
- desmatamento
- atualmente, 18% da superfície total da Amazônia já foi desmatada (França e Alemanha juntas)
- degradação:
- atualmente, 17% da floresta está degradado
- mudanças no clima: um mes de estação seca adicional na região
- mudança no clima: aumento de temperatura na parte Sul, que está mais quente
- risco da Amazônia atingir um ponto de inflexão e tornar-se uma fonte de CO2, como já vem ocorrendo em algumas regiões (sul e sudeste da Amazônia) durante secas extremas
Perguntas
Tarefas
Por favor, responda a uma das seguintes perguntas no Fórum de Discussão:
Quais são algumas das principais relações entre os ecossistemas dos Andes e da Amazônia?
Como essas conexões têm impactos regionais ou globais?
Você pode explorar, por exemplo, como a perturbação de um desses ecossistemas causa impactos dentro e/ou além da Amazônia, ou como pode haver interdependências entre eles.
- O módulo 2 citou três eventos de maior importância para a Amazônia se tornar a floresta que conhecemos atualmente:
- o primeiro é a separação da América do Sul da África (pangeia) com o planalto de Craton no leste amazônico – nesse período o fluxo do rio corria em direção ao Pacífico;
- o segundo é o movimento das placas tectônicas causando o soerguimento dos Andes (entre 40 milhões de anos atrás com processo intensificado 15-5 milhões de anos atrás), criando inicialmente grandes áreas alagadas (Lago Pebas) e também a mudança do curso do rio que hoje conhecemos como rio Amazonas;
- o terceiro foi a última grande glaciação tornando algumas regiões a leste mais secas.
- No que diz respeito às relações entre o Andes e Amazônia, o que acontece é que a cadeia montanhosa de 3-4km de altura soerguida milhões de anos atrás criou também uma grande barreira para o fluxo gênico e para o fluxo atmosférico. Ribas apresentou a palavra “antepaís” para determinar toda região que ficou na região a leste do Andes e oeste do planato amazônico . Isso deu na Amazônia condições para a criação de um mosaico de ambientes com o fluxo de água/sedimentos vindo dos Andes em direção ao Atlântico.
- O professor Jean-Carlos, no módulo seguinte, aprofundou a questão da barreira do Andes ao transporte aéreo de umidade e mostrou como isso favoreceu o Sul e Sudeste do continente latino-americano, que recebem toda a umidade enviada pelos rios atmosféricos que são rebatidas pelos Andes e chegam até a Bacia do Prata. O professor também mostrou como o desmatamento que hoje já destruiu 18% do bioma e outras atividades de diferentes setores a partir dos anos 80 degradou outros 17% da floresta. Todo esse estrago, ao lado das mudanças climáticas, tem afetado o volume de evapotranspiração da floresta e por consequência o volume dos rios atmosféricos. Mostrou também que o mesmo desmatamento está fazendo partes já mais secas da floresta deixarem de sequestrar carbono para emitir carbono. A floresta (toda sua biomossa) cumpre um grande papel global no sequestro de carbono e se o desmatamento não for controlado toda essa biomassa pode se transformar em emissões.
Assignment
A floresta amazônica serve como um regulador vital do clima global, abrigando uma densidade inigualável de biomassa que atua como um sumidouro de carbono. No entanto, o desmatamento representa uma ameaça direta à sua integridade, afetando a biodiversidade e a estabilidade do clima global. A interconexão entre a biodiversidade, a regulação do clima e o ciclo da água na Amazônia ressalta a urgência de preservar essa maravilha natural.
A densidade de biomassa de árvores na Amazônia refere-se à quantidade de matéria orgânica, como plantas e árvores, presente em uma área específica da floresta tropical. Quanto maior for a biomassa de árvores, maior será a capacidade da floresta tropical de regular o equilíbrio do clima global e contribuir para o combate às mudanças climáticas. Além disso, a diversidade biológica da Amazônia, representada por sua rica biomassa, é essencial para manter a saúde do ecossistema e a sustentabilidade da vida na Terra.
Conforme demonstrado no mapa acima, a floresta amazônica apresenta uma densidade considerável de árvores, refletindo a abundância de diversas espécies de árvores em seu extenso terreno (visto em verde). Entretanto, uma tendência preocupante revela uma perda significativa de árvores em várias regiões devido ao extenso desmatamento (visto em rosa). As atividades humanas resultaram no desmatamento de áreas florestais substanciais, levando a uma redução notável na densidade geral de árvores. Esse declínio não é apenas alarmante para os ecossistemas locais, mas também traz implicações globais, afetando a regulação do clima e a biodiversidade em uma escala mais ampla.
As consequências da diminuição da integridade da floresta, especialmente no que diz respeito ao ciclo da água, são de longo alcance. A capacidade da Amazônia de regular os padrões climáticos regionais e globais está intrinsecamente ligada ao papel da floresta na manutenção do equilíbrio entre precipitação, evaporação e transpiração. O desmatamento compromete esse equilíbrio, levando a alterações nos padrões de chuva e contribuindo potencialmente para eventos climáticos mais extremos.
Isso também impacta a circulação atmosférica regional, pois a Amazônia fornece fluxos significativos de umidade para a atmosfera, formando o que é conhecido como “rios atmosféricos” ou “rios voadores”. Esse intrincado processo é vital para manter os padrões climáticos e o equilíbrio da umidade em vários ecossistemas, influenciando os padrões de chuva e a regulação da temperatura em regiões vizinhas e distantes.
A interconexão da Amazônia com paisagens distantes por meio desses rios atmosféricos ressalta seu papel insubstituível na formação da dinâmica climática de todo o planeta. Nesta tarefa, os estudantes observarão dados coletados por meio de imagens de satélite para visualizar os rios atmosféricos e a dinâmica climática para os quais a Amazônia contribui em escala planetária. Em seguida, os estudantes estabelecerão conexões entre a dinâmica dos rios atmosféricos e da umidade que observam e as tendências de desmatamento que a Amazônia enfrenta atualmente.
Para começar essa tarefa, precisamos visitar o site https://zoom.earth/maps/humidity/. Lá, encontraremos uma base cartográfica do planeta Terra com informações de satélite que são atualizadas a cada poucos minutos.
Estabeleceremos uma área de estudo que abranja a América do Sul para compreender a dinâmica dos ciclos da água da Amazônia e sua dinâmica regional mencionada no Módulo 2. Para gerar a animação, definiremos um período de tempo para os últimos 5 dias em seu calendário. A animação permite que você testemunhe a entrada de rios atmosféricos do Oceano Atlântico Norte em direção à Amazônia, conforme mostrado na imagem fornecida.
Nessa animação, você terá a oportunidade de testemunhar a presença de rios atmosféricos ou rios voadores na América do Sul. Além disso, você pode observar rios atmosféricos gerados a partir do sudoeste da Amazônia, movendo-se do oeste para o leste. A animação permite que você veja os rios atmosféricos entrando do norte do Oceano Atlântico em direção à Amazônia, como mostra a imagem fornecida;
Com base em todas as informações e mapas observados nesta seção, tente comparar o mapa da floresta fornecido com o mapa de umidade observado no site. Agora, compartilhe sua análise no Fórum de Discussão:
Atualmente, estamos na estação úmida ou seca na região amazônica? Você vê algum rio atmosférico? Com base nos dois mapas, que relações ou padrões você identifica entre a integridade da floresta e os níveis de umidade na região amazônica?
Antes de tudo, quero dizer que esta plataforma zoom earth é incrível. Eu já conhecia o conceito de rios voadores, mas nunca tinha visto uma animação como essa. É sensacional. Empolgação à parte, vamos à resposta:
1. A região Norte do Brasil agora está no período chuvoso, este ano demorou um pouco mais para começar e por isso vimos tanto impacto da seca em várias regiões da Amazônia.
2. Na plataforma zoom earth, setting um período de tempo de uma semana voltando 5 dias no tempo virtualmente, podemos ver o volume de precipitação saindo do sudoeste da Amazônia e movendo-se para o sudeste depois de bater nos Andes. É incrível. Sabendo que este volume de água vem da floresta, que também suga a umidade do oceano por causa da baixa pressão, podemos entender como o desmatamento vai afetar gravemente o fluxo de umidade para todo o continente.
Todo mundo deveria conhecer essa plataforma, porque ela dá uma noção muito clara do fluxo de umidade.
Em tempo, o mapa de ventos é o mais lindo de todos. Pena que não tenho ainda conhecimento suficiente para entender todas as correntes de ar. De toda forma, quando tivermos uma formação climática extrema de furacões, vale a pena entrar na plataforma, ajustar um período de tempo um pouco anterior ao evento para ver sua formação gráfica.
Leituras
Resumo executivo do Relatório de Avaliação da Amazônia 2021 do Painel Científico da Amazônia (SPA). Este relatório é o relatório mais aprofundado e holístico desse tipo sobre a Amazônia. O relatório histórico é sem precedentes pelo seu âmbito científico e geográfico, pela inclusão de cientistas indígenas e pela sua transparência, tendo sido submetido a revisão por pares e consulta pública. Em última análise, o Relatório SPA pode ser visto como a enciclopédia mais abrangente sobre a Amazônia até hoje.
Capítulo 2: Este capítulo revisa a história evolutiva dos ecossistemas terrestres e marinhos da Amazônia, que envolveram eventos geológicos e climáticos durante milhões de anos por toda a América do Sul. O capítulo também discute a importância das barreiras geográficas, a heterogeneidade dos habitats, as mudanças climáticas e interações de espécies na geração e manutenção dos ecossistemas com maior biodiversidade no planeta. Essa história única produziu ambientes heterogêneos e habitats diversos em múltiplas escalas geográficas, que alteraram as conexões entre as populações e permitiram a criação da biota mais diversa da Terra.
Capítulo 3: Este capítulo fornece uma visão geral da biodiversidade na Amazônia, discute as razões pelas quais essa região é tão rica em espécies e ecossistemas e descreve alguns processos ecológicos incríveis que tornam a Amazônia um ícone do mundo natural. Os grupos taxonômicos terrestres e aquáticos apresentados ilustram o quanto sabemos sobre a diversidade na Amazônia e, mais importante, o quanto ainda não sabemos. É crucial haver um entendimento claro dos níveis de biodiversidade e suas variações espaciais e temporais a fim de compreender a estabilidade futura em cenários de mudanças climáticas, mudanças no uso da terra, fragmentação florestal e desmatamento e, assim, fundamentar iniciativas de conservação e restauração.
Capítulo 4: Este capítulo descreve a diversidade das plantas e dos ecossistemas nas terras baixas amazônicas (<500 m.a.s.l) e discute como gradientes regionais complexos em condições climáticas e do solo causam variação regional na composição das espécies, dinâmica da vegetação, estoques de carbono e produtividade. Também se enfatiza a rede fluvial da Amazônia e seu papel na conexão de ecossistemas aquáticos e terrestres através de trocas de organismos e nutrientes.
Capítulo 7: Este capítulo avalia as interações biogeofísicas entre a Floresta Amazônica e sua hidrologia e clima. É apresentada uma perspectiva histórica, destacando avanços que melhoram nossa compreensão dos mecanismos através dos quais a floresta tropical interage com a atmosfera.