3. Composição e propriedades físicas do oceano

Question 1

O Oceano é compressível?

Answer 1

Não o Oceano é um fluído (quase) incompressível.

Se a água do mar fosse, de facto incompressível, o nível do mar seria 50m mais elevado.

Question 2

O Oceano é limitado por o quê? Excepto onde?

Answer 2

Limitados por continentes, excepto na Passagem de Drake, entre a América do Sul e a Antártida (600 km de distância).

Question 3

Como é a interação Oceano/Atmosfera em termos de massa, energia e momento na fronteira do dois?

Answer 3

Troca energia, massa e momento na sua fronteira superior (com a atmosfera). A atmosfera é aquecida por baixo o oceano por cima.

Question 4

Como se classifica o oceano em termos da sua composição física? É composto por quê?

Answer 4

O oceano é a junção de água com sais nela dissolvidos.

Question 5

Que origem têm os sais dissolvidos no Oceano?

Answer 5

• Material das rochas dissolvido pelo ‘tempo’ e transportado pelos rios para o oceano.
• Vulcões, fontes termais.

Question 6

Camadas que dividem o Oceano?

Na Horizontal?

Answer 6

Camadas de forma crescente.

Horizontal:

• Intertidal - entre as marés.
• Plataforma Continental.
• Vertente Continental
• Zona Abissal

Vertical:

• Zona Fótica - até 200m de profundidade
• Zona de Twilight - até 500m de profundidade
• Zona Afótica.

Question 7

Que factor torna o Oceano um ótimo condutor elétrico?

Answer 7

Os sais dissolvidos na água.

A presença de sais aumenta a condutividade elétrica da água (no Oceano, é 106 vezes maior do que na água pura).

Question 8

Como se mede a salinidade do Oceano?

Answer 8

A Salinidade mede-se medindo a condutividade.

Question 9

O que implica a presença de sais na água do oceano, para além de aumentarem a condutividade da água

Answer 9

A presença de sais diminui o calor específico da água.

no Oceano, é 3940 J kg-1 K-1 e na água pura a 0ºC é de 4180 J kg-1 K-1

Question 10

Para uma mesma salinidade como se compara, em termos de densidade, a água fria com a água quente?

Answer 10

Para a mesma salinidade, água fria é mais densa do que água quente.

Question 11

Para uma mesma temperatura, como se compara, em termos de densidade, a água salgada com a água pura?

Answer 11

Para a mesma temperatura, água salgada é mais densa do que água pura.

Água pura (S=0) tem massa volúmica máxima a 4oC.

Question 12

Como se compara em termos de densidade a água fria com o gelo, por exemplo?

Answer 12

Água mais fria é menos densa. É por isso que o gelo forma-se à superfície dos lagos de água doce.

Uma vez que as moléculas da água no gelo se afastam umas das outras. Ou seja, a mesma massa de água ocupa menos volume, isto é, o gelo é menos denso que a água fria.

Question 13

O que acontece, ao ponto de congelação, se aumentarmos a salinidade da água?

Answer 13

Adicionando sal, reduz-se o ponto de congelação. Em média o ponto de congelação do oceano é de -2ºC.

Question 14

Como se compara a propagação do som no ar, com a propagação do som na água?

Answer 14

O som transmite-se muito mais eficiente e
rapidamente na água, (onde a sua velocidade
média é de cerca de 1450ms )do que no ar
(velocidade média de 340 m s-1).

Question 15

Qual é a fórmula para a velocidade de propagação das ondas sonoras?

Answer 15

A velocidade de propagação de ondas de compressão (longitudinais), como é o som, é dada por:

c = √ (módulo axial / densidade)

Question 16

Módulo axial de um material?

Como se compara o módulo axial da água com o módulo axial do ar?

De que depende o módulo axial?

Answer 16

É uma medida da elasticidade de um material.

Tem a ver com a capacidade do meio para retomar a sua forma original depois de um compressão e com a resistência a essa compressão.

O módulo axial da água é maior do que o do ar.

Quer o módulo axial quer a densidade dependem da temperatura, densidade e pressão.

Question 17

Que implicações tem aumentar a temperatura do mar, na densidade da água do mar e na velocidade de propagação do som na água?

Answer 17

Aumentar a temperatura da água do mar, faz diminuir a densidade.

A velocidade de propagação do som na água aumenta com a temperatura da água do oceano.

Nos níveis superiores do oceano, o aumento de 1oC na temperatura provoca um aumento de cerca de 3m/s na velocidade de propagação do ar na água.

T↑→ρ↓→c↑

Question 18

Que implicações tem aumentar a salinidade do mar, na densidade da água do mar e na velocidade de propagação do som na água?

Porque é que a velocidade de propagação do ar no mar é maior do que em água doce?

Answer 18

Aumentar a salinidade corresponde a aumentar a densidade.

O aumento da salinidade também aumenta o módulo axial (a água fica menos compressível o que contraria e se sobrepõe ao aumento da densidade).

Para a camada superior do oceano o aumento de 1 s.p.u. provoca um aumento de 1,1 m/s na velocidade de propagação do som na água.

Por isso, a c na água do mar é maior que em água doce (salgada possui uma salinidade maior do que a água doce).

S↑ → ρ↑ → módulo axial↑ → c↑

Question 19

Como varia a velocidade do som no oceano com o aumento da profundidade?

Answer 19

A velocidade de propagação do som no mar, aumenta com a profundidade no oceano (excepto no canal de som).

O aumento do módulo axial com a pressão é maior que o correspondente aumento de densidade por isso a velocidade de propagação do som na água aumenta com o aumento de profundidade.

Um aumento de 100 m de profundidade corresponde a um aumento de 10 atm (10 6 N/m2) na pressão (equação do equilíbrio hidrostático) e o resultado é um aumento de 1,8 m/s2 na velocidade de propagação do som na água.

P↑ → ρ↑ → módulo axial↑ → c↑

Question 20

Salinidade média anual à superfície do oceano?

No verão, nas regiões polares?

No inverno? Como influência a formação de gelo, nas profundezas do oceano, no aumento de salinidade?

Answer 20

É minima nas regiões polares devido a descongelamento no verão.

No inverno, em profundidade, a formação de gelo e consequente aumento da salinidade, faz com que a água, debaixo do gelo se afunde. Este afundamento governa as correntes profundas do oceano profundo.

Question 21

Como é a interação de duas massas de água com a mesma densidade, mas com temperaturas e salinidades diferentes?

Que implicações tem isso para o nível do mar nos oceanos?

Answer 21

Quando misturadas produzem uma massa de água com maior densidade do que as duas.

Portanto, se o Oceano fosse bem misturado a sua densidade seria maior e o nível do mar mais baixo.