No fundo do oceano existe água a mais de 400 °C que não entra em ebulição, e a razão está nas condições encontradas quilômetros abaixo da superfície
A enorme pressão do oceano profundo altera o comportamento da água aquecida pela crosta e permite fluidos em condições extremas
Em regiões vulcanicamente ativas do fundo do mar, a água pode circular por fraturas da crosta, ser aquecida intensamente e retornar ao oceano em temperaturas surpreendentes. Algumas fontes hidrotermais liberam fluidos próximos ou até superiores a 400 °C sem produzir a ebulição convencional que esperaríamos em uma panela, porque quilômetros de água acima exercem uma pressão enorme e alteram profundamente as condições em que o líquido muda de fase.
Como as fontes hidrotermais conseguem liberar água acima de 400 °C?
O processo começa quando água do mar penetra por rachaduras existentes na crosta oceânica, principalmente em regiões próximas às dorsais mesoceânicas e outras áreas tectonicamente ativas. Conforme desce, essa água encontra rochas extremamente quentes próximas de sistemas magmáticos e sofre aquecimento intenso.
O fluido aquecido reage com as rochas, perde algumas substâncias e dissolve outras, incluindo metais. Como fica quente e menos denso, volta a subir pelas fraturas até escapar novamente pelo fundo do mar. A NOAA registra que esses fluidos podem ultrapassar 400 °C em determinados sistemas.
O que acontece com a água dentro das fontes hidrotermais?
Em terra, estamos acostumados a ver água pura ferver perto de 100 °C ao nível do mar. Nas grandes profundidades oceânicas, porém, as condições são completamente diferentes porque a coluna de água exerce centenas de vezes a pressão atmosférica existente na superfície.
O sistema envolve principalmente:
- Água fria penetrando pelas fraturas da crosta.
- Aquecimento provocado pelas rochas próximas de magma.
- Reações químicas entre o fluido e as rochas.
- Dissolução de metais e outros elementos.
- Retorno do fluido quente através das fontes no fundo oceânico.
Este vídeo mostra os chamados black smokers, um dos tipos mais conhecidos de fontes hidrotermais, e explica como seus fluidos superaquecidos e carregados de minerais emergem das chaminés submarinas.
Por que as fontes hidrotermais não fervem como uma panela?
A temperatura de ebulição não é um número fixo independente do ambiente. Ela depende da pressão. Quanto maior a pressão exercida sobre um fluido, diferentes condições de temperatura são necessárias para que ocorra a separação entre uma fase líquida e uma fase de vapor.
A milhares de metros de profundidade, a pressão hidrostática é tão alta que fluidos hidrotermais podem permanecer em condições extremamente quentes sem passar pela ebulição convencional observada na superfície. A Woods Hole Oceanographic Institution destaca que fluidos de fontes profundas podem chegar aproximadamente a 400 °C justamente sob essas pressões extremas.
Qual foi uma das maiores temperaturas já medidas no fundo do oceano?
Um caso particularmente importante foi registrado na Dorsal Mesoatlântica, a aproximadamente 3.000 metros de profundidade. Pesquisadores mediram uma temperatura sustentada de 407 °C em um campo hidrotermal após uma erupção, um dos maiores valores diretamente registrados em uma fonte submarina.
| Condição | Característica |
|---|---|
| Superfície | Pressão próxima de 1 atmosfera |
| 2.000 a 5.000 m | Pressão centenas de vezes maior |
| Fontes quentes | Fluidos frequentemente entre 300 e 400 °C |
| Registro extremo | Cerca de 407 °C a aproximadamente 3.000 m |
Nesse regime extremo, dizer simplesmente que existe “água líquida normal” também pode ser impreciso. Temperatura, pressão e quantidade de sais podem levar o fluido a estados próximos ou acima das condições críticas, nos quais as distinções convencionais entre líquido e vapor deixam de funcionar da mesma maneira.
As fontes hidrotermais podem produzir fluidos supercríticos?
Sim, determinadas combinações de pressão, temperatura e salinidade permitem condições supercríticas. Em um fluido supercrítico, não existe a mesma fronteira bem definida entre líquido e gás encontrada em condições comuns. A água do mar torna o problema ainda mais complexo porque os sais modificam seu comportamento de fase.
Um registro de 407 °C a aproximadamente 2.990 metros na Dorsal Mesoatlântica foi associado justamente a condições próximas do regime supercrítico da água do mar. Portanto, a ausência de bolhas não significa simplesmente que a pressão “segura” água líquida comum indefinidamente.
O que acontece quando esse fluido extremamente quente encontra o oceano gelado?
Assim que o fluido emerge, encontra água profunda que normalmente está apenas alguns graus acima de 0 °C. O resfriamento é muito rápido e faz substâncias dissolvidas precipitarem em partículas minerais. Nos chamados black smokers, sulfetos metálicos produzem a aparência escura característica das plumas.
Segundo a NOAA, esse processo também constrói as chaminés minerais encontradas ao redor das fontes. As fontes hidrotermais mostram, assim, como pressão, temperatura, química e atividade vulcânica conseguem criar no fundo do oceano condições radicalmente diferentes daquelas que conhecemos na superfície.
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