Um oceano de mudanças científicas

Kim Mai-Cutler

Na costa do Atlântico Norte, biólogos marinhos mantêm sob vigilância cuidadosa as poucas centenas de baleias-brancas que sobraram no mundo.

Neste ano, terão um novo instrumento: com fotografias tiradas debaixo da água e acima da superfície, construirão modelos tridimensionais dos animais para monitorarem as mudanças de peso ou novas cicatrizes decorrentes de choques com barcos ou mecanismos de pesca.

É apenas um exemplo de como as imagens por computador e outras tecnologias estão transformando a oceanografia -assunto de uma sessão especial da Siggraph 2006, importante conferência sobre computação gráfica e tecnologias emergentes que atrairá mais de 25.000 pessoas ao Centro de Convenções e Exibições de Boston, nesta semana.

A parte terrestre do mundo já é encontrada facilmente no Google Earth, mas os pesquisadores conhecem apenas uma minúscula fração dos oceanos do mundo. A computação gráfica é crucial para desenvolver imagens de locais onde os seres humanos não podem ir.

"Os oceanos são basicamente inexplorados", disse Dave Gallo, diretor de projetos especiais da Instituição Oceanográfica Woods Hole.

"São incrivelmente hostis à humanidade; a profundidade média é de 3,2 km e a pressão é suficiente para esmagar o Titanic como se fosse um copo de papel. Se você estivesse lá, não poderia ver sua própria mão", disse Gallo.

A instituição é pioneira em alguns dos mais recentes avanços em imagens submarinas e está monitorando de tudo, desde correntes oceânicas até atividade sísmica em solo oceânico. "Para explorar esse mundo, você tem que ter computação gráfica", disse Gallo.

No caso das baleias-brancas, pesquisadores precisam de modelos tridimensionais porque não podem capturar e avaliar cada um dos 350 animais que restam a cada ano. Em vez disso, usam a visão estereoscópica para fazer representações tridimensionais a partir de fotografias em duas dimensões, levando em conta fotos de diferentes ângulos.

Os modelos permitem que os biólogos marinhos avaliem a população remanescente, dizimada por séculos de caça à baleia. Se os modelos apresentarem perda de peso em muitas baleias, por exemplo, os pesquisadores podem inferir que houve algum problema na oferta de alimento.

Tecnologia similar está permitindo que outro cientista de Woods Hole, o engenheiro Jonathan Howland, crie imagens panorâmicas e mapas precisos de navios naufragados. Armados com o equivalente de uma lanterna nas profundezas do oceano, veículos submarinos só têm conseguem tirar fotos de pequenas partes dos naufrágios a cada vez. É problemático montar um panorama com uma colagem de dezenas ou centenas dessas fotos individuais, porque os limites da imagens não se encaixam perfeitamente.

"É um processo imperfeito", disse Howland. "O mundo não é plano, então fotografias planas de coisas tridimensionais não funcionam".

Depois, a imagem por si só não é suficiente. Se os pesquisadores quiserem enviar sondas para explorar um naufrágio, eles precisam ter a localização precisa para evitar um choque da sonda.

Howland está trabalhando em uma tecnologia para resolver isso, chamada de fotomosaico. Ela junta duas fotografias bidimensionais, levando em conta os diferentes ângulos e corrigindo as distorções. Os mesmos princípios de imagens estereoscópicas se aplicam aqui. Calculando as coordenadas da sonda e as diferentes imagens, Howland pode determinar a distância, por exemplo, do deque de um barco ao solo, com um conjunto de fotos.

Outros pesquisadores podem usar esses dados para investigar os motivos dos naufrágios, descobrir um novo ecossistema ou escavar artefatos sem perturbar o sítio arqueológico.

Novas técnicas de imagem e melhores veículos submarinos também estão permitindo que os pesquisadores mapeiem o solo oceânico em detalhe. A tecnologia de satélites cria um mapa relativamente bruto da topografia oceânica global, medindo a força da gravidade que emana da Terra, baseada na superfície do mar. Mais pressão gravitacional indica mais massa e portanto maior elevação na área.

Chris German, cientista de profundidade do Woods Hole, usa uma combinação de dados de satélites e sonares, medições de temperatura e fotografias para construir mapas do solo oceânico. Ele também usa dois veículos submarinos para investigar a topografia oceânica. Um passa a 100 metros acima do solo oceânico enquanto outro desce mais e tira imagens de maior proximidade.

German e sua equipe identificam áreas de interesse de 30 metros quadrados, em geral com misteriosas fendas hidrotérmicas. As fendas, que atraíram grande interesse da comunidade científica, vazam lava e abrigam uma variedade de criaturas estranhas que moram em um ambiente rico em sulfeto de hidrogênio, mortífero para a maior parte dos seres. É um ecossistema diferente qualquer outro no mundo, e pode oferecer conhecimento sobre as primeiras formas de vida na Terra.

Depois que os cientistas identificam uma região de interesse, um veículo submarino chamado ABE, ou Explorador Autônomo do Bento, navega sobre a área em um padrão de ziguezague, tirando fotos, medindo a temperatura e a profundidade. Todos esses dados -a força da gravidade, a resposta sonar e as fotos- são traduzidos em um mapa topográfico tridimensional.

"Passamos de uma área de 200 km por 10 km, no início, para mapear uma área de 200 m por 100 metros", disse ele.

German testará um veículo de profundidade chamado Nereus no ano que vem, que pode descer 11.000 metros abaixo do nível do mar no Oceano Pacífico. Áreas tão profundas tendem a acontecer quando uma placa tectônica escorrega para debaixo de outra, em um processo chamado de subdução. Os exemplos mais conhecidos ficam costa do Japão, Chile e Indonésia, perto de onde a tsunami atingiu em 2004.

Mudanças no solo marinho podem ajudar a explicar fenômenos geológicos como movimentos das placas tectônicas ou até a origem da vida. Mas historicamente, pouco se sabe sobre solos oceânicos; por séculos, as pessoas assumiram que eram planos. A comunidade científica só descobriu as cadeias no oceano, que são como montanhas submersas, no meio do século 20.

"Até termos bons mapas, seria difícil encontrar uma cidade do tamanho de Manhattan ou de Boston no fundo do oceano", disse Gallo. "Hoje você pode ver uma lata Coca-Cola no fundo do mar."

Essas técnicas gráficas e fotográficas também são usadas de estudar as minúsculas criaturas do mar.

Cabell Davis, de Woods Hole, desenvolveu uma câmera que nada e mergulha centenas de metros, tirando fotos do plâncton. É difícil estudar o plâncton, que é a fundação do ecossistema oceânico, porque as criaturas microscópicas são freqüentemente tão frágeis que desintegram com o contato. Então os pesquisadores não podem coletá-las para observação em laboratório.

A câmera permite que o plâncton nade entre a lente da câmera e o flash.
Atrelada ao navio de pesquisa de Woods Hole, navegou milhares de quilômetros no Atlântico e tirou fotos do vistoso plâncton caribenho e do plâncton de aparência mais simples na Costa Leste. "É uma câmera cândida para o plâncton", disse Davis. Deborah Weinberg

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