O movimento do oceano: O gradiente de concentração - Sasha Wright

Veja a aula completa: http://ed.ted.com/lessons/the-motion-of-the-ocean-the-concentration-gradient-sasha-wright

O movimento constante dos oceanos representa um vasto e complicado sistema que envolve muitos e diversos fatores. Sasha Wright explica a física que está por trás destes fatores— o gradiente de concentração — e exemplifica como os oceanos estão constantemente envolvidos numa luta universal por espaço.

Aula por Sasha Wright, animation por Andrew Foerster.

Se você já flutuou sobre uma onda no mar,

sabe que o mar se movimenta constantemente.

Afaste-se e verá um panorama mais amplo:

nossa Terra, coberta por 71% de água,

que forma uma enorme corrente
ao redor do planeta.

Esta assustadora correia transportadora

tem muitas causas complexas,

mas por trás de tudo há uma bomba simples

que movimenta a água por toda a Terra.

O processo chama-se circulação termoalina
(ou termossalina).

e é regido por um conceito básico:

o gradiente de concentração.

Deixemos o oceano por um instante

e imagine que esteja em uma sala vazia

com muitos robôs Roombas bem aglomerados

em um canto.

Ligue-os todos ao mesmo tempo

e as máquinas se espalharão,
deslizando suavemente,

afastando-se das outras,
ao colidir com elas,

até que ocupem toda a sala com
uma distribuição uniformemente espaçada.

As máquinas movimentaram-se
desordenadamente

em direção a um equilíbrio,

para um local onde a concentração
de uma substância

seja uniforme.

É o que acontece
em um gradiente de concentração,

à medida em que as substâncias
mudam passivamente

de uma grande concentração,
onde estão “congestionadas”,

para uma menor, “mais confortável”.

Qual a relação disto com as correntes
oceânicas e a circulação termossalina?

"Termo" significa temperatura

e "alina" refere-se ao sal,

porque nas condições reais do mar,

a temperatura e a salinidade
conduzem a mudança

de grandes para baixas concentrações.

Vamos colocá-lo de volta no oceano

para ver como isto funciona.

Tchan!

Você é transformado em uma molécula
da superfície da água,

longe da costa temperada de Nova Iorque,

rodeada por zilhões
de outras muito aglomeradas.

Aqui, os raios solares
agem como um energizante

e faz você e as outras moléculas de água

se empurrarem e colidirem com outras

como fizeram as máquinas Roombas.

Quanto mais se espalham,

menos concentradas ficam
as moléculas de água

lá na superfície.

Por meio deste movimento passivo,

vai-se de uma grande
para uma baixa concentração.

Suspendamos as leis da física
por um momento,

e vamos fingir que este ente molecular

possa mergulhar fundo na coluna de água.

Nestas profundidades mais frias,

a ausência relativa de calor solar

torna as moléculas de água mais lentas,

e elas podem permanecer bem quietas quando
em concentrações elevadas.

Aqui não há empurrões.

Mas buscando alívio

das condições de sufoco
em que se encontram,

logo começam a subir

em busca de uma situação
onde têm mais espaço, na superfície.

Eis como a temperatura

provoca a mudança de moléculas de água

de altas para baixas concentrações,

levando ao equilíbrio.

Mas a água do mar não é
constituída apenas por H2O.

Ela também contém grande quantidade
de íons de sal.

E, como você, estes caras
têm um desejo parecido

de área com bastante espaço.

Quando o sol aquece o mar,

algumas de suas companheiras,
moléculas de água,

mais próximas da superfície, evaporam,

o que faz aumentar a proporção
de sal em relação a H2O.

Os íons do sal,
congestionados na superfície,

notam que lá mais embaixo,

as moléculas de sal
dispõem de mais espaço.

E, então, começa a invasão,

e eles mergulham na coluna de água.

Nas regiões polares,

vemos como este pequeno processo local

gera o movimento global.

No Ártico e na Antártica,

onde blocos de gelo
recobrem a superfície da água,

há pequena diferença de temperatura

entre as águas superficiais e as profundas.

É tudo muito frio.

Mas há diferença de salinidade,

e neste ambiente,

é o que desencadeia a ação.

Aqui, o sol derrete a superfície do gelo,

e libera uma nova carga
de moléculas de água

no mar.

Além de aumentar a proximidade

entre você e as outras moléculas de água,

levando você novamente
a competir por espaço,

por outro lado, dilui

a concentração dos íons do sal.

Então, lá vai você descendo,

percorrendo o gradiente de concentração

rumo a condições mais confortáveis.

Contudo, para os íons do sal,

sua baixa concentração na superfície,

tem o efeito de um comercial

dirigido às revoltadas massas
de moléculas de sal lá embaixo

que começam sua ascenção.

Seja nas regiões temperadas,
seja nas polares,

este movimento passivo ao longo
de um gradiente de concentração

pode produzir uma corrente.

Este é o ponto de partida

da correia transportadora mundial

chamada circulação termoalina
(termossalina).

É assim que um conceito simples

torna-se o mecanismo subjacente

a um dos mais maiores

e mais importantes sistemas
do nosso planeta.

Se olhar ao seu redor,

verá que ele acontece por toda parte.

Acenda uma lâmpada e lá está ele.

Gradientes de concentração regem

o fluxo de eletricidade

e permitem que os elétrons
aglomerados em um espaço

se desloquem para uma área
de concentração mais baixa

quando um canal é aberto,

o que você faz
ao ligar uma chave elétrica.

Neste exato momento,
há um gradiente em ação

dentro de você, quando
inspira ar para os pulmões,

deixando o oxigênio concentrado naquele ar

mover-se passivamente
para fora dos pulmões

e penetrar na corrente sanguínea.

Sabemos que o mundo está cheio

de problemas físicos complexos,

mas, às vezes, o primeiro passo

para compreendê-los
pode ser simples.

Quando você lidar com a magnitude

das correntes do oceano,

ou tiver que imaginar
como a eletricidade funciona,

não entre em pânico.

A compreensão pode ser tão simples
quanto ligar uma chave elétrica.