Campanhas oceanográficas no Atlântico Nordeste

Estações sísmicas de fundo oceânico desenvolvidas no IDL Ciências ULisboa são peças fundamentais em projetos europeus

UPFLOW envolve a colaboração entre instituições da Alemanha, Irlanda, Espanha e Portugal

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Trabalho a decorrer no âmbito da campanha oceanográfica EMSO-PT Leg 1

O grupo do IDL Ciências ULisboa dedica-se à construção de OBS desde 2004, participando desde então entre uma a duas campanhas oceanográficas por ano

EMSO-PT Leg 1

O que são estações sísmicas de fundo oceânico?
Estações sísmicas de fundo oceânico ou ocean-bottom seismometers (OBS) são instrumentos capazes de registar o movimento do solo e o som no oceano e inferir informação meteorológica, oceanográfica e ambiental, necessária para a recolha de dados biogeoquímicos.

O Instituto Dom Luiz (IDL) da Ciências ULisboa é responsável pelo desenvolvimento e construção de estações sísmicas de fundo oceânico (OBS). Estes instrumentos têm sido utilizados em importantes projetos europeus, como é o caso do Observatório Europeu Multidisciplinar do Fundo do Mar e Coluna de Água (EMSO-PT) e mais recentemente do projeto “Upward mantle flow from novel seismic observations” (UPFLOW), liderado pela sismóloga Ana Ferreira, professora da University College London, no Reino Unido, e que obteve uma consolidator grant, pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC), no valor de 2.8 milhões de euros, e que irá possibilitar o lançamento de 50 sismómetros de alta sensibilidade no fundo do Oceano Atlântico.

A equipa do IDL Ciências ULisboa responsável pelo desenho, desenvolvimento e construção de protótipos para este tipo de atividade é dirigida por Carlos Corela, sendo composta ainda por Afonso Loureiro e José Luís Duarte.

O EMSO-PT é coordenado pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA) e visa adquirir dados bióticos e abióticos do fundo oceânico e coluna de água, concretamente temperatura, oxigénio dissolvido, turbidez, som e correntes. O EMSO-PT integra um consórcio europeu de infraestruturas para a investigação (ERIC), que consiste num conjunto de instalações regionais localizadas ao longo de toda a costa europeia, incluindo os Mares Negro e Mediterrâneo, com o objetivo de monitorizar os processos ambientais marinhos relacionados com a interação entre a geosfera, a biosfera e a hidrosfera. Trata-se de plataformas equipadas com múltiplos sensores, instalados no fundo do mar e ao longo da coluna de água, com o intuito de medir diferentes parâmetros biogeoquímicos e físicos com implicações na mitigação de desastres naturais e na monitorização das alterações climáticas e dos ecossistemas marinhos.

O projeto DUNE, onde Carlos Corela é o investigador principal, tem permitido estudar e desenvolver todas as soluções técnicas adotadas nestes OBS, considerados peças fundamentais nos projetos europeus em que o IDL Ciências ULisboa participa.

O grupo dedica-se à construção de OBS desde 2004, participando desde então entre uma a duas campanhas oceanográficas por ano. O desenvolvimento e construção do equipamento vai evoluindo à medida que as tecnologias e os recursos vão avançando.

Um dos mais importantes contributos que este instrumento providencia é o aumento e a melhoria da informação sobre a atividade sísmica no Sudoeste da Ibéria, anteriormente monitorizado apenas por estações sísmicas em terra.

Estudo pioneiro das plumas mantélicas no Atlântico Nordeste

O projeto UPFLOW tem como objetivo preencher uma lacuna no conhecimento acerca dos intensos movimentos que ocorrem no interior da Terra. Este projeto pretende estudar a litosfera e o manto na região que vai da Crista Média Atlântica até às Canárias, passando pelos arquipélagos dos Açores e da Madeira e tem como objetivo compreender o fluxo ascendente no manto e qual o seu papel na origem dos arquipélagos dos Açores, da Madeira e das Canárias. Trata-se de uma experiência sísmica passiva, com o auxílio de 50 OBS, que deverá permitir uma resolução da ordem dos 100-200 km, até uma profundidade de cerca de 1000-1500 km.

A duração prevista desta missão é de 14 meses. A primeira viagem de colocação dos instrumentos aconteceu na semana passada e deverá terminar em meados do próximo mês de agosto. Os cientistas acreditam que a dimensão espacial e temporal sem precedentes desta missão proporcionará uma recolha extensiva de dados que poderá ajudar a desvendar processos e fenómenos no interior da Terra nesta zona de forte atividade sísmica e vulcânica a um nível nunca antes alcançado.

Ana Ferreira
“Esta é uma experiência sísmica sem precedentes”, diz Ana Ferreira
Imagem cedida por AF UPFLOW

Para Ana Ferreira, “esta é uma experiência sísmica sem precedentes”, acrescentando que se trata da primeira vez que será abrangida uma região tão vasta no Atlântico Norte por estes instrumentos de alta sensibilidade. “A análise dos seus dados vai permitir, esperamos, compreender melhor os movimentos massivos que ocorrem a centenas de quilómetros de profundidade, no interior do manto terrestre – em particular, os escoamentos ascendentes de material, que ainda não compreendemos muito bem. Esta atividade é o que, em última instância, provoca erupções vulcânicas e que pode dar azo a terramotos”, conclui Ana Ferreira.

O projeto UPFLOW também irá usar um novo método de representação gráfica da atividade sísmica – isto é, uma nova maneira de caracterizar a estrutura sob a superfície terrestre a partir da análise de ondas sísmicas – anteriormente usadas por astrofísicos para estudar galáxias distantes.

O UPFLOW envolve a colaboração entre instituições da Alemanha, Irlanda, Espanha e Portugal. É executado pelo Instituto Alfred Wegener, Universidade de Potsdam, Centro Helmholtz de Potsdam, Centro Helmholtz de Investigação Oceânica de Kiel; Instituto de Estudos Avançados de Dublin, Instituto Real e Observatório da Armada, IDL Ciências ULisboa, Instituto Superior de Engenharia de Lisboa e IPMA.

Para Miguel Miranda, presidente do IPMA e antigo professor da Faculdade, “a existência das ilhas Canárias e das ilhas vulcânicas da Madeira e dos Açores tem origem nos movimentos massivos nas profundezas da Terra", acrescentando que esta investigação propõe descobrir se existe uma ligação no mecanismo de formação destas ilhas.

O papel dos OBS na monitorização do fundo oceânico e da coluna de água

A campanha oceanográfica EMSO-PT Leg 1 teve lugar ao largo da costa sudoeste de Portugal Continental entre 23 e 26 de maio de 2021, a bordo do navio de investigação Mário Ruivo. Durante a campanha, foram lançados três OBS, naquela que é uma das regiões de maior atividade sísmica do território português: dois deles equipados com um sismómetro de banda larga, um com um acelerómetro e todos contendo um hidrofone.

Equipa a bordo do navio
Esta missão iniciada em maio deverá terminar em novembro deste ano
Fonte  EMSO-PT Leg 1

Adicionalmente, cada OBS levava também meios de cultura para estudar as populações de bactérias bentónicas, como parte da tarefa a cargo da equipa liderada por Belarmino Barata, professor do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa.

“O hidrofone regista frequências altas, sendo ideal para a gravação de vocalizações de mamíferos marinhos (20-130 Hz). Regista igualmente a atividade sísmica e a partir dos seus dados é possível inferir parâmetros oceanográficos (o período e a altura das ondas, a intensidade das correntes de fundo) e meteorológicos (o vento à superfície). Os acelerómetros podem operar as frequências mais elevadas, permitindo, assim, detetar atividade sísmica de diferentes intensidades”, explica Carlos Corela.

As medições de natureza diversa obtidas por estes instrumentos e a sua configuração abrem portas a uma caracterização minuciosa da dinâmica do fundo marinho desta região. Nesta missão, os OBS foram colocados a profundidades diferentes conforme a sua localização: no planalto de Sagres a cerca de 3000 m; no planalto do Marquês de Pombal a 2000 m; junto à falha Pereira de Sousa a 1200 m.

 

Esta missão iniciada em maio deverá terminar em novembro deste ano. “Estes aparelhos terão registos de vários meses da sismicidade local e a sua triangulação permitirá localizar a origem dos eventos e a sua magnitude, estendendo, dessa forma, a rede de observação terrestre para o oceano”, esclarece o Carlos Corela. O equipamento, que no seu total pesa 175 kg fora de água e 30 kg em imersão, inclui ainda um datalogger com autonomia até um ano e meio, uma antena rádio, uma luz que se ativa no final da missão, quando a estrutura chega à superfície, e duas a quatro esferas de vidro para efeitos de flutuação, para além da esfera estanque que contém os sensores sísmicos.

Um OBS pode ser lançado para uma profundidade máxima de 6000 m. O lastro de ferro é abandonado no fundo, mas será completamente corroído no espaço de alguns meses/anos, dependendo do grau de atividade das bactérias quimiotróficas.

OBS
Um OBS pode ser lançado para uma profundidade máxima de 6000 m
Fonte IPMA

A sensibilidade dos sensores que integram um OBS, bem como a sua colocação no fundo do mar, obriga a uma série de precauções técnicas, concebidas e executadas pela equipa. “Os OBS descem a uma velocidade de 1 m/s, mas é possível que, devido à topografia do fundo marinho, fiquem inclinados. Para lidar com estes casos, os instrumentos dos OBS incluem sensores de orientação para correção dos registos. Para além disso, todos os componentes têm uma frequência de ressonância que pode ser registada como sinal espúrio e que por isso precisa de ser mitigada ou anulada, neste caso pela carcaça exterior da estrutura. É esta alta sensibilidade que permite o registo de ondas gravíticas geradas por tempestades no oceano a milhares de quilómetros de distância”, conclui Carlos Corela.

Ana Pires, IDL Ciências ULisboa, com ASS, ACI Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
CLOUD

As partículas de aerossol atmosférico podem modificar as nuvens e o clima ou contribuir para a poluição urbana. O estudo “Role of iodine oxoacids in atmospheric aerosol nucleation” publicado na Science apresenta os resultados da experiência CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets), anuncia o CERN. Este artigo é assinado por mais de cem investigadores, entre os quais se contam João Almeida, António Amorim, António Dias e António Tomé.

Logotipo Radar

O primeiro Radar Tec Labs de 2021, dedicado às atividades do Centro de Inovação da Faculdade, tem como empresa em destaque a Delta Soluções.

José Artur Martinho Simões

A ideia para esta entrevista surgiu na sequência da publicação do livro "A Anatomia das Moléculas", de José Artur Martinho Simões, pela Imprensa da ULisboa. É um livro curto que numa linguagem simples, precisa e atraente, acompanhada de muitas imagens, nos dá a conhecer o admirável mundo das moléculas, as suas propriedades, ligações e reações.

Pessoa a tomar notas num caderno

Desde que o atual site da Faculdade foi lançado, há cerca de nove anos, foram publicados 1800 géneros jornalísticos relacionados com o ensino, a investigação e a transferência do conhecimento e da inovação nas áreas das ciências exatas e naturais e das tecnociências. Em 2020 publicamos 144 géneros jornalísticos, no ano anterior 121. Este mês demos visibilidade a mais de uma mão cheia de assuntos diferentes.

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Rui Pita Perdigão, recentemente eleito membro correspondente de Física da Academia de Ciências de Lisboa, realça o que sentiu ao receber esta distinção e escreve sobre a “nova área da Física” que semeou na sua cátedra interuniversitária.

Rui Pita Perdigão numa sala da aula

“Rui Pita Perdigão é um cientista e professor com um excelente currículo, tanto a nível científico como de ensino, inovação pedagógica e gestão universitária”, declara a Academia.

Monitor com gráfico

Um artigo da autoria de investigadores do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa - Luzia Gonçalves, Maria Antónia Amaral Turkman, Carlos Geraldes, Tiago A. Marques e Lisete Sousa - chama a atenção para o uso de forma incorreta de modelos estatísticos, evidenciado durante a pandemia da COVID-19. 

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CGD/MATHFCUL vai participar na final nacional do GMC 2020

A CGD/MATHFCUL participa na final nacional do Global Management Challenge 2020. A 41.ª final nacional do GMC decorre a 15 de março, os resultados serão anunciados a 16 de março de 2021. A equipa vencedora nacional da edição 2020 vai representar Portugal na final internacional.

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A descoberta de duas novas galáxias gigantes na emissão no rádio sugere que muitas mais destas estruturas impressionantes estarão prestes a revelar-se, segundo um estudo internacional que contou com a colaboração do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.

Agregação amilóide na doença de Alzheimer e mecanismos neuronais de proteção

“Estou muito grato por este reconhecimento que nos impele a fazer mais e melhor”, conta Cláudio M. Gomes, a propósito da menção honrosa que recebeu no âmbito dos Prémios Científicos Universidade de Lisboa/Caixa Geral de Depósitos 2019.

Reunião de coconstrução das Rotas da Caravana AgroEcológica no Instituto Politécnico de Viseu, em janeiro de 2020

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O Instituto de Biossistemas e Ciências integrativas (BioISI), unidade de investigação sediada na Faculdade, promoveu no passado dia 26 de novembro um encontro científico para apresentar e partilhar os seus últimos projetos, resultados científicos e colaborações.

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Uma mudança cultural e a criação de uma nova mentalidade na conceção de ferramentas para atividades profissionais e privadas para todos os cidadãos europeus, na posse das suas totais capacidades ou com alguma limitação, é o objetivo da ação LEAD-ME COST, que tem Carlos Duarte, professor do Departamento de Informática, investigador do LASIGE Ciências ULisboa, como membro do comité de gestão desta ação.

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Professores, investigadores e alunos da Ciências ULisboa estão a estudar e desenvolver novos ambientes de programação inclusiva para crianças no LASIGE.

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2020 é um ano que ficará para a história por muitas razões relacionadas com a pandemia, mas também pelos avanços registados na ciência que estuda os fotões, particularmente na fotónica linear e não linear e cujos estudos foram publicados na Nature, Nature Photonics e Science e contaram com a colaboração teórica de Vladimir Konotop, professor do Departamento de Física e investigador do Centro de Física Teórica e Computacional da Ciências ULisboa.

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O livro “Alterações Climáticas Desafios para Portugal depois do Acordo de Paris” pretende mostrar a diversidade temática associada ao problema das alterações climáticas, e fornecer ao leitor interessado uma fonte acessível e em português, que lhe permita ficar a par dos desenvolvimentos mais recentes nas diferentes áreas abordadas.

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