Medindo os oceanos: Google Maps para o fundo do mar

Quando quatro explosões abalaram o fundo do Mar Báltico perto da ilha dinamarquesa de Bornholm em 26 de setembro de 2022 , destruindo três segmentos do gasoduto Nord Stream, o mundo prendeu a respiração por um momento. Caças da Força Aérea Dinamarquesa decolaram, helicópteros sobrevoaram o vazamento de gás e 465.000 toneladas de metano foram lançadas na atmosfera.

As imagens do gás borbulhando na superfície do mar correram o mundo. O que aconteceu a uma profundidade de 80 metros é alvo de especulação e investigação. O suposto ataque ainda não foi totalmente solucionado.

O caso mostra quão vulnerável é a infraestrutura marítima. Os fundos marinhos formam a base da economia global. Milhares de quilômetros de linhas passam por elas: oleodutos, linhas de energia e cabos de internet. É o sistema nervoso do mundo digital.

Localizar os pontos de ruptura dos cabos é extremamente difícil

Duas a quatro vezes por semana, um cabo submarino se rompe em algum lugar no fundo do oceano. Às vezes são tubarões que mordiscam um cabo. Às vezes, são ladrões de cobre, na forma de pescadores vietnamitas, que cortam os cabos submarinos. Muitas vezes você nem percebe isso porque o tráfego de energia ou dados pode ser roteado por outros cabos submarinos. Mas às vezes as quebras dos cabos se tornam um problema. Quando a âncora de um cargueiro atacado por rebeldes iemenitas Houthi destruiu um cabo submarino no Mar Vermelho em fevereiro de 2024, grande parte das comunicações na região foram interrompidas. As linhas diretas de atendimento ao cliente não estavam disponíveis, e e-mails e mensagens de texto não chegavam mais. Foram necessárias várias semanas para que os cabos fossem consertados.

O trabalho de reparo é extremamente complexo. Os navios devem ser mobilizados, os trechos de cabos danificados devem ser recuperados usando robôs de mergulho controlados remotamente e varas de pesca em alto mar, e então emendados pela tripulação a bordo. O maior desafio é localizar os pontos de fratura. Para fazer isso, os técnicos enviam um sinal de corrente através da capa metálica do cabo e medem os campos eletromagnéticos.

O problema: há apenas 22 navios de reparo no mundo. Uma antiga frota de rebocadores convertidos e balsas desativadas precisa manter a infraestrutura global de comunicações funcionando nas condições mais adversas. Essas são missões frequentemente perigosas em mares agitados – os barcos de pesca dilapidados às vezes são atacados por piratas e muitas vezes operam à vista devido à falta de georreferência. Localizar os pontos de fratura é como procurar uma agulha no palheiro.

Os oceanos do mundo são a última fronteira da ciência

É incrível: a superfície da Terra está quase completamente mapeada . O Google leva seus veículos do Street View aos cantos mais remotos das cidades e até usa ovelhas para fotografar paisagens remotas nas Ilhas Faroé. Mas os oceanos do mundo são terras incógnitas – cerca de 80% dos fundos oceânicos não são mapeados. E isso pode ter consequências fatais: em outubro de 2021 , um submarino americano caiu em um monte submarino nas águas do sul da China , ferindo onze tripulantes. O motivo: a elevação não foi registrada nas cartas náuticas. Pesquisadores oceânicos estimam que existam pelo menos 100.000 montes submarinos nos oceanos do mundo com altura de 1.000 metros ou mais.

Bem abaixo da superfície do oceano existe um mundo misterioso e pouco explorado. Demorou 73 anos para que os destroços do Titanic fossem encontrados perto de Newfoundland em 1985, após seu naufrágio em 1912. A Fossa das Marianas , o ponto mais baixo da Terra, cerca de 11.000 metros abaixo do nível do mar, só foi descoberta em 1875 por um navio de pesquisa inglês — bem tarde, considerando que mapas detalhados de Marte já haviam sido criados antes disso. Os oceanos do mundo são a fronteira final da ciência.

Mapear o fundo do mar é muito mais difícil do que mapear áreas terrestres simplesmente por causa do meio aquático. O fundo do mar é escuro como breu, a água absorve e reflete a luz, e é por isso que técnicas de levantamento como lasers e radares têm eficácia muito limitada. Atualmente, existem navios de pesquisa que usam equipamentos de sonar para criar mapas topográficos das planícies do mar profundo. Mas alguns dos conjuntos de dados estão desatualizados e fragmentados – e espalhados por vários institutos de pesquisa.

Pesquisadores estão trabalhando em uma espécie de Google Maps para os oceanos

No entanto, o mundo precisa de mapas de alta resolução dos oceanos: para navegação, mas também para prever correntes oceânicas, que são um fator importante nos modelos climáticos. Os pesquisadores estão, portanto, tentando mapear os oceanos usando novos métodos de medição. A visão: uma espécie de Google Maps para os oceanos do mundo.

A start-up de tecnologia de software North.io, sediada em Kiel, está trabalhando no desenvolvimento de um novo serviço de mapa digital. A plataforma de dados oceânicos “TrueOcean” reúne dados de sensores marítimos de várias fontes, como desenvolvedores de parques eólicos offshore e operadores de rede, e os visualiza em mapas. Operadores de linhas de dados ou empresas de transporte marítimo podem acessar dados marítimos por meio de uma função de pesquisa.

A IA também pode ser usada para criar modelos de fluxo de alta resolução que podem ser usados ​​para otimizar rotas de transporte. Isso permite evitar vórtices de pequena escala, os chamados redemoinhos, e economizar emissões de combustível e CO₂. A North.io também está cooperando com a fabricante americana de chips Nvidia. O objetivo: criar um gêmeo digital dos oceanos, onde até o menor vazamento de um oleoduto ou linha de dados seja registrado em tempo real.

O Centro Geomar Helmholtz de Pesquisa Oceânica de Kiel e o projeto “Seabed 2030” visam fornecer um mapa do fundo do mar de livre acesso até 2030. Para esse propósito, dados “em movimento” de navios de pesquisa também serão incorporados a uma infraestrutura de dados padronizada. Os super-ricos já descobriram as profundezas do mar por conta própria há muito tempo: o multimilionário texano Victor Vescovo , que ficou conhecido com expedições espetaculares em águas profundas, incluindo a Fossa das Marianas, quer mapear o fundo do oceano.

Satélite detecta montes submarinos com base em irregularidades na superfície do oceano

Um novo satélite, por sua vez, ajudará a mapear o fundo do mar do espaço. É chamado SWOT (Surface Water and Ocean Topography) e é um projeto da agência espacial americana NASA e da agência espacial francesa CNES. O satélite SWOT, lançado em dezembro de 2022, não mede diretamente o fundo do mar; isso seria impossível. Ele mede a superfície da água em quase toda a Terra.

A partir dos dados obtidos, os pesquisadores podem tirar conclusões sobre a estrutura do fundo do mar. Devido à sua maior massa, as estruturas geológicas exerciam uma força gravitacional um pouco mais forte em comparação ao seu entorno. Isso cria “pequenas saliências mensuráveis ​​na superfície do oceano acima deles”, diz um relatório da NASA .

Diz-se que, como o satélite SWOT sobrevoa cerca de 90% da Terra em 21 dias, ele pode detectar pequenas diferenças na altura da superfície do mar causadas pelas estruturas subjacentes com precisão centimétrica. Isso significa que o satélite também pode descobrir montanhas profundas no mar, com altura muito menor que mil metros.

Apenas recentemente foi criado “um dos mapas mais detalhados do fundo do mar até hoje” com base em dados SWOT. O estudo foi publicado na revista Science em dezembro de 2024 . Uma animação da NASA, disponível no YouTube , por exemplo, revela características do fundo do mar derivadas de dados SWOT de regiões do México, América do Sul e Península Antártica – com uma resolução espacial de oito quilômetros.

Drones subaquáticos podem desempenhar um papel na investigação e no conflito

Uma olhada nos livros de história nos ensina que a exploração de novos terrenos geralmente também leva à sua exploração. Foi assim com o Novo Mundo. E o mesmo pode acontecer com os fundos marinhos. Nas profundezas das camadas sedimentares, onde os marinheiros suspeitavam que fosse a boca do inferno, encontra-se um tesouro não reclamado: nódulos de manganês contendo metais como níquel, cobre e manganês, necessários para smartphones e motores elétricos. Empresas de exploração como a Canadian Metals Company estão vasculhando as planícies do fundo do mar com veículos subaquáticos não tripulados em busca de locais adequados para mineração em alto mar.

Enquanto isso, empresas de defesa estão trabalhando em drones subaquáticos que podem inspecionar o fundo do mar usando sistemas de sonar de última geração. Drones subaquáticos são mais baratos que submarinos e, de acordo com especialistas militares, podem desempenhar um papel central no conflito entre China e Taiwan. Questões de poder global são decididas não apenas em terra e no ar, mas também nas profundezas dos oceanos.