Publicações de 2020

  • Dissertação - Chariane Camila Werlang

    PIGMENTOS HIDROSSOLÚVEIS E LIPOSSOLÚVEIS EM FITOPLÂNCTON MARINHO PRODUTOR DE TOXINAS

    Autora: Chariane Camila Werlang

    Resumo

    Os fatores que influenciam a dinâmica do fitoplâncton na região Sul-Sudeste do talude continental e plataforma interna do sudoeste do Atlântico Sul são relativamente conhecidos, mas a maneira como estes afetam a produção de pigmentos lipossolúveis e hidrossolúveis no fitoplâncton ainda é pouco discutida. Também há poucos trabalhos que abordem a quantificação de organismos tóxicos de variados grupos (dinoflagelados, diatomáceas e cianobactérias), juntamente com a quantificação de toxinas como o AD e a STX nessa região oceânica. Por isso, o objetivo deste trabalho foi descrever a comunidade fitoplanctônica (abundância e em biomassa em carbono), a composição dos principais pigmentos (por espectrofotometria) e a concentração de ficotoxinas (por cromatografia de alta eficiência) em certos setores do Oceano Atlântico Sudoeste, para analisar a influência de variáveis oceanográficas (temperatura, salinidade, camada de mistura) sobre essas variáveis biológicas. Foram analisadas amostras advindas de dois cruzeiros: um em junho (inverno) e outro em setembro (primavera) de 2018 no âmbito do projeto “Bonito Listrado” na região costeira do Rio de Janeiro (sudeste); e amostras coletadas ao longo do talude sul-sudeste (projeto TALUDE-V, novembro de 2012) de maneira independente. Baseando-se nos dados de 2018, foi possível observar uma significativa diferença (p<0,05) tanto entre a biomassa (clorofila-a) quanto entre a abundância fitoplanctônica no inverno e na primavera. Essas diferenças foram relacionadas com a profundidade da camada de mistura (r 2= -0,626, p<0,05) e temperatura (r 2= 0,641, p<0,05). O inverno apresentou maior concentração de CHL-a, caracterizado por abundância de Pseudo-nitzschia spp., enquanto a primavera se caracterizou por predominância de diatomáceas do gênero Rhizosolenia e dinoflagelados, associando-se com uma maior concentração de carotenoides e ficobiliproteínas. Em relação a toxinas (AD e STX), houve diferença significativa (p<0,05) apenas para STX, provavelmente relacionada à presença de dinoflagelados dos gêneros Alexandrium e Gymnodinium e a cianobactéria Trichodesmium spp. Quanto a novembro de 2012 (primavera), xii foram revisitados os dados de abundância ao longo do talude sul-sudeste, sendo possível adicionar nesta dissertação que a abundância de Trichodesmium não foi relacionada (r2= 0,0125) com a concentração de ficobiliproteínas. Por outro lado, Trichodesmium foi apontado como um dos potenciais produtores de STX (de 0,087 a 2,61µg L -1 ) ao longo do talude sul-sudeste do Brasil, embora outros organismos, particularmente dinoflagelados, devam ser mais importantes para a produção de STX.

    Texto completo: Dissertao_Final_Charianne.pdf

  • Dissertação - ELIAS JOSE AZAR CEBALLOS

    DINÂMICA DA MATÉRIA ORGÂNICA PARTICULADA E DISTRIBUIÇÃO DE MASSAS DE ÁGUA NO ATLÂNTICO TROPICAL

    Autor: ELIAS JOSE AZAR CEBALLOS

    Resumo

    O oceano Atlântico Tropical é caracterizado por uma complexa dinâmica oceanográfica que afeta seus processos físicos e biogeoquímicos. O efeito dos processos sobre a matéria orgânica particulada (MOP) e na bomba biológica ainda estão em debate. Assim, neste trabalho a dinâmica das massas de água na termoclina foi primeiramente estudada através da análise otimizada com parâmetros múltiplos usando-se a base de dados hidrográficos disponíveis no World Ocean Database 2018. Na camada da Água Central do Atlântico Norte (ACAN), a contribuição da massa de água foi definida pela Eighteen Degree Water (EDW) e a Madeira Mode Water (MMW), que seguem a Corrente Norte Equatorial estabelecendo o limite com a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) em torno de 10ºN. No hemisfério sul, a fonte de água formada na região sudeste (em níveis superficiais) e aquela formada na borda da frente subtropical (em níveis mais densos) foram os principais contribuintes para a camada da ACAS no Atlântico Tropical. Além disso, na região subtropical, a Subtropical Indian Mode Water teve grande influência com uma contribuição média de ~ 34 ± 20% entre 20ºS e 30ºS principalmente nas isopicnais de 26,2 e 26,4 kg m–3 (100 - 400 m). Então, uma vez que essa dinâmica foi determinada, a MOP foi caracterizada pelo seu teor de carbono orgânico (COP) e nitrogênio (NTP) e as assinaturas isotópicas de δ 13CCOP e δ 15NNTP em um transecto meridional (38 °O) do equador até 15°N na coluna d’água. O COP (~ 4 µmol L -1 ) e o NTP (~ 0,2 µmol L -1 ) foram maiores na subsuperfície em 8°N e o δ 13CCOP (- 25 ‰) foi relativamente mais pesado do que aqueles ao sul dessa latitude, sugerindo que o efeito de lastro devido às partículas terrígenas provenientes da entrada eólica aumentam as velocidades de afundamento da MOP. O mesmo padrão na MOP e δ 13CCOP foi encontrado na zona de mínimo de oxigênio e logo abaixo dela. Neste caso, isto provavelmente associado às mudanças no comportamento do zooplâncton devido à baixa concentração de oxigênio. Portanto, concluiu-se que a dinâmica física está afetando de diferentes maneiras a bomba biológica no Atlântico Tropical.

    Texto completo: Dissertaao_Elias.pdf

  • Dissertação - Julia Gil dos Santos

    Estrutura vertical e variabilidade temporal de correntes na plataforma continental interna do sul do Brasil   Autor: Julia Gil dos Santos   Resumo   Este estudo investiga o impacto dos ventos, marés e descargas fluviais nas correntes costeiras e na variabilidade da salinidade da plataforma interna do sul do Brasil. Foram utilizados medições in situ coletadas por uma boia meteoceanográfica do Sistema de Monitoramento da Costa Brasileira (SiMCosta) durante 315 dias consecutivos, com início em Dezembro de 2016 à Outubro de 2017. A boia de monitoramento denominada RS05 está ancorada próxima a desembocadura da Lagoa dos Patos, conhecida como a maior laguna do mundo. A série temporal de correntes pode ser interpretada como uma soma de fluxos de alta variabilidade, correlacionada com a tensão do vento local e com um fluxo residual de alguns centímetros por segundo para sul, ao longo da costa. Correntes de maré foram predominantemente diurnas, mas desprezíveis, representando aproximadamente 1,7% da variabilidade total das correntes na região. Foi encontrado a predominância de ventos de noroeste e corrente de sudeste na plataforma interna, com fluxo intermitente de corrente, tanto na componente longitudinal como na transversal, devido às passagens de frentes meteorológicas. As análises espectrais para ambas as componentes de corrente apresentam padrões similares de frequências, o que indica a prevalência de eventos de alta energia em períodos de 3 a 10 dias, para toda a séries temporal. A corrente longitudinal é altamente correlacionada (r = 0.77, p<0,05) com o vento longitudinal, com defasagem temporal de 3 horas. Nas baixas (período> 40h) e altas (período <40h) frequências, as defasagens temporais foram de 5 e 3 horas, respectivamente, com correlações de 0,83 (p <0,05) e 0,65 (p <0,05). As análises de ondeletas mostraram que eventos de alta energia na componente longitudinal do estresse do vento são mais comuns entre agosto a outubro, mas pouco frequentes entre fevereiro e março, com padrões similares nas correntes superficiais e salinidade. Foi observado um decaimento na salinidade superficial durante o inverno devido a eventos de alta vazão da Lagoa dos Patos. A salinidade média diária correlacionou-se negativamente com a vazão da Lagoa de Patos, mas parte de sua variabilidade está associada à intrusão da pluma da Lagoa de Patos e a passagens de frentes meteorológicas sobre a plataforma interna.   Texto completo: Dissertacao_Julia_Gil_Santos.pdf

  • Dissertação - Luiz Henrique Oliveira da Silva

    A INFLUÊNCIA DO DIPOLO SUBTROPICAL DO ATLÂNTICO SUL NA DINÂMICA DE RESSURGÊNCIA COSTEIRA AO LONGO DAS COSTAS SUDESTE-SUL DO BRASIL E SUDOESTE DA ÁFRICA   Autor: Luiz Henrique Oliveira da Silva   Resumo   A interação entre modos de variabilidade climática e a dinâmica de sistemas de ressurgência costeira vem sendo extensivamente estudada globalmente. Sabese que o modo climático conhecido como Dipolo Subtropical do Atlântico Sul (SASD) atua sobre o oceano Atlântico Sul modificando os campos de ventos próximos à superfície do oceano. Neste oceano encontram-se importantes sistemas de ressurgência costeira, tais como o Sistema de Ressurgência de Benguela (BUS), associado à corrente de Benguela na costa sudoeste do continente africano (SAC), e os sistemas de ressurgência de Cabo Frio e Cabo Santa Marta na costa sudeste-sul do Brasil (SBC). No sistema de Cabo Frio na SBC, os ventos de nordeste (favoráveis ao processo de ressurgência costeira) são intensificados em ambas as fases positiva e negativa do SASD, o que potencializa o bombeamento de Ekman e resulta em anomalias positivas na concentração superficial de clorofila-a. Na região do Cabo Santa Marta há uma intensificação do bombeamento de Ekman durante os eventos positivos do SASD. Contudo, em Cabo Santa Marta a resposta da concentração de clorofila-a às modificações da interação oceano-atmosfera não é direta, indicando ação de outros processos não abordados neste estudo, como o deságue de grandes rios e a proximidade com a Confluência Brasil-Malvinas. Na SAC a resposta para a fase positiva do SASD é dependente da latitude. Na porção norte do BUS (norte de 27ºS) o bombeamento de Ekman é intensificado devido ao incremento na velocidade dos ventos alísios de sudeste. Entretanto, esse incremento na velocidade do vento também intensifica a mistura turbulenta na coluna de água, o que faz com que o aumento na concentração de clorofila-a tenha um certo atraso em relação ao bombeamento de Ekman. Ao sul de 27ºS, a fase positiva do SASD resulta em um enfraquecimento na dinâmica de ressurgência, com consequente enfraquecimento no transporte de Ekman no sentido offshore. Durante a fase negativa do SASD na região da SAC destaca-se a interação entre a porção sul do BUS e os aneis das Agulhas. As anomalias negativas no fluxo líquido de calor na região indicam uma possível maior liberação de vórtices durante esse período. Este aumento na XIII liberação dos vórtices das Agulhas pode estar relacionada com a migração dos ventos de oeste para sul durante os eventos de SASD negativos, o que desloca a posição do rotacional nulo do estresse do vento sobre a superfície do mar em direção ao polo Sul. Entretanto, esta interação SASD-Agulhas carece de maiores estudos.   Texto completo: dissertacao_2020_Luiz_Henrique.pdf

  • Dissertação - Luiza Luz Sartorato

    Caracterização ótica e quantificação do material particulado em suspensão do estuário e da pluma da Lagoa dos Patos (RS, Brasil) por sensoriamento remoto   Autor: Luiza Luz Sartorato   Resumo   A preocupação com os ambientes marinhos é hoje uma questão global e a concentração total de material em suspensão (TSM) tornou-se um proxy da qualidade das águas costeiras. Dessa forma, o sensoriamento remoto surge como uma potencial ferramenta para estimar indiretamente as concentrações de TSM e monitorar grandes áreas sinopticamente. Assim, correções atmosféricas apropriadas são frequentemente necessárias. O presente trabalho tem como objetivos identificar padrões de variabilidade de propriedades ópticas em uma lagoa costeira no Brasil e oceano adjacente, avaliar a performance de quatro correções atmosféricas e criar um modelo empírico preciso para estimar a concentração de TSM a partir de dados dos sensores MODIS-Aqua (250 m) e VIIRS-SNPP (750-m). Inúmeras campanhas ocorreram de 2014 a 2019, quando foram coletados dados de propriedades óticas e constituintes ópticos da região. As correções atmosféricas aplicadas às imagens foram: a correção NIR padrão, dois algoritmos de comutação NIR-SWIR e a correção MUMM. Duas bandas nos intervalos espectrais do vermelho e infravermelho próximo (NIR) foram escolhidas para estimar a concentração de TSM. Os resultados demonstraram que as águas da Lagoa de Patos apresentam codominância entre CDOM e TSM em sua composição óptica, o que influência fortemente a variabilidade das refletâncias emitidas pelos corpos aquosos. Os algoritmos de correção atmosférica NIR-SWIR apresentaram os melhores resultados. Como resultado final, três algoritmos de cálculo da concentração de TSM foram construídos com base nas bandas dos sensores MODIS e VIIRS – ρ(645), ρ(671) e ρ(745). O desempenho de cada modelo foi satisfatório e representou bem a dinâmica das concentrações de TSM. Além disso, um algoritmo de transição entre as bandas 671 e 745 foi adaptado para estimar a concentração de TSM quando fortes gradientes eram formados na área interna da laguna para regiões adjacentes.   Texto completo: Dissertacao_Luiza_Sartorato.pdf

  • Dissertação - MARIO GOELZER DAS NEVES

    CONTRIBUIC¸ AO DA INSTABILIDADE ˜ CENTR´IFUGA PARA A DISSIPAC¸ AO DE ˜ ENERGIA NA REGIAO DA CADEIA ˜ VITORIA-TRINDADE   Autor: MARIO GOELZER DAS NEVES   Resumo   Correntes de contorno oeste s˜ao fei¸c˜oes oceˆanicas onde a maior parte da energia cin´etica m´edia est´a concentrada e de elevada dissipa¸c˜ao de energia. Instabilidades de submesoescala tˆem sido consideradas um importante mecanismo de dissipa¸c˜ao de energia. Uma das instabilidades recentemente estudada, descreve a gera¸c˜ao de fluxos de submesoescala atrav´es da intera¸c˜ao de fluxos geostr´oficos com a topografia. Essa instabilidade ´e denominada instabilidade centr´ıfuga. Na borda oeste do Atlˆantico Sul, a intera¸c˜ao da corrente de contorno oeste em n´ıveis superficiais, a Corrente do Brasil, e a topografia da Cadeia Vit´oria-Trindade, uma cadeia de montes submarinos em aproximadamente 20◦S, ´e uma poss´ıvel regi˜ao de desenvolvimento da instabilidade. Com isso, o principal objetivo deste estudo foi investigar a existˆencia da instabilidade centr´ıfuga na regi˜ao da Cadeia Vit´oria-Trindade e sua contribui¸c˜ao para a dissipa¸c˜ao de energia. Foram observados dois padr˜oes de desenvolvimento da instabilidade. Em um deles, a Corrente do Brasil, que flui em dire¸c˜ao `as altas latitudes, interage com a borda do Banco Besnard induzindo o desenvolvimento da instabilidade. A instabilidade nesta regi˜ao desenvolveu-se principalmente no inverno. A an´alise energ´etica mostra que altos valores de convers˜ao de energia cin´etica m´edia para energia cin´etica turbulenta devido cisalhamentos horizontais da velocidade s˜ao encontrados nas mesmas regi˜oes de desenvolvimento da instabilidade, chegando a valores di´arios de 3 × 10−5 Wm kg−1 . Locais de convers˜ao de energia cin´etica m´edia para energia cin´etica turbulenta tamb´em correspondem a regi˜oes onda s˜ao encontrados os maiores valores de dissipa¸c˜ao de energia. A m´edia mensal da taxa de dissipa¸c˜ao de energia integrada verticalmente alcan¸cou valores de 6 × 10−6 Wm kg−1 . Uma pequena fra¸c˜ao da energia cin´etica turbulenta ´e convertida em energia potencial turbulenta atrav´es de fluxos de flutuabilidade verticais. A taxa de convers˜ao de energia cin´etica turbulenta para energia potencial turbulenta dividade pela taxa de dissipa¸c˜ao de energia devido processos que consideram a viscosidade fornece a eficiˆencia para a mistura, apresentando uma eficiˆencia de aproximadamente 15%.   Texto completo: dissertacao_MNeves.pdf

  • Dissertação - WALKIRIA SALVADORI OLSEN

    OS CONTROLES GEOMORFOLÓGICOS NA RESPOSTA COSTEIRA A ELEVAÇÃO DO NÍVEL DO MAR NAS PRAIAS ARENOSAS DA ILHA DA TRINDADE, BRASIL   Autor: WALKIRIA SALVADORI OLSEN   Resumo   A elevação do nível do mar (ENM) representa uma das consequências mais ameaçadoras das mudanças climáticas. Apesar de considerável atenção ser dada aos seus impactos nas zonas costeiras, esses estudos ainda são escassos quando se trata de ecossistemas insulares. Além disso, muitas incertezas ainda existem em relação às taxas de subida do nível do mar e como as ilhas responderão a elas. Nesse contexto, visando garantir um melhor gerenciamento desses ambientes, este trabalho apresenta uma avaliação quantitativa de como os controles geomorfológicos (por exemplo, geometria de perfil, composição e balanço de sedimentos) podem influenciar o comportamento costeiro em cenários de ENM, à partir de simulações em um modelo estocástico morfológicocomportamental: O Random Shoreface Translation Model (RanSTM). Esse modelo foi aplicado a Ilha da Trindade, um lugar que se destaca no cenário brasileiro por sua localização estratégica, relevância geopolítica e elevada biogeodiversidade. No geral, as simulações indicaram que a maioria das praias analisadas sofrerá recuo de linha de costa sob as ENM projetadas para 2040 e 2100. No entanto, a pequena magnitude das taxas de recuo pode indicar que em função do alto grau de declividade dos perfis praiais da ilha, Trindade estaria menos vulnerável a futuras ENM em relação a outros locais, mesmo em um cenário de taxas mais elevadas (como o projetado para 2100). Os resultados também mostram que a inclinação da antepraia e sua composição exerceram grande influência nas respostas costeiras: perfis mais suaves mostraram um deslocamento maior da costa; e quando a antepraia inferior era composta principalmente de areia e não de rocha, as taxas de recuo diminuíram mais de 90% na maioria dos cenários. Além disso, à partir da execução de dois estudos de caso foi possível destacar: (1) a importância da presença de estruturas duras na zona de surf atuando como barreiras naturais (por exemplo, recifes calcários e afloramentos de rochas vulcânicas), uma vez que reduziram significativamente o recuo costeiro nas praias que as apresentavam; e (2) que as respostas costeiras variaram amplamente para diferentes estimativas do balanço de sedimentos. Em ix conclusão, os resultados expõem a complexidade envolvida na investigação de controles geomorfológicos ao modelar a resposta costeira à ENM em ambientes insulares, além de enfatizarem como uma definição precisa desses parâmetros é crucial para fornecer previsões robustas de linha de costa.   Texto completo: Dissertao-Walkiria.pdf

  • Dissertação - Yana Friedrich Germani

    O PAPEL DA ANTEPRAIA NA RESPOSTA COSTEIRA DURANTE A ELEVAÇÃO DO NÍVEL DO MAR NA BARREIRA REGRESSIVA DE TORRES A IMBÉ - RS

    Autor: Yana Friedrich Germani

    Resumo:

    A zona costeira é uma região muito dinâmica, a qual busca constantemente atingir um estado de equilíbrio em função das variações ocorridas nas forçantes externas em diferentes escalas temporais e espaciais. Em pequena e média escala, ondas e correntes atuam sobre o transporte sedimentar. Em larga escala, o comportamento do nível médio do mar (NMM) torna-se relevante. Nos últimos 5,5 ka o NMM apresentou comportamento considerado aproximadamente estável, quando a evolução e diferenciação longitudinal das barreiras costeiras no Rio Grande do Sul (RS) ocorreu em função das variações da declividade do substrato e aporte sedimentar. Recentemente, devido às mudanças climáticas, o nível do mar tem aumentado rapidamente, fazendo com que a costa recue em diversas localidades ao redor do mundo. Neste contexto, o presente trabalho visa analisar a influência das variações na morfologia do substrato entre três setores costeiros adjacentes (Torres-Capão da Canoa-Imbé), na resposta durante à elevação acelerada do NMM em médio e longo prazos, previstos para as próximas décadas. Sendo assim, foram projetadas linhas de costa futuras para diferentes horizontes temporais, a partir de cenários de elevação projetados. O modelo Random Shoreface Translation Model (RanSTM) foi utilizado para simular a resposta costeira durante variações no nível do mar e/ou balanço sedimentar. Diferenças significativas nas taxas de recuo ou acreção da linha de costa foram investigadas em função das variações na morfologia da antepraia e do balanço sedimentar. Os setores apresentaram diferentes taxas de recuo médio da linha de costa, influenciadas primeiramente pelas variações batimétricas, seguidas pelas variações no balanço sedimentar. A influência das variações topográficas no campo de dunas e adjacências no recuo foi irrelevante. O setor “Capão”, com maior declividade na antepraia (0,154°) apresentou os menores valores de recuo (4,7 m e 38,3 m para 2040 e 2100), enquanto o setor “Imbé”, com a menor declividade na antepraia (0,110º) apresentou os maiores valores de recuo (26,6 m e 134,4 m para 2040 e 2100). Ainda, ao padronizar-se o comprimento do perfil no setor “Imbé”, obteve-se cerca de 30% de diminuição nas taxas de recuo da linha de costa, para médio e longo prazos. Os resultados obtidos demonstram a forte influência das variações na morfologia do perfil da antepraia em situação de elevação rápida do NMM, de maneira semelhante à que influenciou o comportamento da costa no início do Holoceno.

    Texto completo: Dissertao_Yana_Germani.pdf

  • Tese - Ana Carolina Oliveira dos Santos

    TECTÔNICA GRAVITACIONAL NO CONE DO RIO GRANDE, BACIA DE PELOTAS (RS)

    Autor: Ana Carolina Oliveira dos Santos

    Resumo:

    O Cone do Rio Grande, uma das principais feições deposicionais da Plataforma e Talude Continental da Bacia de Pelotas, ainda é muito pouco conhecido acerca de sua compartimentação estrutural. Essa pesquisa objetivou preencher a lacuna sobre a natureza geológico-estrutural do Cone do Rio Grande. A partir de dados geofísicos, as principais estruturas de caráter regional e as características  estruturais, estratigráficas e geomorfológicas da Plataforma e Talude Continental na Bacia de Pelotas foram investigadas, bem como desenvolvido um modelo geológico-estrutural regional para o Cone do Rio Grande. Nesta região, a atuação de uma tectônica gravitacional em estruturas rasas de transporte gravitacional de massa (shallow landslide) e estruturas profundas de escorregamento rotacional (deep-seated slump) apresenta registros até o Recente. A compartimentação estrutural na região do Cone é controlada por uma “tectônica extensional” e por uma “tectônica compressional”, as quais constituem os 2 (dois) domínios extremos de uma mesma estrutura de escorregamento rotacional profundo (deep-seated slump). A superfície de descolamento (falha) profunda origina-se na borda do talude, a partir da falha lístrica principal, e provoca o deslizamento e a rotação (slump) das unidades estratigráficas superiores em direção à base do talude (deep-seated landslide). Essa superfície prolonga-se até a falha inversa na base do talude e pode ser traçada por mais de 100 km ao longo do mergulho. O escorregamento gravitacional profundo (deep-seated slump), de natureza rotacional, também é responsável pela geometria do Talude Continental na cunha, formada por 2 degraus. A tectônica gravitacional profunda no Cone do Rio Grande iniciou-se após a formação da cunha de mar baixo (cmb) e a definição da superfície transgressiva (st), com a deposição do Trato de Sistema Transgressivo (TST) durante o Mioceno Superior (< 11 Ma). A análise a partir dos dados sísmicos e potenciais demonstra que o sentido do deslizamento na região do Cone do Rio Grande é condicionado pela geometria do embasamento da PCRS (Escudo Sul-Rio-Grandense). O estudo proposto permitiu concluir que existem dois fatores desencadeantes para os processos tectônicos observados na Bacia de Pelotas, principalmente no Cone do Rio Grande: i) subsidência e ii) pressão nos poros dos sedimentos; e que estes processos devem estar se propagando lateralmente, do depocentro em direção à costa da Bacia de Pelotas, sendo estes também responsáveis por deslizamentos menos expressivos nas laterais da cunha deposicional.

    Texto completo: Tese_AnaCarolinaSantos_VersoFinal.pdf

  • Tese - Andréa da Consolação de Oliveira Carvalho

    RELAÇÃO ENTRE AS COMUNIDADES FITOPLANCTÔNICAS E OS FLUXOS DE DIÓXIDO DE CARBONO NO OCEANO ATLÂNTICO SUL

    Autor: Andréa da Consolação de Oliveira Carvalho

    Resumo:

    O fitoplâncton marinho contribui para a absorção de dióxido de carbono (CO2) atmosférico pelos oceanos através da mediação da fotossíntese na bomba biológica do carbono. No entanto, as comunidades fitoplanctônicas, que variam amplamente em relação à sua composição estrutural, respondem de maneira diferenciada com as variações ambientais e, também, podem diferir na sua capacidade de absorção de CO2. Desta forma, este estudo propõe avaliar o efeito da relação entre os processos físico-químicos e as comunidades fitoplanctônicas na variabilidade do fluxo líquido de CO2 (FCO2) na interface oceano-atmosfera em distintos regimes hidrográficos no oceano Atlântico Sul. Para isso, foram adotadas metodologias apropriadas: (i) para determinação dos parâmetros do sistema carbonato necessários para o cálculo do FCO2, i.e. pressão parcial do CO2 (pCO2), alcalinidade total e carbono inorgânico dissolvido total, e (ii) para determinação da composição pigmentar fitoplanctônica, através da cromatografia líquida de alta performance, combinada com análise quimio-taxionômica (ferramenta CHEMTAX), tendo em vista a caracterização das comunidades de fitoplâncton nas distintas áreas de estudo. Assim, foi possível determinar a relação existente entre a estrutura das comunidades fitoplanctônicas e a modulação das trocas de CO2 na interface oceano-atmosfera nas regiões de estudo. No geral, a biomassa fitoplanctônica foi significativamente relacionada com a pCO2 da água, e com o FCO2, no oceano Atlântico Sul. No entanto, na parte ocidental (sistema dominado pela corrente do Brasil) o valor médio encontrado para o FCO2 foi de –7.1 mmol CO2 m–2 d–1, e uma maior captação de CO2 esteve associada a variações da temperatura e ao padrão de salinidade (parâmetros físico-químicos), apesar de uma clara dominância das diatomáceas nesta região. Maiores concentrações de haptófitas foram associadas ao aumento da captação de CO2 na porção central do giro subtropical do Atlântico Sul onde o FCO2 médio foi de –9.8 mmol CO2 m–2 d–1. Já na porção oriental (sistema dominado pela corrente de Benguela) foram encontradas elevadas taxas de absorção de CO2 atmosférico com FCO2 médio de –27.6 mmol CO2 m–2 d–1 associadas às haptófitas mas também a diatomáceas. Em uma investigação mais focada na porção central do Atlântico Sul (dominada pelo giro subtropical do Atlântico Sul) foi observada a influência dos vórtices anticiclônicos das Agulhas na distribuição das comunidades fitoplanctônicas. Os resultados desse estudo mostraram o aumento da diversidade dos grupos e da biomassa fitoplanctônica no interior dessas estruturas de mesoescala em relação ao seu entorno, sendo diferenciadas pelo aparecimento principalmente de prasinófitas, pelagófitas e criptófitas. Isso foi evidenciado, principalmente, na estrutura (vórtice) mais jovem, ficando menos evidente essa diferenciação (interior vs entorno) à medida que as estruturas evoluíram ao longo das suas trajetórias. Nos estudos conduzidos em regiões costeiras do sudoeste do Atlântico Sul (20°S–50°S) observou-se que o FCO2 variou amplamente entre as regiões que se comportaram, em geral, como fraca fonte (FCO2 em média de 5.4 ± 5.5 mmol CO2 m–2 d–1) e grande sumidouro de CO2 (FCO2 em média de –20.8 ± 6.8 mmol CO2 m–2 d–1). A pCO2 na superfície do mar foi negativamente correlacionada com a clorofila a (índice de biomassa fitoplanctônica) e com uma maior abundância de diatomáceas nas regiões entre 40°S e 50°S. A região no entorno de 35°S marcou a transição de um importante gradiente zonal entre 20°S e 50°S. A porção norte da margem continental brasileira evidenciou uma emissão de CO2 do oceano para a atmosfera, e esteve dominada por grupos de cianobactérias. Por outro lado, a porção mais ao sul apresentou maior influência da biologia e funcionou como um forte sumidouro de CO2, sendo dominada por grupos funcionais do fitoplâncton de maior tamanho (diatomáceas). Com esta Tese, objetivamos associar a abundância de diferentes grupos do fitoplâncton e a absorção de CO2 atmosférico em regiões de comportamentos dinâmicos distintos no Oceano Atlântico Sul. Mudanças globais afetam o fitoplâncton em todo o mundo. Entender como o fitoplâncton está relacionado à absorção de CO2, é entender como as mudanças globais afetarão os processos biogeoquímicos oceânicos.

    Texto completo: Tese__Andrea_Carvalho.pdf