Publicações de 2022

  • Dissertação - Brendon Yuri Damini

    DINÂMICA DE CO2 EM UM VÓRTICE ESTACIONÁRIO ANTICICLÔNICO NO NORTE DA PENÍNSULA ANTÁRTICA

    Autor: Brendon Yuri Damini (Currículo Lattes)

    Resumo

    O oceano Austral é uma região chave para entender os fatores ambientais que regulam as trocas de dióxido de carbono (CO2) na interface oceano– atmosfera. Estas trocas podem ser influenciadas por estruturas de mesoescala presentes nos oceanos (e.g., meandros, vórtices e outras feições responsáveis pela dissipação de energia). Com o objetivo de ter uma melhor compreensão da dinâmica do CO2 na interface oceano-atmosfera no norte da Península Antártica, investigamos um vórtice estacionário anticiclônico localizado ao sul da ilha Clarence, na bacia leste do estreito de Bransfield. Dados físicos, químicos, biológicos e de sensoriamento remoto foram obtidos na região em fevereiro de 2020 (final do verão austral). Com isso, o vórtice mostrou ser um grande corpo de água com um núcleo frio (0,31 ºC), salgado (34,38), alta concentração de carbono inorgânico dissolvido (2247 μmol kg−1 ) e desoxigenado (337 μmol kg−1 ). Além disso, o núcleo do vórtice retém uma mistura de águas superficiais locais e Água Profunda Circumpolar modificada advectadas pela corrente de Bransfield com águas derivadas da Água Profunda Circumpolar provenientes do mar de Weddell (i.e., Água Cálida Profunda). Outrossim, o vórtice aqui amostrado atua como uma estrutura de liberação de CO2 para a atmosfera e emite ~1,50 mmol m–2 d–1 Este comportamento é devido ao aumento do carbono inorgânico dissolvido em seu interior, cuja concentração é modulada pela (i) ressurgência de águas intermediárias ricas em CO2, (ii) pela baixa produtividade primária dentro do vórtice, a qual está associada a pequenas células fitoplanctônicas, como criptófitas e flagelados verdes, e por (iii) processos de respiração causados por organismos heterotróficos (i.e., comunidade zooplanctônica). Os resultados reportados nesse estudo são fundamentais para levantar novos insights para uma melhor compreensão do comportamento dessas feições de mesoescala, e como estas estruturas influenciam as trocas de CO2 oceano–atmosfera.

    TEXTO COMPLETO:  Dissertacao_brendon_yuri.pdf

  • Dissertação - Caroline Carneiro Balbela

    INFLUÊNCIA DA ACIDIFICAÇÃO DOS OCEANOS NO PROCESSO DE FOTODEGRADAÇÃO DE MICROPLÁSTICOS: UMA ABORDAGEM EXPERIMENTAL

    Autor: Caroline Carneiro Balbela (Currículo Lattes)

    Resumo

    A poluição por plásticos no ambiente marinho é reconhecida como um grave problema ambiental, com danos bem documentados em relação a inúmeras interações maléficas com organismos aquáticos. Nesse contexto, os microplásticos (MPs) têm se destacado enquanto poluentes nos ecossistemas aquáticos. Ao flutuar no ambiente marinho, os MPs estão sujeitos a diferentes processos, entre eles a fotodegradação, i.e., degradação induzida pela luz ultravioleta (UV). Diversas variáveis podem atuar simultaneamente no intemperismo, influenciando no processo de fotodegradação. A acidificação dos oceanos devido ao enriquecimento acelerado de CO2 está entre as principais alterações químicas que vêm ocorrendo no ambiente marinho. Portanto, conhecer sua relação e impacto na contaminação por MPs é fundamental para avaliarmos possíveis efeitos ainda desconhecidos. Neste contexto, o presente trabalho buscou investigar o impacto de futuros cenários de acidificação oceânica no processo de fotodegradação dos MPs. Os estudos foram realizados em condições experimentais de laboratório envolvendo MPs de diferentes composições poliméricas: polipropileno (PP), poliestireno expandido (EPS) e etileno acetato de vinila (EVA). Nestes experimentos os MPs permaneceram por 8 h sob radiação UV acelerada imersos em meio marinho artificial em três diferentes valores de pH: 8,1, (representando o pH médio atual dos oceanos), 7,8 e 7,5 (esperados para os anos 2100 e 2300, respectivamente) alcançados a partir da injeção de CO2 no meio líquido. Para caracterização da degradação dos MPs, a formação de grupos funcionais contendo oxigênio foi avaliada pelo índice carbonila e índice hidroxila através da espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier. Com a calorimetria diferencial exploratória, avaliou-se o grau de cristalinidade e com a cromatografia de permeação em gel, a alteração no peso macromolecular dos MPs. Com o microscópio eletrônico de varredura foram obtidas imagens para análise da superfície das amostras. A partir dos resultados do presente estudo foi possível observar que o nível de oxidação dos MPs à base de PP e de EVA expostos ao pH 7,5 foi significativamente maior comparado aos outros pHs para o mesmo tipo de polímero. A porcentagem de fração cristalina foi significativamente maior nos MPs a base de PP expostos ao pH 7,5. Não houve diferença significativa de alterações nas propriedades estudadas entre as amostras de EPS. Os resultados permitiram inferir que a contínua acidificação dos oceanos poderá influenciar acelerando a fotodegradação de microplásticos, sendo essa contribuição dependente do tipo de polímero que os compõe.

     

    TEXTO COMPLETO:  Dissertao_Caroline_Balbela.pdf

  • Dissertação - Maurício Santos Andrade

    VARIABILIDADE ESPAÇO-TEMPORAL DOS PARÂMETROS DO SISTEMA CARBONATO NO ESTREITO DE BRANSFIELD, NORTE DA PENÍNSULA ANTÁRTICA

    Autor: Maurício Santos Andrade (Currículo Lattes)

    Resumo

    O estreito de Bransfield é um hotspot climático localizado ao norte da Península Antártica. Essa região é caracterizada como um ambiente de alta mistura de águas relativamente mais quentes do mar de Bellingshausen com águas densas de plataforma oriundas do mar de Weddell. Ainda, a camada profunda da bacia central do estreito (> 800 m) detém a capacidade de preservar assinaturas de alterações hidrográficas que estão ocorrendo na plataforma continental do noroeste do mar de Weddell. Dessa forma, essa dissertação visa avaliar as alterações de longo prazo da química do sistema carbonato no estreito de Bransfield. A configuração hidrográfica, caracterizada pela mistura entre a fração modificada da Água Profunda Circumpolar e da Água Densa de Plataforma (DSW), controla a variabilidade temporal do sistema carbonato. Ao longo das últimas três décadas (1996 – 2019), a bacia oeste apresentou tendências de redução de pH, na escala seawater – pHsws, que variaram de –0,003 a –0,017 unidades de pHsws ano–1, enquanto a saturação de carbonato de cálcio (Ω) apresentou tendência de –0,010 a –0,070 unidades de Ω ano–1 ao longo de toda a coluna de água. Essas tendências são mais intensas do que quaisquer outras estimativas reportadas para zonas costeiras e oceano aberto ao redor da Antártica. A bacia central foi caracterizada pelas altas contribuições de DSW, visto que a ventilação dos níveis profundos da bacia responde às altas concentrações de dióxido de carbono (CO2) dissolvido na água do mar antes desta deixar o contato com a atmosfera, ainda no mar de Weddell. Somado a esse processo, a camada profunda da bacia central apresentou ser afetada por decomposição de matéria orgânica, controlando a variabilidade do sistema carbonato. Com baixo grau de variabilidade interanual para todos os parâmetros da química do carbonato, a bacia leste provavelmente está associada com processos de mistura interna mais acentuados e/ou diferentes composições de águas-fontes. A alta contribuição de DSW para a bacia central do estreito de Bransfield pode conduzir a um mais rápido incremento de CO2 (ocasionado pelo aumento da concentração na atmosfera devido as ações antrópicas) e, assim, um mais rápido alcance do limite de saturação desse gás quando comparado à bacia oeste, que é influenciada principalmente por processos naturais. Portanto, o estreito de Bransfield atua como uma região sentinela de alterações biogeoquímicas ocorrendo no entorno do norte de Península Antártica, podendo assumir um papel importante na assimilação de mudanças temporais dos parâmetros do sistema carbonato ocorrendo no oceano Austral.

    TEXTO COMPLETO:  Dissertao_Final_Maurico_S_Andrade.pdf

  • Dissertação - Sheron Greice Medeiros Botelho

    CONSIDERAÇÕES PALEOBIOLÓGICAS E PALEOECOLÓGICAS DOS TUBARÕES FÓSSEIS DA PLANÍCIE COSTEIRA DO RIO GRANDE DO SUL (QUATERNÁRIO)

     Autora: Sheron Greice Medeiros Botelho (Currículo Lattes)

     Resumo

    Devido à baixa mineralização e fossilização dos elementos esqueletais cartilaginosos, o registro fossilífero de tubarões (Neoselachii) é dado principalmente por dentes fossilizados e outras partes duras. Fósseis de tubarões podem ocorrer ex situ em diversas praias do mundo e, geralmente, associado a cascalhos biodetríticos, incluindo a costa do estado do Rio Grande do Sul (Brasil). O presente estudo consistiu em um levantamento faunístico e paleobiológico de tubarões do Quaternário na região sul da planície costeira do Rio Grande do Sul. Baseado na identificação e descrição taxonômica de 3.611 dentes de tubarão e 26 centros vertebrais fossilizados coletados nas praias do Cassino e Hermenegildo, foram identificados um total de 13 taxa. Entre eles Carcharhinus leucas, Carcharhinus sp., Carcharias taurus, Carcharodon carcharias, Galeocerdo cuvier, Isurus oxyrinchus, Notorynchus cepedianus e Sphyrna sp. previamente conhecidos. E novas espécies e gêneros como Carcharhinus brachyurus, Carcharhinus longimanus, Galeorhinus galeus, Rhizoprionodon sp. e Squatina sp., sendo o primeiro registro fóssil destes taxa na região. Além disso, foram identificados a presença dos morfotipos Lamnoide e Carcharhinoide nos centros vertebrais fósseis, e esses morfotipos ocorreriam nas espécies e Ordens identificadas nos dentes fósseis. O estudo mostrou que os táxons fósseis identificados são similares aos atualmente encontrados ao longo da costa do Rio Grande do Sul. Entretanto, a presença das espécies raras como Carcharhinus leucas, Carcharodon carcharias e Galeocerdo cuvier, seriam uma evidência das oscilações climáticas que ocorreram durante o Quaternário. O presente estudo ampliou a ocorrência de espécies fósseis na costa do estado do Rio Grande do Sul e confirmou a ocorrência de populações de Carcharias taurus, Carcharodon carcharias, Carcharhinus sp. e Carcharhinus leucas durante o Quaternário.

    TEXTO COMPLETO: DISSERTAO_Sheron_Final.pdf

  • Tese - Lara Mesquita Pinheiro

    CONTAMINAÇÃO POR PLÁSTICOS EM AMBIENTE DE MARISMA E SUA INTERAÇÃO COM O PROCESSO DE BIOINCRUSTAÇÃO

     Autor: Lara Mesquita Pinheiro  (Currículo Lattes)

    Resumo

    A contaminação por resíduos sólidos é um problema global principalmente devido ao uso de itens plásticos, atualmente categorizados de acordo com seu tamanho em macroplásticos (MAP), mesoplásticos (MEP) e microplásticos (MIP). Seu exacerbado consumo e persistência ambiental vêm causando problemas nos mais diversos ecossistemas, incluindo estuários. Outra problemática associada aos resíduos sólidos é que estes vêm sendo utilizados como substratos para o processo de bioincrustação. Apesar de se saber bem como esse processo ocorrem em superfícies naturais, ainda pouco se sabe dessa relação com resíduos sólidos como os plásticos. A comunidade bioincrustante em plásticos vem sendo chamada de Plastisfera, sendo que estudos nessa temática são escassos em ambientes estuarinos como marismas. Assim, o presente estudo teve como objetivo caracterizar a contaminação por plásticos em uma marisma e avaliar a sua interação com o processo de bioincrustação. Para tal, foi escolhida a Marisma do Molhe Oeste, no Estuário da Lagoa dos Patos (ELP), que apresenta zonação bem definida pela vegetação e taxa de alagamento. As hipóteses testadas foram: (i) a Marisma do Molhe Oeste está contaminada por resíduos sólidos, predominantemente plásticos, com variação negativa de distribuição em relação à taxa de alagamento, e (ii) a bioincrustação na marisma é afetada por diferentes características dos resíduos sólidos e pela zonação. Os níveis de contaminação por resíduos sólidos atingiram 5,35 ± 6,02 itens m-2 (maioria plásticos), 8,89 ± 8,75 MIPs L-1 em água, 279,63 ± 410,12 MEPs e MIPs kg-1 de sedimento seco superficial, e 366,92 ± 975,18 MEPs e MIPs kg-1 de sedimento seco ao longo da coluna sedimentar. Quantidades significativamente maiores de resíduos foram vistas nas zonas mais secas da marisma do que em relação às zonas mais alagadas para MAPs, MEPs e MIPs, o que confirma a primeira hipótese. Isso pode ser explicado por uma combinação de fatores como anta entrada de material (principalmente de origem doméstica, de pesca ou portuária), o papel de aprisionamento da vegetação nessa zona, e a hidrodinâmica do ELP. Foram encontrados 13 grupos de macroorganismos associados aos resíduos sólidos, além de micro-organismos (bactérias, fungos e microalgas) em MEPs e MIPs. Os organismos demonstraram ocorrência variadas nas zonas da marisma e características do substrato, o que pode estar associado aos diferentes níveis de resistência a variações de disponibilidade de água e luz e à comunidade previamente estabelecida, sendo então a segunda hipótese confirmada. Futuros estudos temporais de monitoramento dessa contaminação e de investigação mais profunda da comunidade epiplástica (i.e. Plastisfera) são necessários para entender suas consequências para os ecossistemas de marismas.

     TEXTO COMPLETO:  Tese_Final_Lara.pdf

  • Tese - Cíntia de Albuquerque Wanderley Coelho

    SISTEMA CARBONATO E FLUXOS DE DIÓXIDO DE CARBONO NO ESTUÁRIO DA LAGOA DOS PATOS

    Autor: Cíntia de Albuquerque Wanderley Coelho

    Resumo

    Os estuários são considerados grandes fontes de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera, mesmo ocupando apenas 4% da plataforma continental global. Entretanto, a variação de desempenho que pode ocorrer entre a condição de sumidouro e fonte de CO2 nestes ambientes não está somente ligada a relação de sub ou supersaturação de CO2 dissolvido na água, mas também fortemente condicionada por fatores bióticos e abióticos. Desta forma, este estudo faz uma investigação inédita apresentando a primeira caracterização geral dos parâmetros do sistema carbonato, a determinação dos fluxos líquidos de CO2 na interface água-ar e a estimativa da origem das principais fontes de carbono no estuário da maior lagoa costeira estrangulada do mundo, a Lagos dos Patos. As águas superficiais da zona inferior do estuário da Lagoa dos Patos (ELP) foram consideradas alcalinas e supersaturadas em relação tanto à calcita quanto à aragonita. Os processos estuarinos predominantes que regeram as mudanças no sistema carbonato no baixo estuário foram a diluição e a concentração de sais, que são dependentes do complexo equilíbrio entre os fluxos de água doce e água salgada que alteram a salinidade da superfície, produzindo condições favoráveis para o desenvolvimento do fitoplanctôn e para a entrada de carbono continental. Os baixos valores encontrados da pressão parcial de CO2 na água (pCO2) refletiram nas condições de absorção de CO2 (verão/outono austral) e na emissão de CO2 (inverno/primavera austral) para a atmosfera. Esse balanço entre sumidouro e fonte foi modulado pela combinação da velocidade do vento, vazão de água doce, temperatura da água e correntes de saída/entrada, sendo a proliferação de fitoplâncton e a forte mistura vertical induzida pelo vento forçantes pontuais no ELP que resultaram nas trocas de CO2 altamente variáveis nas diferentes regiões. Ao contrário da maioria dos sistemas estuarinos, o ELP atuou, no geral, como um sumidouro líquido de –2 mmol m–2 d –1 de CO2 de durante o período investigado entre 2017 e 2021. A maior concentração estuarina de CO2, devido a produção autóctone, indicou a heterotrofia em águas estuarinas e concluiu-se que parte desse carbono produzido no estuário é exportado para o litoral, sendo evidenciado pela alta concentração de CO2 na foz do estuário. A variabilidade temporal dos parâmetros do sistema carbonato e dos fluxos líquidos de CO2 revelaram a complexidade da biogeoquímica na região de estudo e os desafios a serem enfrentados em futuras pesquisas, para se obter uma melhor compreensão da variabilidade do sistema carbonato e do entendimento das trocas regionais de CO2, elucidando o papel de grandes estuários e baías costeiras no balanço global de carbono.

    TEXTO COMPLETO: Tese_Coelho_Cintia.pdf

  • Tese - Lucas Rodrigues de Almeida

    Águas Intermediárias do Oceano Austral: Análise histórica e projeções

    Autor: Lucas Rodrigues de Almeida (Currículo Lattes)

    Resumo

    As massas de água denominadas Água Intermediária Antártica (AAIW) e Água Modal Subantártica (SAMW) são formadas em regiões específicas ao redor do oceano Austral pelo processo de subducção. A teoria prediz que, em decorrência da atuação intensa dos ventos de oeste, combinado com perda de flutuabilidade, essas águas afundam para abaixo da camada de mistura e ventilam as regiões subtropicais do hemisfério sul, levando consigo grandes quantidades de calor e gás carbônico, sendo um processo chave para o sistema climático global. Neste estudo, é investigado como os modelos do Projeto de Intercomparação de Modelos Acoplados (CMIP) estão representando estas massas de água, focando nos processos envolvidos na sua variabilidade temporal e também nas regiões onde estas águas são formadas no oceano Austral. Para isto foram analisados os transportes de volume das AAIW/SAMW em 30oS e os fluxos oceano atmosfera envolvidos neste processo (i.e., bombeamento de Ekman, fluxo de calor e de água doce), levando em conta tanto suas variações ao longo do tempo como suas distribuições espaciais. Foi encontrada uma alta variabilidade na intensidade dos transportes entre os modelos, sendo que a maioria superestima estes valores quando comparado com dados obtidos in situ. Através de uma correlação multivariada, foi demonstrado que as variabilidades destas massas de água são melhores explicadas utilizando os três fluxos em conjunto e os coeficientes resultantes destas análises são não-estacionários, variando ao longo do tempo, o que significa que eles inclusive alternam de dominância quando considerados em cenários climáticos futuros. Em relação às regiões de formação das massas de água, foi encontrada uma acurada performance dos modelos, considerando que na maioria destes elas se formam nas regiões apontadas em estudos observacionais: leste do setor Índico, Passagem de Drake e ao sul da África. E então, elas são exportadas para norte, principalmente pelas bordas dos três grandes oceanos, acompanhando a circulação dominante. Essas áreas não parecem mudar nos cenários futuros, apresentando apenas um pequeno decréscimo nos coeficientes das correlações multivariadas. Portanto, apesar de os modelos ainda apresentarem algumas carências nas representações das exportações das AAIW/SAMW, eles parecem formar estas massas de água nas regiões corretas e seguindo a relação com os fluxos oceano-atmosfera esperados. 

    Texto completo: Tese_LucasAlmeida-FINAL.pdf