IO - Doutorado em Oceanografia Física, Química e Geológica - (Teses)https://repositorio.furg.br/handle/1/31242024-03-29T00:14:07Z2024-03-29T00:14:07ZDistribuição Geoquímica do mercúrio nos sedimentos do estuário da Lagoa dos PatosQuintana, Guilherme Castro da Rosahttps://repositorio.furg.br/handle/1/104682022-03-22T01:50:10Z2020-01-01T00:00:00ZDistribuição Geoquímica do mercúrio nos sedimentos do estuário da Lagoa dos Patos
Quintana, Guilherme Castro da Rosa
O estuário da Lagoa dos Patos está sujeito a um regime hidrológico irregular e recebe
efluentes contaminados com mercúrio (Hg) da cidade de Rio Grande, localizada na zona
intertidal direita. A cobertura do solo de Rio Grande está severamente contaminada por
Hg (até 27 mg kg-1
) até o nível do lençol freático. A concentração de mercúrio dissolvido
nas águas subterrâneas foi 13 vezes maior do que a encontrada no ponto controle. Apesar
da identificação das fontes de Hg orinudas de Rio Grande para o estuário (cobertura do
solo e águas subterrâneas), não havia evidências claras da antiguidade da contaminação
por Hg em Rio Grande. Uma avaliação conjunta da distribuição de traçadores
geoquímicos (mercúrio, chumbo, cobre e urânio) nos sedimentos de uma enseada rasa
perto de Rio Grande e a consulta a documentos históricos nos permitiram descobrir que
a contaminação por Hg começou no período colonial no sul do Brasil (século dezoito). A
distribuição de mercúrio em sedimentos de áreas rasas ao longo do gradiente de salinidade
no estuário é controlada pelo teor de grãos finos e provavelmente pela formação de
sulfetos metálicos. A imobilização de Hg em sedimentos provavelmente ocorre através
da ligação ao revestimento de matéria orgânica em partículas de sedimentos de
granulometria fina, bem como pela incorporação e/ou co-precipitação com sulfeto de
ferro. A distribuição de mercúrio em sedimentos de marismas é principalmente controlada
pelo conteúdo de sedimentos de granulometria fina. A adsorção/incorporação de mercúrio
em sulfetos de ferro provavelmente é um processo de menor importância em sedimentos
de marismas devido à bioturbação causada principalmente por plantas e caranguejos.; The Patos Lagoon Estuary is subject to an irregular hydrological regime and receives
mercury (Hg) contaminated effluents from the city of Rio Grande, which is located on its
right intertidal zone. The soil cover of Rio Grande is severely contaminated by Hg (up to
27 mg kg-1
) down to the water table level. Dissolved mercury concentration in
groundwater was up to 13 times higher than that found in the background site. Despite
the identification of Hg sources from Rio Grande to the estuary (soil cover and
groundwater), there was no clear evidence of the antiquity of Hg contamination in Rio
Grande. A joint assessment of the distribution of geochemical tracers (mercury, lead,
copper and uranium) in the sediments of a shallow cove close to Rio Grande and the
consultation to historical documents allowed us to discover that Hg contamination started
in the colonial period in Southern Brazil (eighteenth century). The mercury distribution
in sediments from shallow areas along the salinity gradient in the estuary is controlled by
fine grain contents and probably by the formation of metal sulfide. Immobilization of Hg
in sediments probably occurs via binding to organic matter coating on fine grain sediment
particles, as well as by incorporation into and/or coprecipitation with iron sulfide.
Mercury distribution in salt marsh sediments is chiefly controlled by fine grain sediment
contents. The adsorption/incorporation of mercury into iron sulfide probably is a process
of minor importance in salt marsh sediments because of the bioturbation caused mainly
by burrow crabs and plants.
2020-01-01T00:00:00ZO efeito da morfologia dos molhes no transporte de ovos e larvas da corvina micropogonias furnieri no estuário da lagoa dos patosAntónio, Maria Helena Paulohttps://repositorio.furg.br/handle/1/104652022-10-25T17:33:47Z2020-01-01T00:00:00ZO efeito da morfologia dos molhes no transporte de ovos e larvas da corvina micropogonias furnieri no estuário da lagoa dos patos
António, Maria Helena Paulo
Os Molhes da Barra do Rio Grande, na desembocadura do estuário da Lagoa
dos Patos, sofreram recentemente modificações que aumentaram o seu
comprimento, tornando-os simétricos, mais afunilados e convergentes. Estudos tem
reportado que a construção ou modificação de infraestruturas costeiras afetam a
dinâmica da região, que por conseguinte pode influenciar o transporte e distribuição
de propriedades ou organismos no estuário. A corvina, Micropogonias furnieri, é um
peixe com ovos e larvas planctônicos e ciclo de vida estuarino-dependente que têm
importância econômica para a pesca regional. Nesta tese, eu estudo o efeito da
mudança nos Molhes da Barra no transporte de ovos e larvas da corvina para o
estuário da Lagoa dos Patos (ELP). O transporte foi simulado com o modelo
hidrodinâmico TELEMAC-3D acoplado a um módulo de partículas passivas. Duas
categorias de simulações foram feitas com características extremas de vazão e
situações controladas de ventos. A primeira, meramente hidrodinâmica, considerou
forçantes dinâmicas extremas de vazante características durante a ocorrência de
eventos ENOS (El Niño Oscilação Sul), para análise das mudanças hidrodinâmicas
ocorridas entre a antiga e a nova configuração dos Molhes da Barra. Posteriormente,
foram realizadas simulações controladas com ventos SW, S e SE com 5 (cinco) dias
de duração no mês de janeiro dos mesmos anos, acoplando partículas passivas à
componente hidrodinâmica. Os resultados demonstraram que as modificações feitas
nos Molhes da Barra reduziram a extensão da intrusão salina na nova configuração.
De forma similar, mudanças na estrutura da estratificação lateral, bem como o seu
tempo de ocorrência foi reduzido em cerca de um terço da antiga para a nova
configuração dos Molhes da Barra. Um atraso no início da estratificação lateral foi
observado em função do vento incidente, estabelecendo-se primeiro durante os
ventos SW, seguido dos ventos S e posteriormente o vento SE. Este atraso foi
sempre maior na nova configuração para os 3 ventos. Pequenas mudanças no
ângulo de incidência bem como redução em cerca de 20% da intensidade das
velocidades de corrente, tanto de enchente como de vazante, foram constatados,
assim como uma centralização parcial do fluxo ao longo do canal de navegação. As
mudanças hidrodinâmicas ocorridas refletiram sobre o transporte de ovos e larvas,
constatando-se uma redução da abundância e extensão da incursão para o interior
do estuário com a nova configuração dos Molhes da Barra. A redução também foi
percebida na distância média percorrida pelas larvas ao final de cada dia de
simulação. Os resultados do estudo são os primeiros a reportar as mudanças
ocorridas no transporte de ovos e larvas da corvina após as recentes obras de
modernização e servem de base para estudos posteriores associados a aspetos do
ciclo de vida da espécie. Associados a outros estudos já feitos na região, estes
resultados servem de base para a compreensão e tomada de medidas de gestão
para contornar o cenário de declínio dos estoques pesqueiros no estuário e região
costeira adjacente à Lagoa dos Patos; The Molhes da Barra jetties, at the mouth of Patos Lagoon estuary, have recently
undergone modifications that have increased their length, making them symmetrical,
more tapered and convergent. Studies have reported that construction or
modification of coastal structures affects the dynamics of regional circulation, which
can therefore influence the transport and distribution of properties and organisms in
the estuary. The croaker, Micropogonias furnieri, is an estuarine dependent fish with
planktonic eggs and larvae, which has economic importance for regional fisheries. In
this thesis, I study the influence of the changes in the Molhes da Barra jetties on the
transport of croaker eggs and larvae to the Patos Lagoon estuary (PLE). Transport
was simulated using the TELEMAC-3D hydrodynamic model coupled to a passive
particle module. Two categories of simulations were performed with extreme flow
characteristics and controlled wind situations. The first, purely hydrodynamic,
considered extreme run-off conditions characteristic of periods of ENSO events, to
analyze the differences between the old and the new configuration of the Molhes da
Barra jetties. Subsequently, controlled simulations with SW, S and SE winds lasting
5 (five) days in January of the same years were carried out, coupling passive
particles to the hydrodynamic component. Results showed that the modifications
made to the Molhes da Barra jetties reduced the extent of saline intrusion in the new
configuration. Similarly, changes in the structure of the lateral stratification, as well as
on its time of occurrence, were reduced by about one third in the new configuration of
the jetties. A delay in the beginning of lateral stratification was observed due to the
incident wind, establishing itself first during the SW winds, followed by the S winds
and then the SE wind. This delay was more evident in the new configuration. Slight
changes in the angle of incidence as well as a reduction of about 20% in the intensity
of the current speeds of both flood and ebb flows and a partial centralization of the
flow along the navigation channel were observed. The hydrodynamic changes
influenced the transport of eggs and larvae, with a reduction in the abundance and
extension of the incursion into the estuary with the new configuration of the jetties.
The reduction was also noticeable in the average distance traveled by the larvae at
the end of each day. Results of this study are the first to report the changes in the
transport of eggs and larvae of the croaker after the recent modernization works and
serve as a basis for further studies associated with respect to the species' life cycle.
Associated with other regional studies, these results can be used as a basis for
understanding and taking management measures to circumvent the scenario of
declining fishing stocks in the estuary and coastal region adjacent to Patos Lagoon
2020-01-01T00:00:00ZDistribuição de icebergs no oceano austral através de inteligência artificial: uma contribuição para o entendimento da sua influência na circulação e no climaBarbat, Mauro Medeiroshttps://repositorio.furg.br/handle/1/104602022-03-22T01:37:39Z2020-01-01T00:00:00ZDistribuição de icebergs no oceano austral através de inteligência artificial: uma contribuição para o entendimento da sua influência na circulação e no clima
Barbat, Mauro Medeiros
Icebergs são complexos e importantes elementos do ambiente polar. Corpos
de gelo de origem continental, estes são aptos a interagir com o ambiente no seu
entorno de distintas formas incluindo interações com o leito oceânico e margens
continentais, transporte de nutrientes e em decorrência da adição de água fria e doce
proveniente do derretimento, impactar a estrutura termohalina local. Embora de
similar magnitude com o derretimento basal das plataformas de gelo flutuantes, os
icebergs desempenham um papel ainda não inteiramente compreendido no balanço
de calor e água doce no ambiente Antártico. Em parte, devido à complexidade
operacional e tecnológica para monitoramento em grande escala no ambiente polar.
Neste sentido, esta tese apresenta (i) um novo método autônomo para
monitoramento e análise de icebergs em grande escala a partir de imagens de Radar
de Abertura Sintética (SAR) baseada em inteligência artificial; na sequência a
aplicação cientifica do método para (ii) investigar e documentar integralmente a
distribuição de icebergs na região costeira do continente Antártico, assim como, a
variabilidade interanual, relacionando com as principais regiões de ruptura de
icebergs e formação de água densa de fundo; por fim, (iii) apresenta e discute a
extensão método para o rastreamento automático de icebergs ao longo do tempo
assim como, sua aplicabilidade para monitorar potencial injeção de água doce
através de imagens SAR. Como resultados, o método provou-se altamente adaptável
sendo capaz de distinguir icebergs dos demais elementos presentes nas cenas
polares com acurácia média de 97,5 ± 0,6%. Como primeira aplicação científica,
documenta e investiga a evolução espacial da distribuição de tamanho (e massa) de
icebergs integralmente sobre a plataforma continental e região costeira Antártica para
os anos de 1997, 2000 e 2008. Por fim, apresenta e discute a capacidade e
aplicabilidade do método para rastreamento de icebergs em um estudo de caso no
mar de Weddell, Antártica. Ao todo, esta tese destaca a aplicabilidade de métodos
de inteligência artificial para o complexo problema de classificação de icebergs. Desta
forma, preenchendo uma lacuna entre esforços observacionais e de modelagem
numérica, que pode ser um passo essencial para futuros estudos acerca da
variabilidade espaço-temporal do aporte de água doce a partir do derretimento de
icebergs e seu possível impacto nas mudanças climáticas.; Icebergs are complex and important features of the polar environment. Bodies
of continental ice they are able to interact with their surroundings in numerous ways.
This includes interactions with the seabed and continental margins, transport of
nutrients and terrigenous material, as well as interactions by impacting the
thermohaline structure through cooling and freshwater input from melting icebergs.
Being of similar magnitude to ice shelf basal melting, icebergs plays an important and
not yet fully understood role in the heat and freshwater balance of the Antarctic
environment, this knowledge gap does not close due to the operational and
technological complexity associated with a reliable monitoring of icebergs in the polar
environment. In this sense, this thesis presents (i) a new autonomous method for
large-scale monitoring and analysis of icebergs from Synthetic Aperture Radar (SAR)
based on artificial intelligence; next steps are the scientific application of the
developed method in order to (ii) investigate and document the pan-Antarctic nearcoastal iceberg distribution and its variability between years and to relate it with the
main Antarctic calving fronts and bottom water formation sites; the final goal is (iii) to
present an extension of the detection method that allows to automatically track
icebergs over time and to observe their potential freshwater input via satellites. As
results, the method proved to be highly adaptable and capable of distinguishing
icebergs with a high average accuracy of 97.5 ± 0.6%. As a first scientific application,
it was possible to document and investigate the spatial evolution of the size distribution
(and mass) of pan-Antarctic icebergs on the continental shelf and in the near-coastal
region for the years of 1997, 2000 and 2008. Finally, this thesis presents and
discusses the tracking capabilities of the method proposed for a case study of the
Weddell Sea, Antarctica. The extended method allows no only to monitor drifting
icebergs but also their potential freshwater input over time automatically. Altogether,
this work sheds light on the applicability of novel artificial intelligence methods to the
complex iceberg classification problem. It bridges the gap between observational and
numerical modeling efforts, which could be an essential step for future studies of the
spatio-temporally changing freshwater input from Antarctic icebergs and thus climate
change.
2020-01-01T00:00:00ZMarcadores orgânicos na interface continente-oceano: história deposicional recente na plataforma continental brasileira entre 10ºS e 23ºSLobão, Marcio Martinshttps://repositorio.furg.br/handle/1/104592022-03-22T01:35:41Z2019-01-01T00:00:00ZMarcadores orgânicos na interface continente-oceano: história deposicional recente na plataforma continental brasileira entre 10ºS e 23ºS
Lobão, Marcio Martins
Os rios são receptores naturais de todo o tipo de substâncias advindas da atividadehumana, consistindo de uma importante via de transporte de materiais terrígenos para a zonacosteira. Apesar dos efeitos da diagênese sobre a matéria orgânica, os sedimentos depositadosna região da sua desembocadura, podem ser utilizados como ferramentas de registrogeoquímico, no intuito de determinar a história deposicional de uma dada bacia. Este estudoteve como objetivo investigar, por meio de marcadores orgânicos preservados em colunassedimentares, a transferência de material via interface continente-oceano nas zonas deinfluência dos rios Doce, de Contas e São Francisco, de modo a inferir as principais fontes decontribuição natural e antropogênica para essas regiões sob uma perspectiva histórica. O estudofoi desenvolvido com a avaliação de testemunhos obtidos na plataforma continental, associadosàs regiões das desembocaduras desses rios, comparados entre si e com um testemunho obtidona região de ocorrência da ressurgência do Cabo Frio, sem influência fluvial significativa. Aavaliação das amostras se deu por meio de abordagem multi-analítica, envolvendo a análise deisótopos estáveis de carbono e nitrogênio, carbono orgânico total, hidrocarbonetos (alifáticos earomáticos) e esteróides a fim de inferir a influência natural e antropogênica em cada região emescala decadal. Os resultados indicam que na região da foz do Rio Doce ocorre deposição ativa,obedecendo ao regime de chuvas na região da sua bacia, com aporte continental de materialnatural e antropogênico. Já os testemunhos obtidos nas regiões das desembocaduras dos rios deContas e São Francisco indicam a ocorrência de menores contribuições continentais, tanto emdecorrência do clima/tamanho da bacia quanto em decorrência de construções ao longo do leitodo rio, caso das barragens ao longo do Rio São Francisco, que determinam menor aporte dematerial terrígeno para a plataforma continental e, com isso, dificultam o estabelecimento decorrelação temporal com eventuais aportes antropogênicos em suas bacias. O testemunhoobtido na região do Cabo Frio, similarmente aos testemunhos obtidos das regiões dos rios deContas e São Francisco, não indicou a ocorrência de aportes antropogênicos significativos.Embora esse testemunho tenha sido obtido em uma área pouco favorável para a determinaçãode compostos orgânicos, foi possível identificar períodos de intrusão mais efetiva da ACASsobre a plataforma continental por meio das análises de n-alcanos e esteróides.; Rivers are natural receptors of all kinds of substances from human activity, consisting of animportant transport route of terrigenous materials to the coastal zone. Despite the effects ofdiagenesis on organic matter, the sediments deposited in the region of its mouth can be used astools of geochemical recording, in order to determine the depositional history of a given basin.The objective of this study was investigate, using organic markers preserved in sediment cores,the transfer of material through the continent-ocean interface in the zones influenced by Doce,Contas and São Francisco rivers, in order to infer the main sources of natural and anthropogenicinputs to these regions from a historical perspective. This study was carried out with theevaluation of cores recovered in the continental shelf, associated with each river mouth regions,compared with a core recovered from the Cabo Frio upwelling region, without any significantfluvial influence. Evaluation of the samples was done through a multi-analytical approach,involving the analysis of carbon and nitrogen stable isotopes, total organic carbon,hydrocarbons (aliphatic and aromatic) and steroids in order to infer the natural andanthropogenic influence in each region in a decadal scale. The results indicate that off the mouthof the Doce River occurs active sediment deposition, following the raining seasons in the regionof its basin, with continental input of natural and anthropogenic material. On the other hand,the evidence obtained in the regions off the mouths of Contas and São Francisco rivers indicatesthe occurrence of lower continental inputs, as a result of the climate/size of the basin as well asthe constructions along the river bed (case of the dams along São Francisco River), whichdetermine lower input of terrigenous material to the continental shelf and, therefore, make itdifficult to establish a temporal correlation with eventual anthropogenic contributions in itsbasins. The core obtained off Cabo Frio upwelling region, similarly with Contas and SãoFrancisco cores, didnt indicate occurrence of significant anthropogenic contributions.Although this core was obtained in an unfavorable area for organic compounds, it was possibleto identify periods of more effective SACW intrusions over continental shelf area, using nalkanesand steroids results.
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