Neste estudo investigou-se a variabilidade da Monção Sul-Americana (MSA) ao longo dos últimos 38ka, por meio de um registro em alta resolução de \'\'delta\' POT.18\'O baseado em três espeleotemas da caverna Shatuca, localizada no norte do Peru (~ 5ºS). O registro da caverna Shatuca é um dos primeiros registros paleoclimáticos da zona de altitude intermediária no flanco oriental dos Andes setentrionais (1960m). O registro isotópico da Shatuca compreende espeleotemas bem datados e de alta resolução que são usados para investigar a atividade da MSA no passado, em resposta tanto ao ciclo de precessão da insolação, como às mudanças na circulação oceânica, ocorridas durante o último período Glacial - Deglacial, as quais são definidas nos testemunhos marinhos e de gelo do Hemisfério Norte. Os registros de espeleotemas da caverna Shatuca, não mostram nenhum controle claro da insolação sobre a MSA nos Andes entre 38-11 ka AP, o que pode ser explicado por um controle predominante das condições de contorno glaciais sobre a MSA. Mudanças abruptas, entre períodos mais úmidos e mais secos da MSA, em escalas de tempo milenar, são observadas no registro de espeleotemas de Shatuca através de valores de \'\'delta\' POT.18\'O anormalmente baixos e altos, respectivamente. Estes eventos são interpretados como uma resposta aos eventos Heinrich (H) e Dansgaard-Oeschger (D-O) através de deslocamentos latitudinais da Zona de Convergência Intertropical (Intertropical Convergence Zone-ITCZ). No entanto, a intensidade da resposta a esses ciclos foi variável. Em particular, os episódios climáticos mais extremos foram aqueles relacionados aos eventos Heinrich 1 e 2. O período de ocorrência e a estrutura do evento Heinrich 1 (H1) são mais precisamente descritos nos espeleotemas da caverna Shatuca do que em registros anteriores dos Andes e da Bacia de Cariaco. O evento H1 é caracterizado por valores isotópicos baixos entre 18.0 e 14.7 ka AP, o que indica condições predominantemente úmidas; mas um pico, nunca antes registrado, de valores de \'\'delta\' POT.18\'O altos foi registrado em 16.2 ka AP. Este resultado é particularmente importante dado que a ITCZ poderia ter estado deslocada mais ao sul do que 5ºS. Além disso, a estrutura dos períodos do Bølling-Allerød (B/A) e Younger Dryas (YD) assemelha-se à dos testemunhos de gelo da Groenlândia. Durante o Holoceno, o clima da região da caverna Shatuca foi controlado pela insolação, consistente com outros registros de isótopos de diferentes altitudes nos Andes peruanos. O Holoceno Inferior é marcado pelo severo enfraquecimento da MSA na região da Shatuca, sendo seguido por uma tendência de aumento gradual das condições de umidade em direção ao Holoceno Superior, esta tendência climática, em longo prazo, ocorreu em união à tendência de aumento da insolação modulada pelo ciclo de precessão. Condições particularmente úmidas foram sentidas na região da caverna Shatuca após 5.0 ka AP. Várias mudanças abruptas ocorridas, em escalas de tempo centenárias e multidecenais, durante o Holoceno, são descritas pela primeira vez nos Andes. Durante o Holoceno Inferior, o caso mais extremo, é o registrado em 9.5 ka AP, mas outros eventos úmidos ocorreram também, tais como o registrado em 8.1 ka AP. Por outro lado, durante o Holoceno Médio, a comparação com outros registros andinos, na região afetada pela MSA, aponta para uma série de eventos abruptos que ocorreram entre 5.1 e 5.0 ka AP. Finalmente, um resultado importante do presente estudo é a semelhança observada, durante o Holoceno Superior, entre o registro da caverna Shatuca com o do lago Pallcacocha, situado no sul dos Andes equatorianos e amplamente utilizado como um proxy da frequência do fenômeno El Niño Oscilação Sul (El Niño Southern Oscillation -ENSO). O registro Shatuca não apresenta nenhuma evidência clara de ter sofrido algum controle climático influenciado por ENSO. Pelo contrário, propõe-se que ambos registros, o lago Pallcacocha e a caverna Shatuca, indicam um aumento da umidade entre 3.5 e 2.5 ka AP, resultado do controle da alta insolação de verão austral sobre a MSA, e de uma profunda reorganização do sistema climático ocorrido na borda oeste da MSA, entre terras altas e intermediárias dos Andes. / this study, we investigated the South American Summer Monsoon (SASM) variability through the last 38 ky with a high-resolution \'\'delta\' POT.18\'O record based on three speleothems from Shatuca cave, located in northern Peru (~ 5ºS). The Shatuca cave record is one of the first paleoclimate records from mid-altitude (1960m) sites in the northeastern Andean slopes. The Shatuca isotope record comprises well-dated and high-resolution speleothems that were used to investigate the past activity of SASM, in response to both insolation precession cycle and changes in oceanic circulation during the last Glacial-Deglacial period, defined in ice cores and marine core records from the northern Hemisphere. The speleothem records from Shatuca cave show no clear insolation control over the SASM between 38-11 ky BP, which could be explained by a prevailing control of the glacial boundary conditions over SASM. Abrupt millennial shifts between wetter and drier monsoon phases are observed in Shatuca speleothem record based on abnormally low and high values of \'\'delta\' POT.18\'O, respectively. These events are interpreted as a response to Heinrich (H) and Dansgaard-Oeschger (D-O) events through latitudinal displacements in the Intertropical Convergence Zone (ITCZ). However, the response intensity to these events was variable. In particular, the most extreme climate episodes were those related to the Heinrich events 1 and 2. The structure and timing of the Heinrich event 1 (H1) event are more precisely described in Shatuca speleothems than in previous records from Andes and Cariaco Basin. The H1 event is characterized by low ?18O values from 18.0 to 14.7 ky BP, indicative of predominantly wet conditions; but a peak, never reported before, of high \'\'delta\' POT.18\'O values is recorded at 16.2 ky BP. This result is of particular importance given that the ITCZ was probably displaced even more to the south than 5ºS. In addition, the structure of the Bølling-Allerød (B/A) and Younger Dryas (YD) periods resembles that of the Greenland ice cores. Insolation control on climate at Shatuca site is evident during the Holocene, which is consistent with other Andean isotope records from different altitudes in the Peruvian Andes. The early Holocene is marked by a extremely weak SASM activity over Shatuca area, that is followed by a gradual increasing trend toward wetter conditions at the late Holocene period, this long term climate trend occurred in union with increasing insolation trend modulated by the precession cycle. Particularly wet conditions were felt in Shatuca site after 5.0 ky BP. During the Holocene, several abrupt multidecadal to centennial events are for the first time described in Andes. During the early Holocene, the most extreme event is the one logged at 9.5 ky BP, however other wet events occurred, such as the one logged at 8.1 ky BP. On the other side, during the mid Holocene, the comparison with other Andean records affected by the SASM, points out to a striking series of events that occurred between 5.1 and 5.0 ky BP. Finally, one important result from the present study is the similarity observed during the late Holocene between Shatuca cave and the Pallcacocha lake record in southern Equadorian Andes, a record that has been widely used as a proxy for El Niño Southern Oscillation (ENSO) frequency during Holocene. Shatuca record presents no clear evidence for climate control by ENSO. On the contrary, it is proposed that the increase in moisture logged between 3.5 and 2.5 ky BP, in both Pallcacocha lake and Shatuca cave records, resulted from high austral insolation control over the SASM and a major reorganization of the climatic system in the western border of the SASM at mid- to high altitudes of the Andes.

Neste estudo investigou-se a variabilidade da Monção Sul-Americana (MSA) ao longo dos últimos 38ka, por meio de um registro em alta resolução de \'\'delta\' POT.18\'O baseado em três espeleotemas da caverna Shatuca, localizada no norte do Peru (~ 5ºS). O registro da caverna Shatuca é um dos primeiros registros paleoclimáticos da zona de altitude intermediária no flanco oriental dos Andes setentrionais (1960m). O registro isotópico da Shatuca compreende espeleotemas bem datados e de alta resolução que são usados para investigar a atividade da MSA no passado, em resposta tanto ao ciclo de precessão da insolação, como às mudanças na circulação oceânica, ocorridas durante o último período Glacial - Deglacial, as quais são definidas nos testemunhos marinhos e de gelo do Hemisfério Norte. Os registros de espeleotemas da caverna Shatuca, não mostram nenhum controle claro da insolação sobre a MSA nos Andes entre 38-11 ka AP, o que pode ser explicado por um controle predominante das condições de contorno glaciais sobre a MSA. Mudanças abruptas, entre períodos mais úmidos e mais secos da MSA, em escalas de tempo milenar, são observadas no registro de espeleotemas de Shatuca através de valores de \'\'delta\' POT.18\'O anormalmente baixos e altos, respectivamente. Estes eventos são interpretados como uma resposta aos eventos Heinrich (H) e Dansgaard-Oeschger (D-O) através de deslocamentos latitudinais da Zona de Convergência Intertropical (Intertropical Convergence Zone-ITCZ). No entanto, a intensidade da resposta a esses ciclos foi variável. Em particular, os episódios climáticos mais extremos foram aqueles relacionados aos eventos Heinrich 1 e 2. O período de ocorrência e a estrutura do evento Heinrich 1 (H1) são mais precisamente descritos nos espeleotemas da caverna Shatuca do que em registros anteriores dos Andes e da Bacia de Cariaco. O evento H1 é caracterizado por valores isotópicos baixos entre 18.0 e 14.7 ka AP, o que indica condições predominantemente úmidas; mas um pico, nunca antes registrado, de valores de \'\'delta\' POT.18\'O altos foi registrado em 16.2 ka AP. Este resultado é particularmente importante dado que a ITCZ poderia ter estado deslocada mais ao sul do que 5ºS. Além disso, a estrutura dos períodos do Bølling-Allerød (B/A) e Younger Dryas (YD) assemelha-se à dos testemunhos de gelo da Groenlândia. Durante o Holoceno, o clima da região da caverna Shatuca foi controlado pela insolação, consistente com outros registros de isótopos de diferentes altitudes nos Andes peruanos. O Holoceno Inferior é marcado pelo severo enfraquecimento da MSA na região da Shatuca, sendo seguido por uma tendência de aumento gradual das condições de umidade em direção ao Holoceno Superior, esta tendência climática, em longo prazo, ocorreu em união à tendência de aumento da insolação modulada pelo ciclo de precessão. Condições particularmente úmidas foram sentidas na região da caverna Shatuca após 5.0 ka AP. Várias mudanças abruptas ocorridas, em escalas de tempo centenárias e multidecenais, durante o Holoceno, são descritas pela primeira vez nos Andes. Durante o Holoceno Inferior, o caso mais extremo, é o registrado em 9.5 ka AP, mas outros eventos úmidos ocorreram também, tais como o registrado em 8.1 ka AP. Por outro lado, durante o Holoceno Médio, a comparação com outros registros andinos, na região afetada pela MSA, aponta para uma série de eventos abruptos que ocorreram entre 5.1 e 5.0 ka AP. Finalmente, um resultado importante do presente estudo é a semelhança observada, durante o Holoceno Superior, entre o registro da caverna Shatuca com o do lago Pallcacocha, situado no sul dos Andes equatorianos e amplamente utilizado como um proxy da frequência do fenômeno El Niño Oscilação Sul (El Niño Southern Oscillation -ENSO). O registro Shatuca não apresenta nenhuma evidência clara de ter sofrido algum controle climático influenciado por ENSO. Pelo contrário, propõe-se que ambos registros, o lago Pallcacocha e a caverna Shatuca, indicam um aumento da umidade entre 3.5 e 2.5 ka AP, resultado do controle da alta insolação de verão austral sobre a MSA, e de uma profunda reorganização do sistema climático ocorrido na borda oeste da MSA, entre terras altas e intermediárias dos Andes. / this study, we investigated the South American Summer Monsoon (SASM) variability through the last 38 ky with a high-resolution \'\'delta\' POT.18\'O record based on three speleothems from Shatuca cave, located in northern Peru (~ 5ºS). The Shatuca cave record is one of the first paleoclimate records from mid-altitude (1960m) sites in the northeastern Andean slopes. The Shatuca isotope record comprises well-dated and high-resolution speleothems that were used to investigate the past activity of SASM, in response to both insolation precession cycle and changes in oceanic circulation during the last Glacial-Deglacial period, defined in ice cores and marine core records from the northern Hemisphere. The speleothem records from Shatuca cave show no clear insolation control over the SASM between 38-11 ky BP, which could be explained by a prevailing control of the glacial boundary conditions over SASM. Abrupt millennial shifts between wetter and drier monsoon phases are observed in Shatuca speleothem record based on abnormally low and high values of \'\'delta\' POT.18\'O, respectively. These events are interpreted as a response to Heinrich (H) and Dansgaard-Oeschger (D-O) events through latitudinal displacements in the Intertropical Convergence Zone (ITCZ). However, the response intensity to these events was variable. In particular, the most extreme climate episodes were those related to the Heinrich events 1 and 2. The structure and timing of the Heinrich event 1 (H1) event are more precisely described in Shatuca speleothems than in previous records from Andes and Cariaco Basin. The H1 event is characterized by low ?18O values from 18.0 to 14.7 ky BP, indicative of predominantly wet conditions; but a peak, never reported before, of high \'\'delta\' POT.18\'O values is recorded at 16.2 ky BP. This result is of particular importance given that the ITCZ was probably displaced even more to the south than 5ºS. In addition, the structure of the Bølling-Allerød (B/A) and Younger Dryas (YD) periods resembles that of the Greenland ice cores. Insolation control on climate at Shatuca site is evident during the Holocene, which is consistent with other Andean isotope records from different altitudes in the Peruvian Andes. The early Holocene is marked by a extremely weak SASM activity over Shatuca area, that is followed by a gradual increasing trend toward wetter conditions at the late Holocene period, this long term climate trend occurred in union with increasing insolation trend modulated by the precession cycle. Particularly wet conditions were felt in Shatuca site after 5.0 ky BP. During the Holocene, several abrupt multidecadal to centennial events are for the first time described in Andes. During the early Holocene, the most extreme event is the one logged at 9.5 ky BP, however other wet events occurred, such as the one logged at 8.1 ky BP. On the other side, during the mid Holocene, the comparison with other Andean records affected by the SASM, points out to a striking series of events that occurred between 5.1 and 5.0 ky BP. Finally, one important result from the present study is the similarity observed during the late Holocene between Shatuca cave and the Pallcacocha lake record in southern Equadorian Andes, a record that has been widely used as a proxy for El Niño Southern Oscillation (ENSO) frequency during Holocene. Shatuca record presents no clear evidence for climate control by ENSO. On the contrary, it is proposed that the increase in moisture logged between 3.5 and 2.5 ky BP, in both Pallcacocha lake and Shatuca cave records, resulted from high austral insolation control over the SASM and a major reorganization of the climatic system in the western border of the SASM at mid- to high altitudes of the Andes.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-04-03T16:44:03Z No. of bitstreams: 1 THIAGO ANDRADE DE SOUSA .pdf: 5768772 bytes, checksum: b3c4e1c52ed521e2c3772627711af6fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T16:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THIAGO ANDRADE DE SOUSA .pdf: 5768772 bytes, checksum: b3c4e1c52ed521e2c3772627711af6fa (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / Os sedimentos continentais depositados no fundo oceânico estão condicionados, majoritariamente, a evolução do clima, ao substrato geológico e ao tipo de transporte, sendo o transporte fluvial o de maior magnitude. Uma vez depositado, os sedimentos tornam-se registros do passado e carregam informações sob a forma de assinatura geoquímica. Os Elementos Terras Raras (ETR) apresentam um comportamento coerente ao longo de uma coluna sedimentar tornando-os útil nos estudos de proveniência sedimentar. Razões entre elementos maiores (Fe/Ca, por exemplo) são descritos na literatura como indicadores de reconstrução do aporto terrígeno. A geoquímica dos ETR e elementos maiores são determinados neste trabalho para o entendimento da dinâmica paleoclimática sobre o aporte e proveniência dos sedimentos da margem leste (Bacia de Santos) do Brasil, e as anomalias do Ce e Eu, confrontando técnicas analíticas distintas (ICP-MS e XRF core scanner) nos principais eventos abruptos (Younger Dryas e Heinrich events) ao longo dos últimos 45.000 anos. Igualmente é discutido a proveniência do material sedimentar por meio de razões entre Elementos Terras Raras leve (ETRL) e Elementos Terras Raras pesado (ETRP) comparando possíveis fontes disponíveis na literatura. O padrão de distribuição indica enriquecimento em ETRM sobre ETRL e ETRP em todos os eventos. Isso significa que a proveniência deste material, provavelmente, deve-se a uma única fonte. As concentrações dos ETRL são sempre maiores que ETRM e ETRP. Esse padrão é outro indicativo de fonte única do material sedimentar. O somatório das concentrações dos ETR durante o MIS 2 é sempre maior do que o MIS 1. O comportamento dos ETR durante os eventos Heinrich são bem similares. A média das concentrações dos ETR nestes eventos são superiores aos encontrados no MIS 1 – Interglacial. As análises das razões Fe/Ca e Ti/Ca pelas duas técnicas mostram-se coerentes e indicam maiores durante o MIS 2. Isto é devido ao aumento de chuvas na região (intensificação do SMAS), nível do mar regressivo (plataforma continental exposta) e por efeitos de diluição do carbonato marinho estimulada pela entrada de matéria orgânica. As razões Al/Si e Fe/K apresentam sinais distintos ao longo do testemunho deste estudo. O aumento de Si durante o MIS 2, em relação aos outros períodos, indica que o glacial foi menos úmido que o interglacial. O aumento de K dentro dos eventos Heinrich indica mudança no padrão de intemperismo continental devido aos episódios de chuvas e aumento no intemperismo químico nas bacias de drenagens. A anomalia do Ce é negativa em todos os períodos e indica condições oxidantes no ambiente deposicional ou oriundas de uma porção detrítica continental. A anomalia do Eu é ligeiramente positiva para todos os períodos. Isto é um indicativo de assimilação ou acúmulo de feldspato. Dados de cinco possíveis fontes para a proveniência do material foram extraídos da literatura. Os sedimentos de Cabo Frio apresentam fracionamento entre ETRL e ETRP próximos aos dados deste estudo. Entretanto, para a razão (Eu/Sm) observa-se boa correlação com fontes vindas da Patagônia e do Rio da Prata. Alguns autores apontam a pluma do Rio da Prata na contribuição sedimentar na região da Bacia de Santos. / The continental sediments deposited in the ocean floor are conditioned, mainly, to the evolution of the climate, the geological substrate and the type of transport, being the fluvial transport of the greater magnitude. Once deposited, the sediments become records of the past and carry information in a form of geochemical signature. Rare Earth Elements (REE) present a coercive behavior along a sedimentary column making them useful for studies of sedimentary origin. Ratios for larger elements (Fe/Ca, for example) are indicators of the reconstruction of the terrigenous port. The geochemistry of the ETR and major elements are determined in this work to understand the paleoclimatic dynamics on the contribution and provenance of the sediments of the eastern margin (Santos Basin) of Brazil, and the anomalies of the Ce and Eu, confronting different analytical techniques (ICP- MS and XRF core scanner) in the main abrupt events (Younger Dryas and Heinrich events) over the last 45,000 years. The origin of the sedimentary material is also discussed by means of ratios between Light Rare Earth Elements (LREE) and Heavy Rare Earth Elements (HREE) comparing possible sources available in the literature. The distribution pattern indicates MREE enrichment over LREE and HREE in all events. This means that the origin of this material, probably, is related to a single source. LREE concentrations are always higher than MREE and HREE. This pattern is another indicative of a single source of sedimentary material. The sum of REE concentrations during MIS 2 is always greater than MIS 1. The behavior of REE during Heinrich events is very similar. The mean REE concentrations in these events are higher than those found in MIS 1 - Interglacial. The analyses of Fe/Ca and Ti/Ca ratios are stronger than those observed during the investigation period (MIS) due to the regressive margin level (continental shelf exposed), and the effects of dilution of the marine carbonate stimulated by imput of organic matter. The Al/Si and Fe/K ratios show distinct signals over time during this study. The increase of Si during MIS 2, in relation to the other periods, indicates that the glacial was less humid than the interglacial. The increase of K within the Heinrich events indicates a change in the continental weather pattern due to rainfall episodes and increase in chemical weathering in the drainage basins. The Ce anomaly is negative at all periods and indicates oxidizing conditions in the depositional environment or from a continental detrital portion. The Eu anomaly is slightly positive for all periods. This is an indicative of assimilation or accumulation of feldspar. Data from five possible sources for a sample of the material was extracted from the literature. The Cabo Frio sediments show the fractionation between LREE and HREE. However, for a (Eu / Sm) ratio a good correlation is observed with sources coming from Patagonia and Rio de la Plata. Some authors point out a region of the River Plate and a sedimentary region in the region of the Santos Basin.