Este trabalho investiga a dinâmica de retração frontal de duas geleiras de maré, Drummond (66°40'S, 65°43'O) e Widdowson (66°43'S, 65°46'O), na costa ocidental da Península Antártica. O estudo usou fotografias aéreas e imagens satelitais LANDSAT (a partir de 1986) para determinar a variação de área dessas geleiras no período 1957–2015 e analisar a sensibilidade às recentes mudanças ambientais na Península Antártica. O modelo digital de elevação AsterGDEM2 foi usado para caracterizar a morfologia e morfometria da bacia de drenagem dessas massas de gelo. A análise estatística dos dados de temperatura média anual da Estação Vernadsky (65°14’ S, 64°15’ O) mostra tendência ao aquecimento atmosférico no período 1950–2015 (0,047°C ano-1) nesta parte da Península Antártica ocidental. As frentes das duas geleiras retraíram ao longo dos últimos 68 anos, no entanto a geleira Widdowson apresentou uma perda maior (36,03 km2, ou 16,81% da área original) e uma linha de neve mais elevada (200 m a.n.m. em 2016) do que a geleira Drummond (18,84 km2, ou 4,26% da área original; linha de neve a 100 m a.n.m. em 2016) no período. Essa diferença na retração da duas geleiras, lado a lado e com a mesma orientação de fluxo do gelo, são atribuídas as diferentes declividades da superfície e proporção da área de acumulação sobre a área total. A geleira de menor área, Widdowson, somente atingiu um ponto de estabilização (apoiada ao embasamento rochoso lateral) em 2001, enquanto a frente da Drummond estabilizou-se em 1974. Além disso, a geleira Widdowson é mais íngreme no setor frontal, o que pode ter influenciado na taxa de desprendimento de icebergs e gerado um deslizamento basal mais eficiente, aumentando a velocidade de fluxo do gelo e, por consequência, aumentando as taxas de retração. Esses resultados condizem com estudos para outras geleiras de descarga com frentes flutuantes na Península Antártica, as quais são mais sensíveis às mudanças climáticas. A dinâmica dessas geleiras também é influenciada por mudanças nas forçantes oceânicas, taxas de precipitação, derretimento superficial e morfologias diferentes do embasamento rochoso; esses pontos devem ser tratados em trabalhos futuros. Como subproduto desta investigação, foi gerado um banco de dados em SIG para a continuidade do monitoramento das duas geleiras. / This work investigates the ice front retreat dynamics of two tidewater glaciers, Drummond (66°40'S, 65°43'W) and Widdowson (66°43'S, 65°46'W), on the western coast of the Antarctic Peninsula, associated with environmental changes in the last six decades. The study uses aerial photographs and LANDSAT satellite images (from 1986 onwards) to determine these glaciers area variations in the period 1957–2015 and to analyze their sensitivity to recent environmental changes in the Antarctic Peninsula. The digital elevation model ASTERDEM2 was edited by a routine to characterize the morphology and the morphometry of the drainage basins of these ice masses. The statistical analysis of the updated mean annual temperature data from the Faraday/Vernadsky station (65°14’ S, 64°15’ W) shows a trend towards regional atmospheric warming in the period 1950–2015 (0.047°C year-1) in this part of the West Antarctic Peninsula. The ice fronts of these two glaciers have retreated for the last 68 years, however, the Widdowson Glacier had a more significant loss (36.03 km² or 16.81% of the original area) and a higher snow line elevation (200 m a.s.l. in 2016) than the Drummond Glacier (18.84 km2, or 4.26% of the original area; snow line at 90 m a.s.l. in 2016) in the period. This retreat difference of the two glaciers, side by side and with the same ice flow orientation is attributed to different surface slopes and accumulation area proportion over the total area. The smaller area glacier, Widdowson, has shown to be more sensitive to environmental changes and only reached a stabilization point (supported to the lateral bedrock) in 2001, while the Drummond front stabilized in 1974. In addition, the Widdowson glacier is steeper in the frontal sector, which may have influenced on the calving rate and generate a more efficient basal slip, increasing the ice flow rate and, consequently, increasing the retraction rate. These results are consistent with studies for other floating outlet glaciers with calving in the Antarctic Peninsula, which are more sensitive to climate change. The dynamics of these glaciers is also influenced by changes in ocean forcing, precipitation rates, surface melting and bedrock morphology; these points should be investigated in future works. As a by-product of this research, a GIS database wasgenerated for a continuous monitoring of the two glaciers.

Este trabalho investiga a dinâmica de retração frontal de duas geleiras de maré, Drummond (66°40'S, 65°43'O) e Widdowson (66°43'S, 65°46'O), na costa ocidental da Península Antártica. O estudo usou fotografias aéreas e imagens satelitais LANDSAT (a partir de 1986) para determinar a variação de área dessas geleiras no período 1957–2015 e analisar a sensibilidade às recentes mudanças ambientais na Península Antártica. O modelo digital de elevação AsterGDEM2 foi usado para caracterizar a morfologia e morfometria da bacia de drenagem dessas massas de gelo. A análise estatística dos dados de temperatura média anual da Estação Vernadsky (65°14’ S, 64°15’ O) mostra tendência ao aquecimento atmosférico no período 1950–2015 (0,047°C ano-1) nesta parte da Península Antártica ocidental. As frentes das duas geleiras retraíram ao longo dos últimos 68 anos, no entanto a geleira Widdowson apresentou uma perda maior (36,03 km2, ou 16,81% da área original) e uma linha de neve mais elevada (200 m a.n.m. em 2016) do que a geleira Drummond (18,84 km2, ou 4,26% da área original; linha de neve a 100 m a.n.m. em 2016) no período. Essa diferença na retração da duas geleiras, lado a lado e com a mesma orientação de fluxo do gelo, são atribuídas as diferentes declividades da superfície e proporção da área de acumulação sobre a área total. A geleira de menor área, Widdowson, somente atingiu um ponto de estabilização (apoiada ao embasamento rochoso lateral) em 2001, enquanto a frente da Drummond estabilizou-se em 1974. Além disso, a geleira Widdowson é mais íngreme no setor frontal, o que pode ter influenciado na taxa de desprendimento de icebergs e gerado um deslizamento basal mais eficiente, aumentando a velocidade de fluxo do gelo e, por consequência, aumentando as taxas de retração. Esses resultados condizem com estudos para outras geleiras de descarga com frentes flutuantes na Península Antártica, as quais são mais sensíveis às mudanças climáticas. A dinâmica dessas geleiras também é influenciada por mudanças nas forçantes oceânicas, taxas de precipitação, derretimento superficial e morfologias diferentes do embasamento rochoso; esses pontos devem ser tratados em trabalhos futuros. Como subproduto desta investigação, foi gerado um banco de dados em SIG para a continuidade do monitoramento das duas geleiras. / This work investigates the ice front retreat dynamics of two tidewater glaciers, Drummond (66°40'S, 65°43'W) and Widdowson (66°43'S, 65°46'W), on the western coast of the Antarctic Peninsula, associated with environmental changes in the last six decades. The study uses aerial photographs and LANDSAT satellite images (from 1986 onwards) to determine these glaciers area variations in the period 1957–2015 and to analyze their sensitivity to recent environmental changes in the Antarctic Peninsula. The digital elevation model ASTERDEM2 was edited by a routine to characterize the morphology and the morphometry of the drainage basins of these ice masses. The statistical analysis of the updated mean annual temperature data from the Faraday/Vernadsky station (65°14’ S, 64°15’ W) shows a trend towards regional atmospheric warming in the period 1950–2015 (0.047°C year-1) in this part of the West Antarctic Peninsula. The ice fronts of these two glaciers have retreated for the last 68 years, however, the Widdowson Glacier had a more significant loss (36.03 km² or 16.81% of the original area) and a higher snow line elevation (200 m a.s.l. in 2016) than the Drummond Glacier (18.84 km2, or 4.26% of the original area; snow line at 90 m a.s.l. in 2016) in the period. This retreat difference of the two glaciers, side by side and with the same ice flow orientation is attributed to different surface slopes and accumulation area proportion over the total area. The smaller area glacier, Widdowson, has shown to be more sensitive to environmental changes and only reached a stabilization point (supported to the lateral bedrock) in 2001, while the Drummond front stabilized in 1974. In addition, the Widdowson glacier is steeper in the frontal sector, which may have influenced on the calving rate and generate a more efficient basal slip, increasing the ice flow rate and, consequently, increasing the retraction rate. These results are consistent with studies for other floating outlet glaciers with calving in the Antarctic Peninsula, which are more sensitive to climate change. The dynamics of these glaciers is also influenced by changes in ocean forcing, precipitation rates, surface melting and bedrock morphology; these points should be investigated in future works. As a by-product of this research, a GIS database wasgenerated for a continuous monitoring of the two glaciers.

A desintegração da plataforma de gelo da enseada Larsen A, em 1995, possibilitou uma oportunidade para estudar a comunidade bêntica da região. Foram analisadas a densidade da macrofauna e a densidade e biomassa da meiofauna. Duas estações na região de mar aberto, no Mar de Weddell, também foram coletadas, para comparações entre diferentes ambientes. Parâmetros ambientais também foram analisados, e serviram para tentar explicar a variação da fauna bêntica. Na região do Mar de Weddell as porcentagens de matéria orgânica foram maiores que na enseada Larsen A, provavelmente um reflexo da maior produtividade primária da área, enquanto as porcentagens de carbonato foram mais altas na enseada do que em mar aberto. A granulometria variou entre silte arenoso a areia síltica, sendo as estações no Mar de Weddell tiveram maiores porcentagens de areia. Em relação à fauna, Nematoda foi o táxon mais abundante, seguido por Copepoda e Nauplii dentro da meiofauna, enquanto Bivalvia e Polychaeta foram os mais abundantes dentro da macrofauna. As maiores densidades de meio- e macrofauna foram encontradas nas estações de mar aberto, e apresentaram correlação com as concentrações de pigmentos. A biomassa total dos nemátodes se correlacionou à biomassa individual do grupo, enquanto a biomassa dos copépodes se correlacionou com a densidade do grupo. Através dos resultados obtidos no presente trabalho foi possível observar que as comunidades bênticas das duas regiões estudadas diferem entre si, em termos de densidade e número de grandes grupos encontrados. E que a disponibilidade de alimento é o principal fator estruturados da fauna na região. / The collapse of the Larsen A ice shelf, in 1995, allowed an opportunity to study the benthic community in the region. The density of macrofauna and the density and biomass of meiofauna were analyzed. Two open water stations in the Weddell Sea were also collected for comparisons between different environments. Environmental parameters were analyzed to look for possible relations with benthic fauna distribution, abundance and biomass. In the Weddell Sea region the percentage of organic matter were higher than in the Larsen A, which was probably a reflection of the higher primary productivity of the area, while the carbonate percentages were higher in the bay than in open water. Particle size ranged from sandy silt to siltic sand, with Weddell Sea stations presenting higher sand content. Nematoda was the most abundant meiofauna taxon, followed by copepods and Nauplii, while Bivalvia and Polychaeta were the most abundant macrofauna. The highest densities of meio- and macrofauna were found in the open sea stations, and were correlated with pigment concentrations. The total nematode biomass was correlated with nematode individual biomass of the group, while copepod biomass correlated with its density. We observed that the benthic communities differed between studied areas in terms of density and taxon richness. Food availability appears to be the main factor structuring fauna in the region.

Volcanism is the cause of great non-anthropogenic perturbations on the Earth climate through energy imbalance changes. There is still much to be uncovered relative to its impacts on the Southern Hemisphere, even more with respect to the Southern Ocean. The South Atlantic and its Southern Ocean sector response to volcanism are examined using simulation results from the Last Millennium Ensemble Experiment of the Community Earth System Model (CESM-LME), for the period 850-2005. Composite results point to significant changes in sea surface temperature and salinity in the first austral summer following the eruption. North of 60S, there is ocean cooling, as expected because of the higher albedo related to the volcanic forcing. In contrast, near the Antarctic Peninsula in the Weddell Sea, a local warming of ∼ 0.8ºC is observed (significant at the 90% level). Salinity shows positive anomaly (∼0.1) at the northern region off Antarctic Peninsula from the first year after the eruption to the fourth subsequent year. Oceanic surface anomalies weaken after the fifth subsequent year, however it is still present in deeper layers (∼500m). At the same time, wind stress changes are evident, results show a poleward shift (∼2º), strengthening (∼10%) of the prevailing westerlies and the reversal in direction of the meridional wind stress component in the northern Antarctic Peninsula. As consequence, there is intensification of the Antarctic Circumpolar Current southern extension. Together with the stronger westerlies, the mixing in the northern Antarctic Peninsula is enhanced, bringing up warmer subsurface waters, therefore explaining the anomalous surface warming after the eruption. The 1991 Mt. Pinatubo eruption response is also investigated. CESM-LME, observations and reanalysis have shown similar behavior, however for the second subsequent year, thus suggesting the occurrence of the same mechanism identified after Last Millennium eruptions. / Vulcanismo é uma das maiores causas naturais de mudanças no clima. Poucos estudos tiveram foco no seu impacto no hemisfério sul, principalmente no Oceano Austral. Desta forma, o impacto de erupções vulcânicas é investigado no Oceano Atlântico Sul incluindo o seu setor austral, em resultados do modelo CESM-LME (Community Earth System Model Last Millennium Ensemble) entre 850 e 2005. Os resultados utilizando composições mostram mudanças significativas na temperatura e salinidade da superfície do oceano no primeiro verão austral depois da erupção. Ao norte de 60S, há uma anomalia negativa de ∼ -0.8ºC na temperatura em superfície, devido ao maior albedo após a erupção. No entanto, próximo à Península Antártica no Mar de Weddell, é visto uma anomalia positiva de ∼0.8ºC (significativa a 90%). A salinidade apresenta mudanças importantes entre o primeiro e o quarto ano após a erupção, com anomalia positiva (∼0.1) ao norte da Península Antártica. A resposta ao vulcanismo em superfície desaparece no quinto ano sequente, mas permanecem anomalias em profundidade (∼500m). O campo de vento também se altera no mesmo ano, os ventos de oeste migram para sul (∼2º) e se intensificam (∼10%), além da componente meridional inverter seu sentido ao norte da Península Antártica. Como consequência, é observada intensificação da borda sul da Corrente Circumpolar Antártica. Junto com isto, há aumento da mistura próximo à Península Antártica, desta forma, águas subsuperficiais mais quentes afloram, explicando a anomalia quente após a erupção. Finalmente, é verificada a ocorrência de resposta similar após a erupção do Monte Pinatubo (1991). Resultados do CESM-LME tiveram comportamento aproximado quando comparados com dados observacionais e reanálise. O aquecimento próximo à Península Antártica é evidenciado no segundo ano após a erupção, sugerindo a ocorrência do mesmo mecanismo do último milênio.

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-03T22:44:25Z No. of bitstreams: 1 DaianaFontes.pdf: 25455596 bytes, checksum: 4dae1fc6ad9f052e0a07f54f6be98834 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-03T22:44:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaianaFontes.pdf: 25455596 bytes, checksum: 4dae1fc6ad9f052e0a07f54f6be98834 (MD5) Previous issue date: 2008 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A composição e a diversidade dos representantes de Podocarpaceae nas tafofloras da ilha Rei George, norte da Península Antártica, atestam a importância deste grupo de coníferas nesta região no início do Cenozóico, após uma longa história evolutiva e uma origem igualmente ligada às altas latitudes do sul. O registro fóssil demonstra uma adaptabilidade e capacidade para conquistar novas áreas, diferentemente das outras famílias modernas de gimnospermas austrais, provavelmente devido à dispersão zoocórica e a variedade de formas e hábitos que ainda hoje mantém e que garantiram sua sobrevivência em praticamente todas as faixas de temperatura e gradientes altitudinais. Sete formas relacionadas a esta família foram descritas e se caracterizam pelos dois tipos principais de ramos, ainda hoje existentes. O primeiro deles caracterizado por folhas bifacialmente aplainadas, pequenas e mais ou menos adpressas, representados por duas espécies de Lepidothamnus sp., por Halocarpus sp. e Dacrycarpus sp. O outro grupo, com folhas grandes, com disposição bilateralmente aplainada e com uma veia média destacada, está representado por formas dos gêneros Saxegothaea e Podocarpus, para o qual uma nova espécie é pela primeira vez comunicada. Os macrorrestos estão preservados como impressões e carbonizações em dois dos principais locais da ilha que expõem as litologias durante o verão, o Monte Wawel, na baía do Almirantado, e o Morro dos Fósseis, na península Fildes. Representam sucessões vulcânicas e vulcanoclásticas, englobadas em duas unidades litoestratigráficas distintas, mas provavelmente correlacionáveis, as formações Fossil Hill e Vièville Glacier. Os níveis fossilíferos são compostos por grãos de origem vulcânica, retrabalhados ou não, que atestam sua afinidade com ambientes tectonicamente perturbados e com áreas baixas, de solos rejuvenescidos, onde havia condições para a formação de pequenos lagos e deltas durante as fases de erupções. O levantamento e comparação com outras paleofloras austrais e as idades radiométricas disponíveis permitiram propor uma idade Eoceno Médio para os diferentes níveis onde as podocarpáceas estão presentes e a vigência de um clima temperado úmido que, de modo relativamente rápido, dá lugar a evidências de queda nas temperaturas. A análise dos comparativos modernos sugere que compunham uma flora única, mista e diversificada, que reúne elementos com hábitos e adaptações distintas, se desenvolvendo em diferentes gradientes altitudinais, mais uma evidência em apoio à presença de áreas altas (vulcões?) e costeiras. Quando comparada aos modernos biomas, a paleoflora da ilha Rei George também exibe uma mescla de elementos, unindo hoje os que estão distribuídos nos dois extremos do Hemisfério Sul (América e Australásia), em grande parte endêmicos, e que vivem em lugares submetidos a baixas temperaturas. Assim ao mesmo tempo em que apóia condições climáticas semelhantes para o norte da Península Antártica durante o Eoceno, evidencia o importante papel que as terras do Gondwana e sua separação tiveram, sobre a moderna distribuição disjunta dos representantes desta família. / The composition and diversity of the Podocarpaceae representatives in the fossil plant assemblages of King George Island, north of Antarctic Peninsula, indicates their importance in that region during the Early Cenozoic, after a long evolutive history linked, since its origin, to the high southern latitudes. The fossil record attest an adaptability and capacity to conquer new areas that have no comparatives in other austral conifers, probably due to their seed dispersion by distinct groups of animals and the diverse forms and habits that their modern relatives still maintain. It guarantees their survival until today and their adaptation in nearly all latitudinal and altitudinal gradients. Seven distinct forms related to this family were described, characterized by two main kinds of leaf shoots. Those with scale and short leaf, bifacial flattened shoots are represented by two species of Lepidothamnus and by Halocarpus, Microcachrys and Dacrycarpus. The other one, with bilaterally flattened and big size leaves, with a sharp midrib, was associated with Saxegothaea and a species of Podocarpus, wich was for the first time described in the island taphofloras. The macrofossils are preserved by impressions and charcoalified materials, in the two main areas of the island where the lithologies are exposed in summer seasons, the Mount Wawel, at Admiralty Bay, and the Fossil Hill, at Fildes Peninsula. Represents what was included in two probably correlative lithostratigraphic units established in previous geological works, the Vièville Glacier and Fossil Hill formations. The fossil levels are composed mainly by volcanic grains, sometimes with signals of reworking by shallow lakes and deltas and confirm an environment and deposition linked to moments of active volcanism and inter-eruption phases. The comparisons with other fossil floras from the Antarctic Peninsula and Circum-Antarctic areas, and the radiometric ages indicates a probable lower mid-Eocene age, and wet and temperate climatic conditions, which deteriorates along the succession. The nearest modern relatives of the fossil taxa preserved in the taphofloras suggests also an unique, mixed and diversified vegetation, joining elements with distinct habits and that lives today in distinct altitudinal gradients, provides further evidence in support of the presence of high (volcanoes?) and coastal areas. The King George Island paleoflora flora also comprises a mixture of endemic, eastern Gondwana and South American elements, which reflect its position close to a major floristic boundary. At the same time confirms the microthermic conditions of climate in the north of Antarctic Peninsula at the Eocene times and the important role of the Gondwana drift apart, and the derivate climatic changes, in the modern disjunct distribution of the family.

A desintegração da plataforma de gelo da enseada Larsen A, em 1995, possibilitou uma oportunidade para estudar a comunidade bêntica da região. Foram analisadas a densidade da macrofauna e a densidade e biomassa da meiofauna. Duas estações na região de mar aberto, no Mar de Weddell, também foram coletadas, para comparações entre diferentes ambientes. Parâmetros ambientais também foram analisados, e serviram para tentar explicar a variação da fauna bêntica. Na região do Mar de Weddell as porcentagens de matéria orgânica foram maiores que na enseada Larsen A, provavelmente um reflexo da maior produtividade primária da área, enquanto as porcentagens de carbonato foram mais altas na enseada do que em mar aberto. A granulometria variou entre silte arenoso a areia síltica, sendo as estações no Mar de Weddell tiveram maiores porcentagens de areia. Em relação à fauna, Nematoda foi o táxon mais abundante, seguido por Copepoda e Nauplii dentro da meiofauna, enquanto Bivalvia e Polychaeta foram os mais abundantes dentro da macrofauna. As maiores densidades de meio- e macrofauna foram encontradas nas estações de mar aberto, e apresentaram correlação com as concentrações de pigmentos. A biomassa total dos nemátodes se correlacionou à biomassa individual do grupo, enquanto a biomassa dos copépodes se correlacionou com a densidade do grupo. Através dos resultados obtidos no presente trabalho foi possível observar que as comunidades bênticas das duas regiões estudadas diferem entre si, em termos de densidade e número de grandes grupos encontrados. E que a disponibilidade de alimento é o principal fator estruturados da fauna na região. / The collapse of the Larsen A ice shelf, in 1995, allowed an opportunity to study the benthic community in the region. The density of macrofauna and the density and biomass of meiofauna were analyzed. Two open water stations in the Weddell Sea were also collected for comparisons between different environments. Environmental parameters were analyzed to look for possible relations with benthic fauna distribution, abundance and biomass. In the Weddell Sea region the percentage of organic matter were higher than in the Larsen A, which was probably a reflection of the higher primary productivity of the area, while the carbonate percentages were higher in the bay than in open water. Particle size ranged from sandy silt to siltic sand, with Weddell Sea stations presenting higher sand content. Nematoda was the most abundant meiofauna taxon, followed by copepods and Nauplii, while Bivalvia and Polychaeta were the most abundant macrofauna. The highest densities of meio- and macrofauna were found in the open sea stations, and were correlated with pigment concentrations. The total nematode biomass was correlated with nematode individual biomass of the group, while copepod biomass correlated with its density. We observed that the benthic communities differed between studied areas in terms of density and taxon richness. Food availability appears to be the main factor structuring fauna in the region.

Durant les dernières décennies, la Péninsule Antarctique a été identifiée comme étant la région où le réchauffement récent est le plus marqué dans l’Hémisphère Sud. Cependant, au-delà de la période instrumentale, la variabilité climatique Holocène de cette partie du globe est en grande partie inconnue. Cette absence de données limite notre capacité à évaluer les l’amplitude des changements actuels dans le contexte de la variabilité historique ainsi que les mécanismes de forçage sous-jacents. Nous avons ainsi ciblé nos analyses sur des enregistrements sédimentaires prélevés à l’Est et à l’Ouest de la Péninsule Antarctique, avec pour objectif d’étendre les connaissances spatiales et temporelles des conditions de l’océan de surfaces dans ce secteur de l’Antarctique au cours du dernier siècle, du dernier millénaire ainsi que durant l’Holocène. La méthodologie de cette thèse est basée sur une comparaison multi-proxies qui inclut, comme outils principaux, les assemblages des diatomées et les biomarqueurs spécifiques de diatomées (HBIs). Nous avons pu ainsi documenter la réponse régionale environnementale aux variations climatiques à différentes échelles de temps, et définir les mécanismes forçant sur la variabilité des conditions d’océan de surface ainsi que la formation du couvert de banquise en Péninsule Antarctique. La comparaison de nos enregistrements avec des données issues des carottes de glace, a permis de mettre en évidence le rôle important des changements d’intensité des cellules atmosphériques sur la dynamique de la circulation océanique, la durée du cycle saisonnier de banquise et la productivité siliceuse. / The Antarctic Peninsula has been identified during the last decades as the region from the Southern Hemisphere which is the most affected by the recent warming. However, beyond the instrumental period, the Holocene climate variability of this area is largely unknown, limiting our ability to evaluate the current changes within the context of historical variability and underpin the underlying forcing mechanisms. We focused our analysis on sedimentary sequences from the Eastern and Western side of the Antarctic Peninsula, in order to expand the spatial and temporal knowledge of sea-surface conditions over the last century, the last millennium and throughout the Holocene in this Antarctic area. The inferences are based on a multi-proxy comparison mainly using diatom assemblages and diatom specific biomarkers (HBIs). We documented the regional environmental response to climate changes at different time scales and described the forcing mechanisms on the sea-surface conditions and sea ice cover variability in Antarctic Peninsula. Comparing our results with ice core data allowed us to highlight the large impact of atmospheric forcings on the oceanic circulation, the seasonal sea ice dynamics and the siliceous productivity.

A l’échelle continentale, la Cordillère des Andes présente d’importantes courbures. Une des plus importantes est la Courbure de la Patagonie, où le cours de l’orogène et de ses principales provinces tectoniques pivotent de près de 90°, passant d’une orientation N-S à 50°C à une orientation E-O en Terre de Feu. Malgré son importance, l’origine de la Courbure de la Patagonie et son implication dans les reconstructions paléogéographiques demeurent sujet à controverse: est-elle le résultat d’un plissement oroclinal, ou bien une caractéristique héritée? C’est dans ce contexte que j’ai réalisé une étude paléomagnétique et de susceptibilité d'anisotropie magnétique dans la région des Andes Australes. Les résultats obtenus suggèrent que la partie intérieure de cette courbure soit une caractéristique secondaire liée à l’évolution de la Péninsule Antarctique. / At the continental scale, the Andes presents significant curvatures. One of the largest is the curvature of Patagonia, where the orogen and its main tectonic provinces are rotated about 90 ° from an NS direction at 50 ° to an EO orientation in Tierra del Fuego. Despite its importance, the origin of the curvature of Patagonia and its involvement in paleogeographic reconstructions remain controversial: is the result of an oroclinal bending, or an inherited characteristic? It is in this context that I made a paleomagnetic and magnetic susceptibility anisotropy in the Austral Andes region. The results suggest that the inner part of the bend is a secondary feature linked to the evolution of the Antarctic Peninsula.In this thesis, I will present the results of a paleomagnetic and anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) study of 146 sites sampled between 50 ° S and 55.5 ° S (85 sites in marine sedimentary rocks of the Cretaceous-Miocene of the Magallanes fold and thrust belt; 20 sites in sedimentary and volcanic rocks south of Cordillera Darwin, 41 sites in intrusive rocks of the Cretaceous-Eocene batholith. The AMS results in the sediments show that the magnetic fabric is controlled by tectonic processes, partially or completely obliterating the sedimentary fabric. In general, there is a good correlation between the orientation of the magnetic lineation and that of the fold axes except at Peninsula Brunswick. The wide variation in the orientation of magnetic fabrics within the batholith suggests an emplacement of intrusive without tectonic constraint. Paleomagnetic results obtained in Navarino Island and Hardy Peninsula, south of the Beagle Channel, show a post-tectonic remagnetization recording a counterclockwise rotation of more than 90 ° as that recorded by the intrusive rocks older than ~ 90Ma. The Upper Cretaceous to Eocene intrusive rocks record counterclockwise rotations of lower magnitude (45 ° -30 °). In contrast, the Magallanes fold and thrust belt mainly developed between the Eocene and Oligocene records little or no rotation. Spatial and temporal variations of tectonic rotations determined in this study support a model of deformation of the Austral Andes in two steps. The first step corresponds to the rotation of a volcanic arc by closing a marginal basin (the Rocas Verdes basin) and formation of Cordillera Darwin. During the propagation of deformation in the foreland, the curvature acquired by the Pacific border of the Austral Andes is accentuated by about 30 °. The tectonic reconstructions using the most recent Global Plate Tectonic model show the essential role of the convergence between the Antarctic Peninsula and South America in the formation of Patagonian orocline during the Late Cretaceous to the Eocene.

VILLELA, FRANCO N. J. Análise decadal do fluxo de CO2 entre o oceano e a atmosfera na passagem de Drake, Oceano Austral. 2011. 148 f. Dissertação (mestrado) Programa de Pós-Graduação em Ciência Ambiental (PROCAM), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. Para a área delimitada pelos paralelos 60ºS e 62,5ºS e pelos meridianos 60ºW e 65ºW, localizada no sul da Passagem de Drake, no Oceano Austral, próximo à Península Antártica, foram calculadas as distribuições médias de 2000 a 2009, sazonais e anual, do fluxo de CO2 na interface oceano-atmosfera e de suas variáveis associadas: a pressão parcial de CO2 na superfície marinha (PCO2sw), a pressão parcial de CO2 na atmosfera (PCO2ar), a diferença da pressão parcial de CO2 entre o oceano e a atmosfera (PCO2) e a taxa de transferência gasosa (TR), que é produto do coeficiente solubilidade do CO2 na água do mar pela velocidade de transferência gasosa. A parametrização utilizada no cálculo dos fluxos foi a de Takahashi et al. (2009) com TR dependente da velocidade do vento ao quadrado multiplicada por um fator de escala 0,26. A área de estudo tem cerca de 75 mil km2 e foi dividida em uma grade espacial de 0,5º x 0,5º, resultando em 50 quadrículas. Foram utilizados mais de 46 mil medições de PCO2sw, que na média espacial variou de 362,7 ±11,2 a 371,9 ±17,5 µatm, no verão e primavera respectivamente. A PCO2 variou de -0,4 a 5,7 µatm no outono e primavera, respectivamente. A TR variou de 0,065 ±0,04 a 0,088 ±0,002 gC.mês-1.m-2.µatm-1, no verão e inverno, respectivamente. O fluxo líquido, se tomando a concentração de gelo como negligenciável, variou de -0,039 ±0,865 a 0,456 ±1,221 gC.m-2.mês-1, no outono e inverno, respectivamente. O fluxo total anual de carbono, estimado através da média espacial por quadrícula, foi de 95 GgC.ano-1. Dessa maneira, na estimativa anual, a superfície do mar se comporta como fonte de CO2 para a atmosfera, principalmente devido à região da plataforma continental com PCO2sw consideravelmente maior que o da atmosfera. Sazonalmente sugere-se que no verão a maior disponibilidade de radiação solar, a temperatura da superfície do mar (TSM) mais elevada e os ventos mais fracos favorecem a produção de biomassa fitoplanctônica, fazendo com que a bomba biológica seja o processo dominante na diminuição da PCO2sw e na absorção de CO2 atmosférico pela superfície marinha. Já no inverno, os ventos se intensificam e, associados com o forte resfriamento da TSM, promovem a mistura com águas profundas ricas em carbono inorgânico dissolvido, levando a superfície marinha a um estado de supersaturação de CO2 em relação à atmosfera. Ventos circumpolares de oeste mais intensos e deslocados para sul tem sido apontados como a causa do aumento da PCO2sw em igual ou maior taxa do que ocorre na atmosfera. Na área de estudo foi levantada uma tendência média da intensidade do vento de 0,23 ±0,03 m.s-1.década-1 e um aumento na freqüência da componente zonal de oeste (positiva) de 1,47 ± 1,13 % .década-1. Sugere-se que estas tendências estejam relacionadas com o Modo Anular Austral (SAM). Entretanto, a tendência decadal estimada para a PCO2sw foi menor que para a atmosfera, apesar de ambas indicarem tendência de aumento. Acredita-se que a grande variabilidade e distribuição esparsa de dados tenham mascarado a magnitude da estimativa da tendência de PCO2sw. / VILLELA, FRANCO N. J. Decadal analysis of the CO2 sea-air flux in the Drake Passage, Southern Ocean 2011. 148 f. Dissertação (mestrado) Programa de Pós-Graduação em Ciência Ambiental (PROCAM), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. For the area bounded by parallels 60°S and 62.5°S and meridians 60°W and 65°W, located in the southern Drake Passage in the Southern Ocean, near the Antarctic Peninsula, mean seasonal and annual distributions of CO2 flux at the ocean-atmosphere interface, from 2000 to 2009, have been computed, as well as their associated variables: the CO2 partial pressure at sea surface (PCO2sw), the CO2 partial pressure in atmosphere (PCO2ar), the CO2 pressure difference between ocean and atmosphere (PCO2), and the gas transfer rate (TR), which is the product of the CO2 solubility coefficient in sea water by the gas transfer velocity. The parameterization used to calculate fluxes was that of Takahashi et al. (2009) with TR depending on the squared wind speed multiplied by a scale factor 0.26. The study area has about 75,000 km2 and was divided into a grid of 0.5° x 0.5°, resulting in 50 area boxes. Over 46,000 PCO2sw measurements were used, which in the spatial mean varied from 362.7±11.2 to 371.9±17.5 µatm, in summer and spring, respectively. The PCO2 varied from 0.4 to 5.7 µatm in autumn and spring, respectively. TR varied from 0.065±0.04 to 0,088±0.002 gC.month-1.m-2.µatm-1, in summer and winter, respectively. The net flux, taking ice concentration as negligible, varied from 0.039±0.865 to 0.456±1.221 gC.month-1.m-2, in autumn and winter, respectively. The total annual carbon flux, estimated through the spatial mean per square, was 95 GgC.y-1. Thus, in the annual estimate the region acts as a source to the atmosphere, mainly due to the continental shelf having PCO2sw considerably greater than that of the atmosphere. Seasonally, it is suggested that in summer the greater availability of solar radiation, warmer sea surface temperature (SST), and weaker winds favor the production of phytoplanktonic mass, making the biological pump the dominating process in lowering the PCO2sw and the absorption of atmospheric CO2 by the sea surface. On the other hand, in winter winds intensify and, in association with the strong cooling of the SST, promote mixing with deep waters rich in dissolved inorganic carbon, leading the sea surface to a state of supersaturation in CO2 relative to the atmosphere. Stronger circumpolar west winds and displaced to the south have been pointed as the cause for the increase of PCO2sw at a rate equal to or greater than that occurring in the atmosphere. In the study area it has been detected a mean trend of wind intensity 0.23±0.03 m.s-1.decade-1 and an increase in the western zonal component of 1.47±1.3%.decade-1. It is suggested that these trends are related to the Southern Annular Mode (SAM). However, the decadal trend estimated for the PCO2sw was smaller than for the atmosphere, in spite of both indicating increasing tendencies. It is believed that the great variability and scatter distribution of the data have masked the magnitude of the PCO2SW trend estimate.

Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a estrutura vertical e massas d\'água presentes na região oeste e norte da Península Antártica. Foram utilizados dados de temperatura, salinidade e pressão (profundidade) coletados por plataformas de coleta de dados (PCDs) fixadas em elefantes-marinhos do sul (EMS) pelo Projeto MEOP-BR, coordenado pela Profª Dra Mônica M. C. Muelbert, no período de fevereiro a novembro de 2008. Estes dados são transmitidos via sistema de satélites ARGOS a uma taxa de 2.91+/-0.25 vezes ao dia, distância média entre cada perfil coletado é de 14.43 +/- 12.28 km resultando em uma resolução espacial de 41.61 km/dia. Estes dados permitiram uma descrição detalhada da estrutura vertical e identificação de massas d\'água durante diferentes meses do ano de 2008. São comparados perfis verticais em diferentes estações do ano em regiões de plataformas de gelo marinho, do Estreito de Bransfield (EB) e norte da Península Antártica (PA), comparados transectos da porção oeste da PA coletados durante o verão e inverno de 2008 e são apresentados transectos através do Mar da Escócia (ME) nos meses de Setembro a Outubro de 2008. Os valores de temperatura potencial coletados estiveram na faixa entre -1.89ºC e 2.32ºC, os valores mínimos estão relacionados a áreas de formação de gelo marinho e os máximos a investidas através da Corrente Circumpolar Antártica (CCA) em mar aberto e em direção as Ilhas Georgia (IGS). Os valores de salinidade possuem variações entre 32.36 e 35.03 psu, estes valores resultam de diferentes processos, sendo os extremos relacionados a regiões de derretimento e formação de gelo marinho, respectivamente. Graças à grande área utilizada pelos EMS para forrageio durante o x período analisado, diversas massas d\'água são identificadas através de diagramas -S, são elas: Água Profunda Circumpolar (CDW), Água de Inverno (WW), Água de Plataforma de Baixa Salinidade (LSSW), Água Superficial Antártica (AASW), Água de Plataforma de Alta Salinidade (HSSW), Água Profunda Circumpolar Superior e Inferior (UCDW e LCDW), Água de Plataforma (SW), Água de Plataforma de Gelo (ISW), Água Profunda Cálida (WDW) e Água Profunda Cálida Modificada (MWDW). / To study the termohaline structure and water masses in the north and west sides of Antarctic Peninsula, 10 southern elephant seals (EMS) were equipped with highaccuracy conductivity-temperature-depth satellite-relayed data loggers (CTDSRDLs) by the MEOP-BR Project in beginning of 2008 at Elephant Island. Here, we show that measurements collected by these long-ranging, deep-diving predators allow oceanic vertical structure and water masses of the Southern Ocean to be mapped in regions and at times of year not sampled by other oceanographic instruments. These data are transmitted by the ARGOS satellite system at a rate of 2.91+/-0.25 times per day, mean distance between each profile collected is 14.43+/- 12.28 km, resulting in a spatial resolution of 41.61km/day. Vertical profiles are compared at different seasons in sea ice platforms regions, Bransfield Strait (EB) and northern tip of Antarctic Peninsula (PA). Are compared transects at the western side of the PA collected during summer and winter of 2008 and are presented transects across the Scotia Sea (ME) in the months of September and October of 2008. The collected potential temperature values were in the range from -1.89º C to 2.32ºC, the minimum values are related to areas of sea ice formation and the maximum amounts to dives through the Antarctic Circumpolar Current (ACC) in the open sea and towards the South Georgia Islands. The salinity values have variations between 32.36 and 35.03 psu, these values result from different processes, being related to melting and formation of sea ice. The large region sampled allowed us to identify during the study period several water masses from -S diagrams, they are: Circumpolar Deep Water (CDW), Winter Water (WW), Low Salinity Shelf Water xii (LSSW), Antarctic Surface Water (AASW), High Salinity Shelf Water (HSSW), Upper and Bottom Circumpolar Deep Water (UCDW and LCDW), Shelf Water (SW), Ice Shelf Water (ISW), Warm Deep Water (WDW) and Modified Warm Deep Water (MWDW).