Metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) são gases de grande importância climática e energética, pois contribuem para o efeito de estufa, mas também para produção de energia, no caso do CH4. Do ponto de vista energético, reconhecer as diferentes fontes de geração de CH4 torna-se um fator crucial na avaliação das reservas mundiais de gás natural, uma vez que as estimativas atuais de reservas potenciais não levam em consideração as diferentes origens dos hidrocarbonetos presentes ou, na grande maioria, considera apenas a origem termogênica. A temperatura é um dos fatores mais importantes que afetam o crescimento microbiano e as reações biogeoquímicas ligadas à metanogênese. A Formação Irati (Permiano da Bacia do Paraná) ocorre na região sul da América do Sul e representa um dos folhelhos orgânicos mais importantes do mundo já que o conteúdo em carbono orgânico total (COT) atinge até 23% e cobre uma área de aproximadamente 700.000 km2. A história térmica deste importante reservatório de carbono é atípica por hospedar rochas ígneas do Cretáceo. Isto proporcionou a ocorrência de zonas termicamente imaturas até zonas com maturidade suficiente para a geração termogênica de CH4. Este estudo trata da influência da temperatura na geração de CH4 e CO2 biogênicos em folhelhos da Formação Irati. Para isto, amostras de folhelho foram utilizadas em experimentos de incubação realizados sob diferentes temperaturas (22°C, 50°C, 70°C e 80°C), com objetivo de avaliar a influência das condições térmicas sobre a geração biogênica de CH4 e CO2. Temperaturas mais elevadas promoveram maiores taxas de produção de CH4 e CO2. A produção biogênica de CH4 mostrou-se mais eficiente em condições de temperatura de 80°C, com um rendimento máximo de 2,45 ml/t.d em comparação com 0,49 ml/t.d a 22°C, 1,75 ml/t.d e 2,09 ml/t.d a 50°C e 70°C, respectivamente. A mesma tendência foi observada para o CO2. O potencial de produção máximo de CO2 foi observado sob condições térmicas de 80°C, atingindo 23467,37 ml/t.d. As diferenças de produção obtidas para as diferentes amostras analisadas parecem estar relacionadas com a composição química da matriz mineral, observando-se maior produção em amostras com maior quantidade de enxofre (S), quando submetidas a altas temperaturas (50°C, 70°C e 80°C). Além dos folhelhos da Formação Irati, níveis orgânicos das formações Água de Madeiros e Vale das Fontes, Jurássico da Bacia Lusitânica, foram também estudados, os quais são termicamente imaturos e apresentam querogênio tipicamente marinho, distinto do observado na Formação Irati. O aumento da geração biogênica de CH4 e CO2 com a elevação da temperatura também foi observado para amostras das formações Água de Madeiros e Vale das Fontes. Com o presente estudo, é quebrado o paradigma de que 80°C seria a temperatura máxima para a ocorrência de metanogênese em bacias sedimentares, ou reservatórios. Assim, a geração biogênica de CH4 é favorecida por temperaturas mais elevadas (até no mínimo 80°C), considerando-se que a microbiota dos experimentos decorridos durante o presente trabalho seria similar aquelas que ocorrem em bacias sedimentares, bem como o ecossistema. Este trabalho constitui o primeiro estudo que avaliou o efeito da temperatura na produção de gases de origem biogênica em folhelhos da Formação Irati (Bacia do Paraná) e das formações Água de Madeiros e Vale das Fontes (Bacia Lusitânica - Portugal). / Methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) have great environmental and economic importance due to their contribution to the greenhouse effect and climate change, but also as energy resource, in the case of CH4. From the energy point of view, recognizing the different sources of CH4 in sedimentary basins has a crucial factor in assessing the world\'s natural gas reserves, since the current estimates of hydrocarbons accumulations in sedimentary basins are based on thermogenic generation of hydrocarbons. However, few studies evaluate the importance of CH4 and CO2 generation as a product of organic matter biodegradation in sedimentary basins. This issue has great relevance to improve the estimates about the geological accumulations of CH4 and CO2. Temperature is one of the most important factors affecting microbial growth and biogeochemical processes responsible for CH4 and CO2 generation in subsurface environments. In this context, the Irati Formation (Permian of the Paraná Basin) in southern of South America represents one of the most organicrich shale around the world, reaching up to 23% of total organic carbon (TOC) and covering an area of approximately 700.000 km2. The thermal history of this important geological carbon pool is atypical because of the emplacement of igneous bodies during the Early Cretaceous. In this study, shale samples of the Irati Formation were used in incubation experiments performed under different temperatures (22°C, 50°C, 70°C and 80°C) to evaluate the influence of thermal conditions on biogenic generation of CH4 and CO2. Higher temperatures promoted higher production rates of CH4 and CO2. Biogenic CH4 production was more efficient when shale samples were incubated at 80°C, with a maximum yield of 2.45 ml/t.d compared to 0.49 ml/t.d at 22°C, 1.75 ml/t.d at 50°C and 2.09 ml/t.d at 70°C. The same trend was observed for CO2 generated as by-product of methanogenesis. The maximum production for CO2 was observed at 80°C, reaching 23467.37 ml/t.d. The differences in CH4 and CO2 production observed for different analyzed samples seem to be related to the composition of the mineral matrix, being observed higher production in samples with higher amount of sulfur. Additionaly, organic layers of the Água de Madeiros and Vale das Fontes Formations (Lusitanian Basin), which are thermally immature and present typically marine kerogen, were also submitted to incubation experiments to evaluate CH4 and CO2 generation. Higher biogenic generation of CH4 with the elevation of temperature was also observed for the Água de Madeiros and Vale das Fontes Formations. This suggests that biogenic CH4 generation is favored by higher temperatures, at least until 80°C, independent of the thermal maturity of the substrate, pointing that the temperature window (and depth zone) for the generation of biogenic CH4 in sedimentary basins is larger than suggested in previous studies.

Le biome marin du Toarcien inférieur a subi une des crises les plus significatives de l'histoire de la Terre, qui a affecté les mers épicontinentales du globe. Ces bassins épicontinentaux sont également caractérisés par l'accumulation de grandes quantités de matière organique dans les sédiments de l'époque, ce qui a été interprété comme le résultat d'un Evénement Anoxique au Toarcien inférieur (T-OAE, ~183 Ma). Le nannoplancton calcaire, qui fait partie des organismes le plus sensibles aux conditions environnementales des eaux océaniques de surface, a été profondément affecté par cette crise et sa récupération se mit en place seulement à la fin du Toarcien inférieur. Si le T-OAE a été étudié en grand détail ces dernières années, la période de récupération est beaucoup moins bien connue. A ce stade, nous ne savons pas, notamment, si la récupération de la production carbonatée primaire est représentée par un épisode rapide ou par une suite d'événements (qui feraient partie d'un plus long processus) intervenus sur quelques millions d'années après le T-OAE. Pendant les perturbations environnementales qui ont eu lieu au Toarcien inférieur, des fluctuations importantes du niveau marin ont été interprétées ainsi que des variations de la température des eaux océaniques. Après le T-OAE, le niveau marin et les températures montrent des changements plus graduels pendant une grande partie du Toarcien supérieur-Aalénien inférieur et les niches écologiques occupées par le nannoplancton calcaire sont ré-établies. Ces conditions de relative stabilité sur le long terme (~10 Ma) sont idéales pour étudier les dynamiques de la communauté des nannofossiles calcaires et, notamment, comment les différents taxons réorganisent leurs relations synécologiques. Le Toarcien-Aalénien est une période clé dans l'évolution du nannoplancton calcaire, avec des nouveaux genres qui apparaissent. Les nannofossiles de cet intervalle restent relativement peu étudié dans le Bassin Lusitanien, malgré l'importance de cette région d'un point de vue paléocéanographique. En effet ce bassin, qui était à l'origine un rift avorté lié à l'ouverture de l'Atlantique, a permis les connections entre des masses d'eaux de provenance NW européenne et sud-téthysienne. C'est dans cette région que nous retrouvons donc des mélanges de taxons liés à des différentes provinces géographiques / At ~183 Ma when large amounts of organic matter was dumped onto the ocean beds (known as the Toarcian Oceanic Anoxic Event, T-OAE), the Early Toarcian marine biota experienced one of the most important biological crises in Earth history. Calcareous nannoplankton was deeply affected and started only to recover from the end of the Early Toarcian. After the T-OAE, as phytoplankton communities dwelling the oceans photic layer recover from the previous disturbing conditions, the ecological niches once occupied by calcareous nannoplankton are again replenished. Located in the westernmost part of the Tethyan ocean, the Lusitanian Basin acted as a seaway between the NW Tethys and the Mediterranean Tethys provinces, therefore been actively influenced by these two different water masses. Hence such a region stands as the perfect spot to study the calcareous nannoplankton community, as its fossil remains bears species typical of both provinces. In order to appraise the nannoplankton demise and subsequent recovery, absolute and relative abundances of nannofossils were determined from pelagic marl-limestone couplets from three sections of the Lusitanian Basin. Also brachiopods shells were investigated for stable carbon and oxygen isotopes analysis. In order to independently assess the morphologic evolution of Lotharingius coccoliths, a Toarcian section from south France was studied. Different statistic methodologies were used throughout this work, in order to screen for robust and significant information from the numerous datasets that were built / Há cerca de 183 milhões de anos atrás, a biota marinha sofreu uma das mais importantes crises biológicas na história do planeta, quando grandes quantidades de matéria orgânica foram depositadas nos fundos oceânicos. Este episódio que teve lugar durante o Toarciano, resultou de um Evento Anóxico Oceânico (T-OAE), e afectou os mares epicontinentais à escala global. O nanoplâncton calcário, um grupo de organismos extremamente sensível às variações nas condições ambientais que têm lugar na camada superficial das massas de água, foi profundamente afectado. Foi somente no final do Toarciano Inferior que a sua recuperação se iniciou. Apesar de já muito se ter escrito sobre o T-OAE, a previsível recuperação deste grupo nunca foi sistemática nem detalhadamente estudada. Até hoje, não se sabia ainda se esta recuperação teria sido relativamente rápida, ou resultado de um processo lento e gradual que teria durado milhões de anos. Durante o Toarciano Inferior, quando as condições ambientais eram extremamente instáveis, ocorreram importantes e drásticas oscilações na temperatura e no nível médio dos oceanos. Após o T-OAE e durante todo o Toarciano e Aaleniano Inferior, as oscilações do nível médio dos oceanos e de temperatura são bastante mais suaves. À medida que a comunidade fitoplanctónica instalada na zona fótica recupera das condições extremas anteriores, os nichos ecológicos antes ocupados por nanoplâncton calcário, começam novamente a ser preenchidos. Apesar das prolongadas e suaves variações abióticas, é num ambiente então mais estável, que melhor se pode observar a evolução deste grupo, e de que forma as suas relações sinecológicas se alteraram ao longo de aproximadamente 10 milhões de anos. Apesar de ser considerado como um período onde a comunidade nanoplanctónica sofreu importantes alterações, nada se sabe em concreto que alterações foram essas que tiveram lugar após o TOAE num local tão estratégico como a Bacia Lusitânica. Situada na extremidade Oeste do Tétis e fazendo parte de um rift originado pela abertura do Atlântico, a Bacia Lusitânica actuou como um corredor que ligava livremente as massas de água das províncias mediterrânica e NW do Tétis, sendo por estas, activamente influenciada. Por essa razão, tal situação geográfica constitui um local excepcional para se estudar a comunidade de nanoplâncton calcário, uma vez que o seu registo fóssil compreende espécies típicas destas duas províncias do Tétis