Thesis (Ph.D.)--Boston University / PLEASE NOTE: Boston University Libraries did not receive an Authorization To Manage form for this thesis or dissertation. It is therefore not openly accessible, though it may be available by request. If you are the author or principal advisor of this work and would like to request open access for it, please contact us at open-help@bu.edu. Thank you. / This study employs a suite of geophysical, sedimentological, and chronostratigraphic tools to investigate the complex interactions among changes in sea level, climate, and sedimentation processes that have driven Holocene coastal evolution. These interrelationships were explored in investigations of three coastal sites with diverse sea-level and sedimentation histories: the Egyptian Red Sea (Wadi Gawasis), southern Brazil (Pinheira) and the Western Gulf of Maine (Plum Island). This study demonstrates the need to quantify the integrated impacts of spatially-diverse changes in global (sea level), regional (climate, sea level), and local (sedimentation) factors if we are to predict large-scale coastal evolution in response to the ongoing acceleration in sea-level rise. The mid-Holocene in both the Red Sea and southern Brazil was characterized by higher-than-present stands of sea level. Sedimentological, malachological, foraminiferal, and rheological studies at Wadi Gawasis reveal that this resulted in the formation of a shallow bay that reached its maximum extent prior to a 1.5-m highstand at 5 ka, demonstrating a dominance of sedimentation processes despite contrary sea-level change. Early bay closure was driven by sediment inputs enhanced by a wetter climate. Slowly falling sea level and coincidental climatic aridization allowed for the establishment of an Egyptian harbor 4 ka, followed by late-stage progradation dominated by sea-level fall. In southern Brazil, an abundant sediment supply and sea-level fall following the mid-Holocene highstand were responsible for the development of the 5-km wide Pinheira strandplain, composed of regular beach and dune ridges. Identification of anomalous barrier, lagoonal, and tidal fill deposits within this plain demonstrates the complex nature of the sedimentological response to a small-scale change in the rate of sea-level fall. By contrast, Plum Island formed in a regime of rapid sea-level rise that reworked shallow shelf and fluvial deposits. Geophysical and sedimentological studies reveal a complex barrier formation (aggradation, spit accretion and progradation), including evidence for inlet migration and closure. Time-transgressive backstripping of backbarrier facies shows that bay sedimentation in a regime of slowly rising sea level reduced tidal-prism and produced inlet closure. This is first study to demonstrate that the direct impact of backbarrier processes influencing barrier island development. / 2031-01-02

Através de perfis sísmicos de alta resolução (3,5 kHz), coletados entre os anos de 2009 e 2014, foi possível analisar o fundo e sub-fundo marinho da plataforma continental interna do Rio Grande Sul, mais especificamente em frente à desembocadura do estuário da Lagoa dos Patos. Estes dados permitiram observar anomalias acústicas caracterizadas como sendo uma resposta à presença de gás intersticial no sedimento. As acumulações foram identificadas com base na morfologia, dimensão, tipo de assinatura acústica e concentração aparente de gás. Assim, cinco formas distintas de gás raso foram reconhecidas: cortina de gás, blanking acústico, turbidez acústica, pináculo de turbidez e pluma intra-sedimentar. Tais estruturações se apresentaram isoladas ou então relacionadas umas com as outras. Dentre estas, as cortinas de gás e blanking acústico foram as que ocorreram em maior número e área. As cortinas apresentaram morfologia bem definida, em formato de caixa, onde o gás se encontra mais concentrado. O blanking acústico, formado pela presença de bolhas de gás bem disseminadas no sedimento, foi distinguido por uma forte reflexão de topo e um mascaramento dos refletores subjacentes, sem demonstrar limites laterais bem definidos A turbidez acústica, associada à disseminação de gás moderada a alta, é uma perturbação de sinal pela presença de bolhas no sedimento em quantidades que apenas atenuam a energia sísmica, possibilitando identificar algum refletor abaixo do seu topo. Os pináculos de turbidez encontrados são pequenos e apresentaram forma pontiaguda, indicando uma disseminação de gás baixa a moderada. A pluma intra-sedimentar encontrada apresentou formato quase parabólico, interpassando a camada de sedimentos de modo que o gás presente nela é baixo a moderadamente disseminado. Tais formas estão diretamente ligadas com a distribuição das fácies sedimentares, as quais agem como reservatório e selante, retendo ou não o gás e gerando as diferentes respostas acústicas. A ocorrência do gás está concentrada em frente à desembocadura da Lagoa dos Patos, local de deposição de sedimentos finos e matéria orgânica. Este aporte lagunar e o retrabalhamento da plataforma por eventos de regressão e transgressão marinha no Quaternário permitiram a gênese e preservação do gás em sedimentos holocênicos, de provável origem biogênica. / Using high-resolution (3.5 kHz) seismic profiles collected between 2009 and 2014, it was possible to analyze the bottom and sub-bottom geoacoustics characteristics of the inner continental shelf of the Rio Grande Sul, more specifically in front of the mouth of the estuary of the Patos Lagoon. The data allowed observing acoustic anomalies characterized like being a response to gas presence in the sediment. The gas accumulations were identified based on their morphology, dimension, type of acoustic signature and apparent concentration of gas. Thus, five different features of shallow gas were recognized: gas curtain, acoustic blanking, acoustic turbidity zone, turbidity pinnacle and intra-sedimentary plume. These structures have been isolated or then related each other. Among these, the gas curtain and acoustic blanking were those that occurred in greater number and area. Gas curtains presented well defined morphology, in gas boxes format, where the gas is more concentrated. Acoustic blacking, originated from presence of well disseminated gas bubbles in the sediment, was distinguished by a strong top reflection that masks the below reflectors, without to show well defined lateral limits Acoustic turbidity zone, associated with the dissemination of moderate to high gas, is a signal disturbance due to the presence of bubbles in the sediment in quantities that only attenuate the seismic energy, allowing yet identifying some reflector below its top. Turbidity pinnacles found are small and present pointed shape, indicating to a low to moderated gas dissemination. Intra-sedimentary plume found presented an almost parabolic shape, penetrating across the sediment layer thus the gas dissemination in the plume is low to moderate. These forms are linked directly with the sedimentary facies distribution, which act like reservoir and sealant, retaining or not the gas and producing the distinct acoustic response. The gas is concentrated in front of the mouth of Patos Lagoon, deposition site of fine sediments and organic matter. Such lagoon sediment input and the reworking of the shelf by marine regression and transgression events during Quaternary allowed the genesis and preservation of gas occurring in the Holocene sediments, which origin is probable biogenic.

A presença de depósitos fossilíferos na antepraia e plataforma continental interna foi atribuída às oscilações do nível do mar durante o Quaternário. Hoje em dia, esses depósitos estão sendo erodidos por ondas e correntes e transportados para a praia. O presente trabalho teve como objetivo comparar o setor central e sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul, quantificando e qualificando quanto sua tafonomia, taxonomia e representatividade dos restos esqueletais. Foi coletado um total de 2.820 fósseis, dentre os quais 95% foram coletados no setor sul e apenas 5% foram coletados no setor central. A principal hipótese para essa diferença é a disponibilidade de fósseis na antepraia e plataforma interna. A presença de vários parceis e elevações e depressões submersas na antepraia e plataforma interna do setor sul indica, provavelmente as áreas-fonte de onde os fósseis são erodidos. Em ambos os setores foram identificados duas populações de bioclastos: fósseis nãoidentificados (85%) e fósseis identificados (15%), indicando maior e menor retrabalhamento pelas ondas, respectivamente. As mesmas ordens e restos esqueletais foram identificados em ambos os setores, com exceção de alguns que foram encontrados somente no setor sul. Na fauna marinha, a ordem mais comum foi a Perciformes representada principalmente por tumores ósseos da espécie Pogonias cromis. Dentes de tubarões (Lamniformes e Carcharhiniformes) e raias (Myliobatiformes) foram encontrados apenas no setor sul, devido à presença da espessa konzentrat-lagerstätte de conchas marinhas fósseis, chamada de "Concheiros". Na fauna terrestre, a ordem mais comum foi a Cingulata (principalmente gliptodontídeos do gênero Glyptodon). Os elementos acessórios representados por osteoderms de cingulados foram os restos esqueletais mais abundantes, devido ao grande número de osteodermos que cobre o esqueleto de cingulates e ao pequeno tamanho e forma compacta das osteodermos que favorecem o transporte. Elementos de tamanho pequeno (32-64 mm) e de forma compacta, como osteoderms, dentes e vértebras, são encontrados em maior quantidade e são facilmente transportados. Elementos de tamanho grande (maior que 128 mm) e de forma de lâmina/disco, como ossos longos e elementos cranianos, são encontrados em menor quantidade e são dificilmente transportados. / The presence of fossiliferous deposits in the shoreface and inner continental shelf was attributed to the sea-level oscillations during the Quaternary. Nowadays, these deposits are being eroded by waves and currents and transported onto the beach. The present work aimed to compare the central and southern sectors of the Coastal Plain of Rio Grande do Sul, quantifying and qualifying as its taphonomy, taxonomy and skeletal remains representativeness. A total of 2.820 fossils was collected, among which 95% were collected in the southern sector and only 5% were collected in the central sector. The hypothesis for this difference is the availability of fossils in the shoreface and inner continental shelf. The presence of several sedimentary submerged rocks and submerged elevations and depressions in the shoreface and inner continental shelf of the southern sector indicates probably the source-areas where the fossils are eroded from. In both sectors were identified two populations of bioclasts: non-identified fossils (85%) and identified fossils (15%), indicating greater and less waves reworking, respectively. The same orders and skeletal remains were identified in both sectors, except for some that were only found in the southern sector. In the marine fauna, the most common order was the Perciformes represented mainly by bone tumors of the species Pogonias cromis. Teeth of sharks (Lamniformes and Carcharhiniformes) and rays (Myliobatiformes) were only found in the southern sector due to the presence of the thick konzentrat-lagerstätte of fossil marine shells, called “Concheiros”. In the terrestrial fauna, the most common order was the Cingulata (mostly glyptodontids especially the genre Glyptodon). The accessory elements represented by osteoderms of cingulates were the most abundant skeletal remains, due to the large number of osteoderms that covers the skeleton of cingulates and the small size and compact shape of the osteoderms which favour the transport. Small-size (32-64 mm) and compact-shape elements such as osteoderms, teeth and vertebrae are found in greater quantity and are easily transported. Bigger-sizes (exceeding 128 mm) and blade/disc-shape elements such as long bones and cranial elements are found in less quantity and are hardly transported.

Através de perfis sísmicos de alta resolução (3,5 kHz), coletados entre os anos de 2009 e 2014, foi possível analisar o fundo e sub-fundo marinho da plataforma continental interna do Rio Grande Sul, mais especificamente em frente à desembocadura do estuário da Lagoa dos Patos. Estes dados permitiram observar anomalias acústicas caracterizadas como sendo uma resposta à presença de gás intersticial no sedimento. As acumulações foram identificadas com base na morfologia, dimensão, tipo de assinatura acústica e concentração aparente de gás. Assim, cinco formas distintas de gás raso foram reconhecidas: cortina de gás, blanking acústico, turbidez acústica, pináculo de turbidez e pluma intra-sedimentar. Tais estruturações se apresentaram isoladas ou então relacionadas umas com as outras. Dentre estas, as cortinas de gás e blanking acústico foram as que ocorreram em maior número e área. As cortinas apresentaram morfologia bem definida, em formato de caixa, onde o gás se encontra mais concentrado. O blanking acústico, formado pela presença de bolhas de gás bem disseminadas no sedimento, foi distinguido por uma forte reflexão de topo e um mascaramento dos refletores subjacentes, sem demonstrar limites laterais bem definidos A turbidez acústica, associada à disseminação de gás moderada a alta, é uma perturbação de sinal pela presença de bolhas no sedimento em quantidades que apenas atenuam a energia sísmica, possibilitando identificar algum refletor abaixo do seu topo. Os pináculos de turbidez encontrados são pequenos e apresentaram forma pontiaguda, indicando uma disseminação de gás baixa a moderada. A pluma intra-sedimentar encontrada apresentou formato quase parabólico, interpassando a camada de sedimentos de modo que o gás presente nela é baixo a moderadamente disseminado. Tais formas estão diretamente ligadas com a distribuição das fácies sedimentares, as quais agem como reservatório e selante, retendo ou não o gás e gerando as diferentes respostas acústicas. A ocorrência do gás está concentrada em frente à desembocadura da Lagoa dos Patos, local de deposição de sedimentos finos e matéria orgânica. Este aporte lagunar e o retrabalhamento da plataforma por eventos de regressão e transgressão marinha no Quaternário permitiram a gênese e preservação do gás em sedimentos holocênicos, de provável origem biogênica. / Using high-resolution (3.5 kHz) seismic profiles collected between 2009 and 2014, it was possible to analyze the bottom and sub-bottom geoacoustics characteristics of the inner continental shelf of the Rio Grande Sul, more specifically in front of the mouth of the estuary of the Patos Lagoon. The data allowed observing acoustic anomalies characterized like being a response to gas presence in the sediment. The gas accumulations were identified based on their morphology, dimension, type of acoustic signature and apparent concentration of gas. Thus, five different features of shallow gas were recognized: gas curtain, acoustic blanking, acoustic turbidity zone, turbidity pinnacle and intra-sedimentary plume. These structures have been isolated or then related each other. Among these, the gas curtain and acoustic blanking were those that occurred in greater number and area. Gas curtains presented well defined morphology, in gas boxes format, where the gas is more concentrated. Acoustic blacking, originated from presence of well disseminated gas bubbles in the sediment, was distinguished by a strong top reflection that masks the below reflectors, without to show well defined lateral limits Acoustic turbidity zone, associated with the dissemination of moderate to high gas, is a signal disturbance due to the presence of bubbles in the sediment in quantities that only attenuate the seismic energy, allowing yet identifying some reflector below its top. Turbidity pinnacles found are small and present pointed shape, indicating to a low to moderated gas dissemination. Intra-sedimentary plume found presented an almost parabolic shape, penetrating across the sediment layer thus the gas dissemination in the plume is low to moderate. These forms are linked directly with the sedimentary facies distribution, which act like reservoir and sealant, retaining or not the gas and producing the distinct acoustic response. The gas is concentrated in front of the mouth of Patos Lagoon, deposition site of fine sediments and organic matter. Such lagoon sediment input and the reworking of the shelf by marine regression and transgression events during Quaternary allowed the genesis and preservation of gas occurring in the Holocene sediments, which origin is probable biogenic.

Através de perfis sísmicos de alta resolução (3,5 kHz), coletados entre os anos de 2009 e 2014, foi possível analisar o fundo e sub-fundo marinho da plataforma continental interna do Rio Grande Sul, mais especificamente em frente à desembocadura do estuário da Lagoa dos Patos. Estes dados permitiram observar anomalias acústicas caracterizadas como sendo uma resposta à presença de gás intersticial no sedimento. As acumulações foram identificadas com base na morfologia, dimensão, tipo de assinatura acústica e concentração aparente de gás. Assim, cinco formas distintas de gás raso foram reconhecidas: cortina de gás, blanking acústico, turbidez acústica, pináculo de turbidez e pluma intra-sedimentar. Tais estruturações se apresentaram isoladas ou então relacionadas umas com as outras. Dentre estas, as cortinas de gás e blanking acústico foram as que ocorreram em maior número e área. As cortinas apresentaram morfologia bem definida, em formato de caixa, onde o gás se encontra mais concentrado. O blanking acústico, formado pela presença de bolhas de gás bem disseminadas no sedimento, foi distinguido por uma forte reflexão de topo e um mascaramento dos refletores subjacentes, sem demonstrar limites laterais bem definidos A turbidez acústica, associada à disseminação de gás moderada a alta, é uma perturbação de sinal pela presença de bolhas no sedimento em quantidades que apenas atenuam a energia sísmica, possibilitando identificar algum refletor abaixo do seu topo. Os pináculos de turbidez encontrados são pequenos e apresentaram forma pontiaguda, indicando uma disseminação de gás baixa a moderada. A pluma intra-sedimentar encontrada apresentou formato quase parabólico, interpassando a camada de sedimentos de modo que o gás presente nela é baixo a moderadamente disseminado. Tais formas estão diretamente ligadas com a distribuição das fácies sedimentares, as quais agem como reservatório e selante, retendo ou não o gás e gerando as diferentes respostas acústicas. A ocorrência do gás está concentrada em frente à desembocadura da Lagoa dos Patos, local de deposição de sedimentos finos e matéria orgânica. Este aporte lagunar e o retrabalhamento da plataforma por eventos de regressão e transgressão marinha no Quaternário permitiram a gênese e preservação do gás em sedimentos holocênicos, de provável origem biogênica. / Using high-resolution (3.5 kHz) seismic profiles collected between 2009 and 2014, it was possible to analyze the bottom and sub-bottom geoacoustics characteristics of the inner continental shelf of the Rio Grande Sul, more specifically in front of the mouth of the estuary of the Patos Lagoon. The data allowed observing acoustic anomalies characterized like being a response to gas presence in the sediment. The gas accumulations were identified based on their morphology, dimension, type of acoustic signature and apparent concentration of gas. Thus, five different features of shallow gas were recognized: gas curtain, acoustic blanking, acoustic turbidity zone, turbidity pinnacle and intra-sedimentary plume. These structures have been isolated or then related each other. Among these, the gas curtain and acoustic blanking were those that occurred in greater number and area. Gas curtains presented well defined morphology, in gas boxes format, where the gas is more concentrated. Acoustic blacking, originated from presence of well disseminated gas bubbles in the sediment, was distinguished by a strong top reflection that masks the below reflectors, without to show well defined lateral limits Acoustic turbidity zone, associated with the dissemination of moderate to high gas, is a signal disturbance due to the presence of bubbles in the sediment in quantities that only attenuate the seismic energy, allowing yet identifying some reflector below its top. Turbidity pinnacles found are small and present pointed shape, indicating to a low to moderated gas dissemination. Intra-sedimentary plume found presented an almost parabolic shape, penetrating across the sediment layer thus the gas dissemination in the plume is low to moderate. These forms are linked directly with the sedimentary facies distribution, which act like reservoir and sealant, retaining or not the gas and producing the distinct acoustic response. The gas is concentrated in front of the mouth of Patos Lagoon, deposition site of fine sediments and organic matter. Such lagoon sediment input and the reworking of the shelf by marine regression and transgression events during Quaternary allowed the genesis and preservation of gas occurring in the Holocene sediments, which origin is probable biogenic.

A presença de depósitos fossilíferos na antepraia e plataforma continental interna foi atribuída às oscilações do nível do mar durante o Quaternário. Hoje em dia, esses depósitos estão sendo erodidos por ondas e correntes e transportados para a praia. O presente trabalho teve como objetivo comparar o setor central e sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul, quantificando e qualificando quanto sua tafonomia, taxonomia e representatividade dos restos esqueletais. Foi coletado um total de 2.820 fósseis, dentre os quais 95% foram coletados no setor sul e apenas 5% foram coletados no setor central. A principal hipótese para essa diferença é a disponibilidade de fósseis na antepraia e plataforma interna. A presença de vários parceis e elevações e depressões submersas na antepraia e plataforma interna do setor sul indica, provavelmente as áreas-fonte de onde os fósseis são erodidos. Em ambos os setores foram identificados duas populações de bioclastos: fósseis nãoidentificados (85%) e fósseis identificados (15%), indicando maior e menor retrabalhamento pelas ondas, respectivamente. As mesmas ordens e restos esqueletais foram identificados em ambos os setores, com exceção de alguns que foram encontrados somente no setor sul. Na fauna marinha, a ordem mais comum foi a Perciformes representada principalmente por tumores ósseos da espécie Pogonias cromis. Dentes de tubarões (Lamniformes e Carcharhiniformes) e raias (Myliobatiformes) foram encontrados apenas no setor sul, devido à presença da espessa konzentrat-lagerstätte de conchas marinhas fósseis, chamada de "Concheiros". Na fauna terrestre, a ordem mais comum foi a Cingulata (principalmente gliptodontídeos do gênero Glyptodon). Os elementos acessórios representados por osteoderms de cingulados foram os restos esqueletais mais abundantes, devido ao grande número de osteodermos que cobre o esqueleto de cingulates e ao pequeno tamanho e forma compacta das osteodermos que favorecem o transporte. Elementos de tamanho pequeno (32-64 mm) e de forma compacta, como osteoderms, dentes e vértebras, são encontrados em maior quantidade e são facilmente transportados. Elementos de tamanho grande (maior que 128 mm) e de forma de lâmina/disco, como ossos longos e elementos cranianos, são encontrados em menor quantidade e são dificilmente transportados. / The presence of fossiliferous deposits in the shoreface and inner continental shelf was attributed to the sea-level oscillations during the Quaternary. Nowadays, these deposits are being eroded by waves and currents and transported onto the beach. The present work aimed to compare the central and southern sectors of the Coastal Plain of Rio Grande do Sul, quantifying and qualifying as its taphonomy, taxonomy and skeletal remains representativeness. A total of 2.820 fossils was collected, among which 95% were collected in the southern sector and only 5% were collected in the central sector. The hypothesis for this difference is the availability of fossils in the shoreface and inner continental shelf. The presence of several sedimentary submerged rocks and submerged elevations and depressions in the shoreface and inner continental shelf of the southern sector indicates probably the source-areas where the fossils are eroded from. In both sectors were identified two populations of bioclasts: non-identified fossils (85%) and identified fossils (15%), indicating greater and less waves reworking, respectively. The same orders and skeletal remains were identified in both sectors, except for some that were only found in the southern sector. In the marine fauna, the most common order was the Perciformes represented mainly by bone tumors of the species Pogonias cromis. Teeth of sharks (Lamniformes and Carcharhiniformes) and rays (Myliobatiformes) were only found in the southern sector due to the presence of the thick konzentrat-lagerstätte of fossil marine shells, called “Concheiros”. In the terrestrial fauna, the most common order was the Cingulata (mostly glyptodontids especially the genre Glyptodon). The accessory elements represented by osteoderms of cingulates were the most abundant skeletal remains, due to the large number of osteoderms that covers the skeleton of cingulates and the small size and compact shape of the osteoderms which favour the transport. Small-size (32-64 mm) and compact-shape elements such as osteoderms, teeth and vertebrae are found in greater quantity and are easily transported. Bigger-sizes (exceeding 128 mm) and blade/disc-shape elements such as long bones and cranial elements are found in less quantity and are hardly transported.

A presença de depósitos fossilíferos na antepraia e plataforma continental interna foi atribuída às oscilações do nível do mar durante o Quaternário. Hoje em dia, esses depósitos estão sendo erodidos por ondas e correntes e transportados para a praia. O presente trabalho teve como objetivo comparar o setor central e sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul, quantificando e qualificando quanto sua tafonomia, taxonomia e representatividade dos restos esqueletais. Foi coletado um total de 2.820 fósseis, dentre os quais 95% foram coletados no setor sul e apenas 5% foram coletados no setor central. A principal hipótese para essa diferença é a disponibilidade de fósseis na antepraia e plataforma interna. A presença de vários parceis e elevações e depressões submersas na antepraia e plataforma interna do setor sul indica, provavelmente as áreas-fonte de onde os fósseis são erodidos. Em ambos os setores foram identificados duas populações de bioclastos: fósseis nãoidentificados (85%) e fósseis identificados (15%), indicando maior e menor retrabalhamento pelas ondas, respectivamente. As mesmas ordens e restos esqueletais foram identificados em ambos os setores, com exceção de alguns que foram encontrados somente no setor sul. Na fauna marinha, a ordem mais comum foi a Perciformes representada principalmente por tumores ósseos da espécie Pogonias cromis. Dentes de tubarões (Lamniformes e Carcharhiniformes) e raias (Myliobatiformes) foram encontrados apenas no setor sul, devido à presença da espessa konzentrat-lagerstätte de conchas marinhas fósseis, chamada de "Concheiros". Na fauna terrestre, a ordem mais comum foi a Cingulata (principalmente gliptodontídeos do gênero Glyptodon). Os elementos acessórios representados por osteoderms de cingulados foram os restos esqueletais mais abundantes, devido ao grande número de osteodermos que cobre o esqueleto de cingulates e ao pequeno tamanho e forma compacta das osteodermos que favorecem o transporte. Elementos de tamanho pequeno (32-64 mm) e de forma compacta, como osteoderms, dentes e vértebras, são encontrados em maior quantidade e são facilmente transportados. Elementos de tamanho grande (maior que 128 mm) e de forma de lâmina/disco, como ossos longos e elementos cranianos, são encontrados em menor quantidade e são dificilmente transportados. / The presence of fossiliferous deposits in the shoreface and inner continental shelf was attributed to the sea-level oscillations during the Quaternary. Nowadays, these deposits are being eroded by waves and currents and transported onto the beach. The present work aimed to compare the central and southern sectors of the Coastal Plain of Rio Grande do Sul, quantifying and qualifying as its taphonomy, taxonomy and skeletal remains representativeness. A total of 2.820 fossils was collected, among which 95% were collected in the southern sector and only 5% were collected in the central sector. The hypothesis for this difference is the availability of fossils in the shoreface and inner continental shelf. The presence of several sedimentary submerged rocks and submerged elevations and depressions in the shoreface and inner continental shelf of the southern sector indicates probably the source-areas where the fossils are eroded from. In both sectors were identified two populations of bioclasts: non-identified fossils (85%) and identified fossils (15%), indicating greater and less waves reworking, respectively. The same orders and skeletal remains were identified in both sectors, except for some that were only found in the southern sector. In the marine fauna, the most common order was the Perciformes represented mainly by bone tumors of the species Pogonias cromis. Teeth of sharks (Lamniformes and Carcharhiniformes) and rays (Myliobatiformes) were only found in the southern sector due to the presence of the thick konzentrat-lagerstätte of fossil marine shells, called “Concheiros”. In the terrestrial fauna, the most common order was the Cingulata (mostly glyptodontids especially the genre Glyptodon). The accessory elements represented by osteoderms of cingulates were the most abundant skeletal remains, due to the large number of osteoderms that covers the skeleton of cingulates and the small size and compact shape of the osteoderms which favour the transport. Small-size (32-64 mm) and compact-shape elements such as osteoderms, teeth and vertebrae are found in greater quantity and are easily transported. Bigger-sizes (exceeding 128 mm) and blade/disc-shape elements such as long bones and cranial elements are found in less quantity and are hardly transported.

The Sefidrud has developed a large delta in the south west of the Caspian Sea. Its delta is characterized by rapid sedimentation rate (20 mm/yr) in the delta plain and low sedimentation rate (1.67 mm/yr) in a very steep delta front. Sefidrud Delta evolution depends upon sediment supply by river and longshore current under rapid Caspian Sea Level (CSL) fluctuation and tectonic setting at the point of entry to the basin. The tectonic setting caused a very steep slope in the delta front. Sediment supply is variable and affected by river avulsion and dam construction. The CSL has undergone significant changes during the last millennium. Therefore, the Sefidrud Delta evolution during the last millennium is explained based on CSL fluctuations. This fluctuation has major impacts not only on coastal lagoons, but also more inland in wetlands when the CSL rose up to at least -21.44 m (i.e. >6 m above the present water level) during the early Little Ice Age. Although previous studies in the southern coast of the Caspian Sea have detected a high-stand during the Little Ice Age period, this study presents the first evidence that this high-stand reached so far inland and at such a high altitude. This study also examines the interdependence of different factors in the evolution of coastal lagoons as a part of delta evolution. Dam flushing operations and rapid sea–level rise (~3 m between 1977 and 1995) have accelerated the infilling of the coastal lagoon system. This rapid infilling (31 mm/yr) makes the whole system more prone to sediment encroachment in the short term. Because the lagoons are short-lived and have dynamic evolution, the impact of the Anthropocene is also visible in the delta evolution.

A análise dos parâmetros morfométricos publicados buscou relacionar o comportamento morfodinâmico praial com o da barreira costeira holocênica no estado do Rio Grande do Sul (RS), para estabelecer de que maneira estes ambientes estão relacionados. Foram analisados os dados de 31 praias, de Torres ao Chuí, possibilitando uma revisão e reavaliação dos estágios morfodinâmicos, com a compartimentação destes locais em cinco grupos, baseados em sua morfodinâmica e mobilidade praial. O grupo 1 é composto pelas praias intermediárias de mobilidade moderada à alta, que estão em sua maioria localizadas no litoral médio do RS correspondente a barreira agradacional, com alto desenvolvimento de campos de dunas transgressivas e dunas frontais, e estão também associadas às praias com característica retrogradante da barreira, porção sul da barreira agradacional. O grupo 2 compõe as praias dissipativas, com estágio intermediário ocorrendo de maneira secundária, de moderada à alta mobilidade, associadas a barreira progradante do litoral norte. Este setor apesar de apresentar alto potencial de transporte sedimentar por ventos e por ondas não apresenta campos de dunas bem desenvolvidos, onde o aporte sedimentar favorece a progradação costeira. O grupo 3 é formado por praias intermediárias de baixa mobilidade, associadas à porção norte da barreira agradacional e às praias do litoral sul que representam a transição entre a barreira progradante e retrogradante. No litoral médio a associação da baixa mobilidade praial com a alta capacidade de transporte e disponibilidade sedimentar, resultante do transporte sedimentar pelo vento no sentido continental, permitiu o desenvolvimento de grandes campos de dunas transgressivos e de dunas frontais. O grupo 4 é constituído por praias dissipativas e secundariamente intermediárias, de baixa mobilidade, da barreira progradante do litoral sul, que não desenvolveu vastos campos de dunas, semelhante ao que ocorre na barreira progradante ao norte. O grupo 5 é formado por duas praias diferenciadas, onde o estágio intermediário predomina e o refletivo ocorre eventualmente no verão, e estão localizadas em barreiras retrogradantes. As praias dissipativas são responsáveis por remobilizar o maior volume sedimentar da antepraia ao ambiente praial, onde integra o processo de progradação costeira. A porção da barreira agradacional, responsável pelas maiores dunas frontais, apresenta a menor mobilidade, sendo que conforme sua mobilidade é aumentada em direção ao sul, os maiores campos de dunas transgressivas ocorrem. Os estágios intermediários possuem energia suficiente para transportar sedimentos da antepraia para a praia, enquanto que a formação ou não das dunas é influenciada pelo potencial de transporte do vento NE e pela orientação da linha de costa com relação a este vento. As barreiras retrogradantes estão associadas a estágios intermediários de mobilidade variável, sendo que os dois focos erosivos do estado estão associados à alta mobilidade, o qual deixa estes ambientes susceptíveis aos episódios de erosão durante a passagem de eventos de tempestades. Assim, o caráter erosivo da barreira pode estar associado tanto com a energia de ondas, quanto com uma antepraia irregular e um déficit sedimentar, que acarreta em variações na morfodinâmica praial. / The analysis of the morphometric parameters of the published works about beach morphodynamics in the State of Rio Grande do Sul had the objective to relate the morphodynamic behavior of the beach with the holocene coastal barrier, in order to establish how these environments are related. The data of 31 beaches were analyzed, allowing a review and reevaluation of the morphodynamic stages, with the compartmentalization of these sites in five groups, based on their morphodynamics and beach mobility. Group 1 is composed of intermediate beaches with moderate to high mobility, which are located in the middle coast corresponding to the aggradational barrier, with high development of transgressive dunes and foredunes, and, associated too with the beaches with retrogradational characteristics of the barrier. Group 2 consists of dissipative beaches, with intermediate stage occurring in a secondary way, being these from moderate to high mobility, associated with the progradational barrier of the north coast. This sector, despite to present a high potential for sediment transport by winds and waves, does not have well development dunefields, where the sediment budget supports coastal progradation. Group 3 is formed by intermediate beaches of low mobility, associated with the northern portion of the aggradational barrier and the beaches of the south coast that represent the transition between the prograded and retrograded barrier. In the middle coast, the association of low beach mobility with high transport capacity and sedimentary availability, and the resulting of the sedimentary transport by wind onshore, allowed the development of large transgressive dunefields and foredunes. Group 4 consists of dissipative and secondarily intermediate beaches, with low mobility, of the progradational barrier of the south coast, which, similar to what occurs in the progradational barrier of the north, did not develop largest dune fields. Group 5 is formed by two beaches with peculiar characteristics, where the intermediate stage predominates and the reflective occurs eventually in the summer, associated with the retrograded barrier. The dissipative beaches are responsible for remobilizing highs sediments volumes of the shoreface and provide to the beach environment, where, in this case, it is converted into coastal progradation. The portion of the aggradational barrier responsible for the largest frontal dunes presents the smaller mobility, and as its mobility is increased towards the south, the largest transgressive dunefields in the state occurs. The intermediate stages have enough energy to carry sediments from the shoreface to the beach, while the formation of the dunes is influenced by the transport potential of the NE wind and by the orientation of the coastline in relation to this wind. Retrograded barriers are associated to intermediary stages of variable mobility, and the two erosive hotspots of the state are associated with high mobility, which turns these environments susceptible to erosion episodes during the passing of storm events. Thus, the erosive character of the barrier may be associated with both wave energy and an irregular shoreface and a negative sediment budget, which leads to variations in beach morphodynamics.

O sistema laguna-barreira da Feitoria localizado na margem oeste da célula Sul da laguna dos Patos – Rio Grande do Sul, Brasil – se assemelha geomorfologicamente, em uma escala menor, a um sistema barreira oceânico e cronologicamente ao sistema Barreira IV (Villwock e Tomazelli, 1995). Com o intuito de caracterizar a morfologia e a estratigrafia deste sistema deposicional laguna-barreira foi estudada a geologia de superfície e de subsuperfície. As características geológicas de superfície foram obtidas através da análise de aerofotografias e de imagens de satélite; de levantamentos topográficos e das análises geocronológicas por Luminescência Oticamente Estimulada em sedimentos superficiais. A geologia de subsuperfície foi caraterizada a partir da análise de perfis geofísicos registrados com sísmica rasa e de seções de georradar; junto foram integradas as análises granulométricas, palinológicas e geocronológicas (radioisótopos de 14C) coletadas em testemunhos de sondagem. Através da compilação crítica dos resultados obtidos, esta Tese apresenta evidências de que a gênese da barreira da Feitoria e da laguna na sua retaguarda, está correlacionada a topografia antecedente, marcada pela existência de um alto topográfico remanescente entre os paleovales fluviais dos rios Turuçu e Corrientes, onde este alto serviu de substrato para o início do desenvolvimento desta barreira. Também, é evidenciado que a evolução geomorfológica da barreira da Feitoria (orientação, truncamentos e tipologia dos cordões litorâneos), subdividida em nove fases de deposição, ocorreu associada as variações relativas do nível do mar a partir do Holoceno médio (8.000 anos A.P.). Observa-se também que foi influenciada diretamente pelas flutuações de alta frequência do nível de base da laguna dos Patos, causadas pela interação de três fatores: variabilidade no volume de precipitação na área da bacia de drenagem; marés meteorológicas causadas pelo vento; e alterações geomorfológicas na desembocadura da laguna dos Patos. O início da progradação dos cordões litorâneos na barreira da Feitoria ocorreu, aproximadamente, a 7.200 anos A.P., cronocorrelato ao período em que o nível relativo médio do mar ultrapassou o nível atual. A cota altimétrica da 1° crista destes cordões litorâneos encontra-se a 4,2 m acima do nível do mar atual, evidenciando a sobre-elevação do nível de base lagunar para a formação dos mesmos. A ilha da Feitoria, porção sul da barreira, teve sua formação, aproximadamente, a 5.000 anos A.P. associada ao rebaixamento do nível do mar e, consequentemente, ao afloramento do paleoalto topográfico da Feitoria. A partir deste período o controle sobre a morfologia e a orientação dos cordões litorâneos passa a ter uma maior influência associada as modificações na geomorfologia da desembocadura da laguna dos Patos (alta frequência). No entanto, as variações do nível de base lagunar (volume de precipitação e marés meteorológicas) de mais alta frequência são as responsáveis pela gênese das cristas dos cordões litorâneos. A deposição de sedimentos finos na área da laguna Pequena (retaguarda) começa antecedentemente a 7.730 anos A.P. com um aumento de influência marinha, próximo a esta idade, passando por um curto período com menor influência, retornando a aumentar a entrada de água salgada no interior da laguna dos Patos próximo a 7.000 anos A.P. A partir deste período, apesar das oscilações de alta frequência, passa a ter uma tendência de diminuir gradativamente a influência marinha no interior das lagunas dos Patos e Pequena. Esta diminuição da influência marinha pode ser correlacionada ao estreitamento do canal de ligação entre a laguna dos Patos e o oceano, assim como, o desenvolvimento da barreira da Feitoria diminuiu a comunicação entre a laguna Pequena e a laguna dos Patos. / The lagoon-barrier system of the Feitoria located on the western margin of the southern cell of the Patos lagoon - Rio Grande do Sul, Brazil - resembles geomorphologically, on a smaller scale, to the barrier system oceanic and chronologically to the Barrier IV system (Villwock e Tomazelli, 1995). In order to characterize the morphology and stratigraphy of this depositional lagoon-barrier system, the surface and subsurface geology were studied. The surface geological characteristics were obtained from the analysis of aerial photographs and satellite images; surveying and geochronological analyzes Optically Stimulated Luminescence of surface sediments. The subsurface geology was characterized by the analysis of geophysical profiles recorded with shallow and georadar seismic; and granulometric, palynological and geochronological analyzes (14C radioisotopes) of sedimentary records. This thesis presents evidences that the genesis of the Feitoria barrier and the Pequena lagoon is correlated with the previous topography, marked by the existence of a high topographic remnant among the fluvial paleovales of the Turuçu and Corrientes rivers, where this high served as a substrate for the beginning of the development of this barrier. Also, it is evidenced that the geomorphological evolution of the Feitoria barrier (orientation, truncations and typology of beach ridges), subdivided into 9 phases of deposition, was associated with sea level variations from the average Holocene (8,000 years Before the Present) and was also influenced directly by the high frequency fluctuations of the basal level of the Patos lagoon, caused by the interaction of three factors: variability in the volume of precipitation in the area of the drainage basin; wind tides; And geomorphological changes at the mouth of the Patos lagoon. The beginning of the development of the coastal strands in the Feitoria barrier occurred approximately 7,200 years B.P., chronologically during the period in which the average relative sea level exceeded the current level. The crest of the first ridge of these coastal strands is 4.2 m above current sea level, evidencing the over-elevation of the lagoon base level for their formation. The island of Feitoria, southern portion of the barrier, began approximately 5,000 years BP associated with the decline of sea level and the outcropping of the topographic paleoalto of Feitoria. From this period, the control over the morphology and orientation of the coastal strands will have a greater influence associated with the changes in the geomorphology of the mouth of the Patos lagoon (high frequency). However, variations in lagoon base level (volume of precipitation and wind tides) the highest frequency are responsible for the genesis of coastal beach ridges. The deposition of fine sediments in the Pequena lagoon area starts before 7,730 years BP with an increase of marine influence, near this age (palinological records), passing for a short period with less influence, returning to increase the entrance of salt water inside Patos lagoon, near to 7,000 years BP. From this period, despite the high frequency oscillations, there is a tendency gradually decrease the marine influence inside the lagoons Patos and Pequena. This decrease in the marine influence can be correlated to the narrowing of the channel connecting the Patos lagoon to the ocean, as well as the development of the Feitoria barrier, reducing the communication between the lagoons Pequena and Patos.