This thesis provides a detailed study of environmental magnetism in a speleothem. It focuses on a stalagmite from Pau DAlho cave (15°1220S, 56°4841W) located in Rosário dOeste, Mato Grosso State, Brazil. This speleothem grew during the past 1355 years, with average growth rate of ~168 mm/ka and encompasses two key events in the South American Summer Monsoon (SASM), the Medieval Climate Anomaly (MCA) and the Little Ice Age (LIA), major dry and wet, respectively. The rock magnetic experiments conducted, include isothermal remanent magnetization (IRM) and anhysteretic remanent magnetization (ARM) acquisition curves, thermal demagnetization of three-axis IRM acquisition, hysteresis loops, first order reversal curves (FORC) and low-temperature SQUID magnetometry experiments. The main magnetic remanence carriers in the stalagmite are magnetite and goethite, with a nearly constant relative proportion. Magnetite has remanent coercivities between 14-17 mT, and its magnetic properties are similar to those produced by pedogenic processes. Magnetic remanence is broadly correlated with carbon and oxygen isotope data throughout most of the speleothem, suggesting that precipitation and soil dynamics above the cave exert a strong control on the input of magnetic minerals into the Pau dAlho cave system. Dry periods like the MCA are associated with less stable soils that result in higher mineral fluxes carried into karst systems via groundwater, while conversely, colder and wetter periods like the LIA are associated with soils topped by denser vegetation that are more capable of retaining micrometer-scale pedogenic minerals, and thus reduce mineral fluxes into karst environments. / Esta tese fornece um estudo detalhado do magnetismo ambiental de espeleotemas. Este estudo é feito em uma estalagmite da caverna Pau D\'Alho (15 ° 12\'20 \"S, 56 ° 48\'41\" W), localizado em Rosário d\'Oeste, Mato Grosso, Brasil. Este espeleotema cresceu durante os últimos 1355 anos, com taxa média de crescimento de ~ 168 mm/ka e engloba dois eventos climáticos do Sistema de Monção Sul-americano (SMSA), a Anomalia Climática do Medieval (ACM) e a Pequena Idade do Gelo (PIG), eventos secos e molhados, respectivamente. Os experimentos de magnetismo de rocha incluem: magnetização remanecte isotermal (MRI), ciclos de histerese, magnetização remanente anisterética (MRA), desmagnetização térmica em três eixos, first order reversal curves (FORC) e experimentos de baixa temperatura. Os principais portadore magnéticos na estalagmite são magnetita e goethita, com uma proporção relativa quase constante. A magnetita tem coercividades entre 14-17 mT, e as suas propriedades magnéticas são semelhantes às produzidas por processos pedogênicos. As remanências magnéticas são amplamente correlacionadas com dados de isótopos de carbono e oxigênio durante o registro, sugerindo que a precipitação e a dinâmica do solo acima da caverna exerce um forte controle na entrada de minerais magnéticos no sistema de cavernas Pau d\'Alho. Períodos secos como o ACM estão associados a solos menos estáveis, que resultam em maiores fluxos de minerais detríticos carreados para o sistema de cavernas, ao passo que, inversamente, os períodos frios e chuvosos como a LIA estão associados a solos cobertos pela vegetação mais densa que são mais capazes de reter minerais pedogênicos de escala micrométrica, e, assim, diminuir os fluxos de minerais detríticos para o sistema de cavernas.

This thesis provides a detailed study of environmental magnetism in a speleothem. It focuses on a stalagmite from Pau DAlho cave (15°1220S, 56°4841W) located in Rosário dOeste, Mato Grosso State, Brazil. This speleothem grew during the past 1355 years, with average growth rate of ~168 mm/ka and encompasses two key events in the South American Summer Monsoon (SASM), the Medieval Climate Anomaly (MCA) and the Little Ice Age (LIA), major dry and wet, respectively. The rock magnetic experiments conducted, include isothermal remanent magnetization (IRM) and anhysteretic remanent magnetization (ARM) acquisition curves, thermal demagnetization of three-axis IRM acquisition, hysteresis loops, first order reversal curves (FORC) and low-temperature SQUID magnetometry experiments. The main magnetic remanence carriers in the stalagmite are magnetite and goethite, with a nearly constant relative proportion. Magnetite has remanent coercivities between 14-17 mT, and its magnetic properties are similar to those produced by pedogenic processes. Magnetic remanence is broadly correlated with carbon and oxygen isotope data throughout most of the speleothem, suggesting that precipitation and soil dynamics above the cave exert a strong control on the input of magnetic minerals into the Pau dAlho cave system. Dry periods like the MCA are associated with less stable soils that result in higher mineral fluxes carried into karst systems via groundwater, while conversely, colder and wetter periods like the LIA are associated with soils topped by denser vegetation that are more capable of retaining micrometer-scale pedogenic minerals, and thus reduce mineral fluxes into karst environments. / Esta tese fornece um estudo detalhado do magnetismo ambiental de espeleotemas. Este estudo é feito em uma estalagmite da caverna Pau D\'Alho (15 ° 12\'20 \"S, 56 ° 48\'41\" W), localizado em Rosário d\'Oeste, Mato Grosso, Brasil. Este espeleotema cresceu durante os últimos 1355 anos, com taxa média de crescimento de ~ 168 mm/ka e engloba dois eventos climáticos do Sistema de Monção Sul-americano (SMSA), a Anomalia Climática do Medieval (ACM) e a Pequena Idade do Gelo (PIG), eventos secos e molhados, respectivamente. Os experimentos de magnetismo de rocha incluem: magnetização remanecte isotermal (MRI), ciclos de histerese, magnetização remanente anisterética (MRA), desmagnetização térmica em três eixos, first order reversal curves (FORC) e experimentos de baixa temperatura. Os principais portadore magnéticos na estalagmite são magnetita e goethita, com uma proporção relativa quase constante. A magnetita tem coercividades entre 14-17 mT, e as suas propriedades magnéticas são semelhantes às produzidas por processos pedogênicos. As remanências magnéticas são amplamente correlacionadas com dados de isótopos de carbono e oxigênio durante o registro, sugerindo que a precipitação e a dinâmica do solo acima da caverna exerce um forte controle na entrada de minerais magnéticos no sistema de cavernas Pau d\'Alho. Períodos secos como o ACM estão associados a solos menos estáveis, que resultam em maiores fluxos de minerais detríticos carreados para o sistema de cavernas, ao passo que, inversamente, os períodos frios e chuvosos como a LIA estão associados a solos cobertos pela vegetação mais densa que são mais capazes de reter minerais pedogênicos de escala micrométrica, e, assim, diminuir os fluxos de minerais detríticos para o sistema de cavernas.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-28T17:47:04Z No. of bitstreams: 1 Tese James Apaestegui_Correção Final_BGQ_JAC.pdf: 7664507 bytes, checksum: 8220884254a8170a7942fe2b0a436219 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T17:47:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese James Apaestegui_Correção Final_BGQ_JAC.pdf: 7664507 bytes, checksum: 8220884254a8170a7942fe2b0a436219 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / As cavernas situadas nos Andes peruanos e bolivianos são caracterizadas por possuir espeleotemas proporcionando enorme potencial para estudos paleoclimáticos e paleohidrologicos de alta resolução, os quais permitem entender principalmente períodos curtos de variabilidade climática. Estas variabilidades durante o último milênio vêm sendo amplamente estudadas, principalmente por corresponder a importantes eventos climáticos recentes, tais como Anomalia Climática Medieval (ACM- 900 a 1200 A.D.) e Pequena Idade do Gelo (PIG- 1400 a 1850 A.D), os quais foram associados a mudanças na atividade solar e atividades vulcânicas no Hemisfério Norte. Neste trabalho, foram utilizados isotopos estáveis de oxigenio (δ18O) em espeleotemas como proxy para avaliar fases de mudanças de fontes e intensidade de pluviosisade relacionados a variações da atividades da Monção Sul Americana. Foram analisados 5 espeleotemas; 2 na Caverna da Palestina (Peru) e 3 na caverna Chiflonkhakha (Bolivia). Os resultados encontrados mostraram alterações nos valores de δ18O sugerindo condições secas no Peru e humidas na Bolivia durante a ACM evidenciadas por valores mais positivos e negativos respectivamentes. Posteriormente, durante a PIG, os resultados de δ18O mostram valores mais negativos evidenciando condições mais úmidas em ambas as regiões. Análises de frequencias dos registros estudados mostraram periodicidades em torno de 8, 25 e 64 anos. Estas variações foram correlacionadas para ACM e PIG, com outras reconstruções paleoclimáticas em áreas marinhas e continentais, com intuito de entender a influência das variabilidades zonais e latitudinais das temperaturas de superfície oceânicas (TSMs) do Pacifico Equatorial e no Oceano Atlântico na distribuição das precipitações em relação ao Monção Sul Americana. / The caves located in the Peruvian and Bolivian Andes are characterized by the presence of speleothems providing high potential for high resolution paleoclimate and paleohydrologicall reconstructions, which allow understand principally short periods of climate variability. These variability during the last millennium have been widely studied, mainly in correspondance to important recent weather events such as Medieval Climate Anomaly (MCA, AD 900-1200) and the Little Ice Age (LIA - 1400-1850 AD), which were associated to changes in solar and volcanic activities in the Northern Hemisphere. In this work, we used stable oxygen isotopes (δ18O) in speleothems as a proxy for assessing the stages of change of sources and precipitation intensity related to changes in the activities of the South American Monsoon System. 5 espeleotems were analyzed; 2 in Palestina cave (Peru) and 3 in Chiflonkhakha cave (Bolivia). Our results show changes in δ18O values suggesting dry conditions in Peru and humid conditions in Bolivia during ACM evidenced by more positive and negative values respectively. Later, during the LIA, results show more negative δ18O values indicating more humid conditions in both regions. Analysis of frequencies over the studied records showed periodicities around 8, 25 and 64 years. These variations were correlated to ACM and LIA with other paleoclimatic reconstructions in marine and continental areas, in order to understand the influence of the zonal and latitudinal variability of ocean surface temperatures (SSTs) in the Equatorial Pacific and the Atlantic Ocean and it´s influence on distribution of rainfall in relation to the South American Monsoon.

[pt] O presente trabalho aborda as determinações de idades de espeleotemas e corais, usando o método de desequilíbrio da série urânio, mais especificamente, o método de deficiência de filhos daughter deficient DD, em particular o método 230Th/234U. Foram testadas diferentes metodologias empregando separação por extração cromatográfica e quantificação por espectrometria alfa e ICP-MS. Foram testados três procedimentos diferentes: separação em batelada empregando-se colunas com Tri-octil óxido de fosfina (TOPO) em silica- gel e a coluna TRU comercializada pela Eichrom(R), composta de octil-N,N,- isobutil carbamoil óxido de fosfina dissolvido em fosfato de tributila (TBP) e quantificação por espectrometria alfa; separação em batelada com os mesmos sistemas mas quantificação por ICP-MS e separação em linha (flow injection) com cartuchos de TRU e quantificação por ICP-MS. As metodologias desenvolvidas foram validadas empregando-se amostras de referência certificada, IAEA-327 (solo) tendo sido obtidas incertezas de 2% para o método empregando a separação em linha (flow injection) com cartuchos de TRU e quantificação por ICP-MS. As amostras de espeleotema analisadas foram coletadas no Carste de Lagoa Santa, MG, pelo grupo do Prof. Luis Piló (USP) e suas idades variaram de 15,2±2,2 kanos a >350 kanos. Estes valores estão na faixa dos valores encontrados na literatura para amostras de espeleotema coletadas pelo mesmo grupo na mesma região. A amostra de coral, coletada na Bacia de Campos (RJ) era da espécie Lophelia pertusa, foi subdividida segundo suas ramificações (primária, secundária e terciária) e o ramo principal foi datado em 9,4 ± 0,3 kanos. / [en] This paper discusses the age determination of speleothems and corals using Uranium-series- imbalance method, more specifically the daughter deficient method - DD, particularly the 230Th/234U method. Different methodologies were tested using chromatographic extraction separation and quantification by alpha spectrometry and ICP-MS. Three different procedures were tested: batch separation using columns with Tri-N-Octylphosphine Oxide (TOPO) in silica gel and TRU column commercialized by Eichrom(R) composed of octyl-N,N,-isobutyl carbamoylphosphine oxide dissolved in tri-n-butyl phosphate (TBP) and with quantification by alpha spectrometry; batch separation with the same systems, but with quantification by ICP-MS; and flow injection with TRU cartridges and qualification by ICP-MS. The methodologies developed were verified using certified reference samples, IAEA-327 (soil) with 2% imprecision rate for the method using flow injection with TRU cartridges and qualification by ICP-MS. The speleothem samples analyzed were collected at Carste de Lagoa Santa, in the state of Minas Gerais, by Prof. Luis Piló`s (USP) group, and their ages varied from 15,2±2,2 kyears to >350 kyears. These numbers are within the range found in the literature for speleothem samples collected by the same group in the same region. The coral sample, collected at Bacia de Campos (RJ), and from the Lophelia pertusa species, was subdivided according to its ramifications (primary, secondary and tertiary), and the main ramification dated 9,4 ± 0,3 kyears.

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

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

El análisis de estructuras paleokársticas ha atraído, en los últimos años, el interés de numerosos investigadores a la información que aportan a la geología aplicada y la paleogeomorfología. Estudios recientes se han centrado en la aplicación de técnicas de exploración del subsuelo debido a la escasez de afloramientos. En la presente Memoria se analizan íntegramente las formas de hundimiento pretéritas que afloran discontinuamente con gran detalle, en los acantilados de las costas meridional (plataforma de Llucmajor) y oriental (plataforma de Santanyí) de Mallorca, a lo largo de más de 75 km de línea de costa, afectando a las rocas carbonáticas del Mioceno superior. El estudio se ha centrado en la distribución geográfica, evolución geológica y las características geomorfológicas de estos paleocolapsos, con especial énfasis en su génesis, su relación con la arquitectura y distribución de las facies, así como en las formas y productos asociados.Los paleocolapsos han sido descritos en su contexto litoestratigráfico y estructural dentro de las mencionadas plataformas carbonáticas, siendo este trabajo una contribución al conocimiento del karst en estas unidades geológicas y su relación con las fluctuaciones marinas. La karstogénesis queda reflejada en estas formas pretéritas donde se han observado depósitos y formas de disolución ligadas a la dinámica kárstica controlada, en el caso que nos ocupa, por las fluctuaciones del nivel del mar: brechas, sedimentos detríticos, cementos, así como distintos tipos y volúmenes de porosidad. La mayor parte de estas formas (sobre un total de 177), cuyas dimensiones en sección varían desde pocos metros hasta afloramientos con 28 m de altura y más de 100 m en la horizontal, se ubican en la plataforma de Santanyí a excepción de dos estructuras ubicadas en la plataforma de Llucmajor.El análisis geológico y su relación con los paleocolapsos muestra como en la plataforma de Llucmajor éstos afectan a las facies de la Unidad Complejo Arrecifal (facies de back reef y frente arrecifal). Sin embargo, en la plataforma de Santanyí, los paleocolapsos afectan tanto a parte del Complejo Arrecifal (facies de back reef), como a la totalidad de la Unidad Calizas de Santanyí. A partir del estudio de la arquitectura de facies del Complejo Arrecifal en la plataforma de Llucmajor se ha establecido el modelo deposicional en la plataforma de Santanyí. Sin embargo, ésta última se encuentra compartimentada como consecuencia del control de dos fallas en dirección de orientación E-O en S'Algar y Na Magrana, donde se localiza el contacto entre facies de lagoon externo y talud arrecifal. No obstante, la cartografía y análisis de los lineamientos en dicha plataforma ha permitido identificar dos familias principales con dos direcciones dominantes; NE-SO y NO-SE, siendo la dirección E-O menos representativa. Se han observado fracturas distensivas y pequeñas fallas inversas miocenas asociadas al proceso de colapso, así como fracturas y fallas postmiocenas, y fracturas cuaternarias.El estudio de la geometría en sección de los paleocolapsos pone de relieve que la formas en "V", "U" y conoidales son las más comunes. Han sido identificadas dos partes diferentes en un paleocolapso tipo: una inferior donde se observa la paleocavidad ubicada en la base del paleocolapso (lagoon externo y/o frente arrecifal), con una geometría irregular de dimensiones entre 1 m y 9 m rellena por sedimentos adyacentes y suprayacentes a ésta; y una parte superior, coincidente con los bordes de la estructura (lagoon interno/Calizas de Santanyí) buzando con inflexión conoidal hacia la paleocavidad.Se han identificado cuatro tipos de brechas (crackle, crackle-laminae-split, de mosaico y caótica) en las estructuras de paleocolapso asociadas cada una de ellas a distintos niveles estratigráficos y, en algunos paleocolapsos, con una gradación vertical y lateral. Son característicos de estos depósitos los sedimentos detríticos (matriz) y los cementos asociados (vadosos y freáticos). En general, el cemento domina sobre la matriz en la zona inferior del paleocolapso, mientras que por encima, es la matriz la que domina sobre el cemento. El análisis por difracción de Rayos X de la matriz indica para la muestra total que la calcita es el mineral principal y el cuarzo el mineral secundario. En la fracción arcilla, la moscovita, la illita y la caolinita son los minerales más comunes. De ello, junto con el estudio de láminas delgadas en estos depósitos, donde se han observado tamaños de grano en el cuarzo superior a 2 mm, se deduce un ambiente de sedimentación subsuperfical y otro subaéreo de lo que se extrae un origen, proceso de transporte y sedimentación diversos, así como la evolución cristaloquímica en determinados minerales. Los cementos son de naturaleza calcítica, con contenidos relativamente altos en magnesio para los freáticos y bajos para los vadosos. Para el estudio de la porosidad en los paleocolapsos se ha procedido a su clasificación en dos tipos principales, interclasto e intraclasto, a partir de las cuales se ha estudiado la macro y microporosidad. La brecha caótica de colapso es la que presenta volúmenes de porosidad más elevados y tipologías diversas. El análisis de isótopos estables muestra una gran homogeneidad entre la composición isotópica de los cementos, con valores en δ18O y δ13C ligeros, lo que indica condiciones análogas de precipitación, con dominio de aguas dulces sobre las saladas. Tanto la marca del oxígeno como del carbono parecen indicar que los cementos se depositaron en un período interglaciar coincidente con algún estadio isotópico impar.El estudio de la arquitectura de facies de la plataforma de Llucmajor ha permitido elaborar un modelo genético de ocurrencia para los paleocolapsos y su ubicación espacio-temporal. Dicho modelo, ha sido corroborado por la relación entre la distribución de facies y paleocolapsos en la plataforma de Santanyí, por la observación en algunos paleocolapsos de sedimentos a techo de la Unidad Calizas de Santanyí que sellan la estructura, así como por el tipo de brechas características de colapsos sinsedimentarios (brecha crackle-laminae-split), que muestran una deformación dúctil de los materiales cuando éstos no estaban completamente consolidados, dando lugar a formas laxas de bajo ángulo. Los procesos genéticos que dieron lugar a los paleocolapsos kársticos están directamente relacionados con la alta frecuencia de fluctuación del nivel del mar durante el Mioceno superior, la misma que controló la arquitectura de facies y la posición del nivel freático. Las oscilaciones del nivel freático causaron la alternancia de dominios freáticos y vadosos así como, de agua dulce y agua salada en la interfase, provocando la disolución de los parches coralinos y el posterior hundimiento del techo de las cavidades. El estudio integral de todos estos aspectos junto con el análisis de una red de paleocauces y una playa fósil, ha permitido realizar una reconstrucción paleogeográfica desde el Messiniense en la plataforma de Santanyí e identificar estructuras de paleocolapso postmiocenas y cuaternarias. Con estos datos se ha procedido a la comparación de los paleocolapsos kársticos con otras estructuras similares en el País Vasco y Las Islas de Malta, de lo que se extraen analogías y diferencias, determinadas fundamentalmente por el orden de fluctuación del nivel del mar. Por último, se discute el papel de los paleocolapsos kársticos como elementos que contribuyen en cierta medida a la ocurrencia de hidrocarburos en plataformas carbonáticas, pudiendo ser excelentes reservorios debido al gran número de afloramientos, el volumen de roca afectada y a su elevada porosidad y permeabilidad. / Paleokarst tend to differ from studies of recent and modern karst landforms though is important the genetic understanding of the karst processes for analysis a paleokarst structure. Paleokarst systems form an important class of carbonate record and they have a pronounced lateral and vertical spatial complexity that results from a complex history of formation. Most of the known karst systems are epigenetic and they are the result of near-surface karst processes during periods of subaerial exposure and latter burial compaction and diagénesis. Scale, porosity types and spatial complexities of these paleokarst systems depends on the carbonate rock solubility, paleoclimatic conditions, lowering of base level either by tectonic uplift or sea-level fall and time of subaerial exposure. Uplift, in addition, commonly induces fracturing and faulting that further control karst development. Ascertaining and predicting paleokarstic heterogeneities within carbonate rocks are strategic to fluids field development and optimum production. With current subsurface methods, however, most of the smaller-scale stratigraphic architecture and diagenetic facies are difficult to define. Predictive models for exploration and development are best made from outcrop studies of well-exposed examples. Accuracy for prediction of these models depends on the detailed understanding of the genetic factors controlling their geometries, scale, pore networks and spatial complexities of these potential karstic store. Miocene carbonates (Upper Tortonian-Lower Messinian) in Mallorca Island are composed of reefal (Reef Complex) and shallow water carbonates (Santanyí Limestone) that prograded across platforms surrounding paleoislands. The contact between the Reef Complex and the Santanyí Limestone is a subaerial erosion surface with paleokarst features. The shallow-water carbonates beds both the lagoonal beds of the Reef Complex and basal beds of the Santanyí Limestone, are affected by paleocollapse structures produced by roof collapse of caverns developed in the underlying Reefal Complex. These paleocollapse structures affecting to the carbonate platform allows to propose a genetic model to explain the origin of these paleosink, that are related to early diagenetic processes induced by high-frequency sea-level fluctuations, the same sea-level fluctuations that controlled the facies architecture of the carbonate platforms.Cartography and study of lineaments and fractures on Santanyí Platform have permitted identified two principals groups with two main directions: NE-SO and NO-SE. Have been observed distensiva fractures and Miocene small inverse faults related with de breackdwon phenomena. Moreover, postmiocenes and quaternary faults and fractures have been recognized.The geometry of paleocollapse structures is commonly (in section) as "V", "U" or funnel. The size is variable from few meters of long to thousands meters, and few meters of weigh to thirteen meters. Breccias has been classified as crackle, crackle-laminae-split, mosaic and chaotic types. Chaotic breccias grade from matrix-free, clasts-supported breccias to matrix-supported breccias. The matrix mineralogy is compose in the total sample for calcite in the major part and quartz in less quantity. However, same structures present quartz as principal mineral. To the clay fraction, caolinite, illite and moscovite are the most general mineral present.The geochimical sediment (carbonate) are filling a part of interclaste breccias porosity. This is commonly phreatic speleothems. Isotopic studies of this sediments show δ18O and δ13C contents negatives. This fact could indicate a fresh water environment deposition