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Filtros passa-baixas ponderados e dados SRTM aplicados ao estudo do pantanal da Baixa Nhecolândia, MS: Aspectos tectônicos e de distribuição de lagoas hipersalinas / Weighted low-pass filter and SRTM data applied to Low Nhecolândia Pantanal (MS) study: tectonics aspects and hipersalines ponds arrangement

Deborah Mendes 25 August 2008 (has links)
O Pantanal Matogrossense divide-se em onze sub-regiões com características muito distintas, entre elas a Nhecolândia, cuja porção oeste, a Baixa Nhecolândia, apresenta uma fisiografia única no planeta, com milhares de lagoas salinas e hipossalinas intercaladas de forma aparentemente aleatória. Este ambiente, inserido em uma planície muito mais ampla, tem parte de seus limites bruscos e retilíneos. Um deles, a NW, reconhecido na literatura como de origem tectônica, é dado por reativação do Lineamento Transbrasiliano que soergueu a Baixa Nhecolândia. O outro, a SW, embora também retilíneo, não tem na literatura menção a uma possível origem tectônica. Considerando a dificuldade de se encontrar em areias inconsolidadas evidências diretas de possíveis estruturas, optou-se por buscar em variações topográficas evidências deste evento. A região tem gradiente topográfico extremamente baixo, com declividade para SW dando-se em cm/km e a diferença de altitude encontrada no limite NW da ordem de 4 m. Considerando usar modelos digitais de terreno gerados por imagens SRTM para obter perfis altimétricos das porções lineares dos limites daquele ambiente, encontrou-se o problema de ruídos de alta freqüência inerentes ao método, gerando variações de até 16 m na altitude indicada, portanto, várias vezes superiores às variações do terreno. Sendo quase perfeitamente gaussiana a distribuição dos erros em valores negativos e positivos desenvolveu-se um filtro passa-baixas ponderado baseado no princípio dos de média móvel, utilizados para esse fim há décadas. Aplicado este filtro pôde-se não apenas confirmar as variações de altitude do limite NW como obter indicações do limite SW. Com isso pôde-se formular a hipótese de estar toda a Baixa Nhecolândia soerguida em relação às planícies vizinhas, hipótese que tem como corolário a de que a origem do campo de lagos seria função de tal soerguimento, com o rebaixamento do nível de base isolando segmentos das drenagens pré-existentes. A este limite SW nomeou-se Lineamento do Rio Negro, o qual em sua continuidade para NW captura o rio Paraguai e se confunde com o Lineamento Tucavaca, na Bolívia. Por outro lado foi realçada a distribuição das lagoas, utilizando filtros passa-baixas ponderados desenvolvidos previamente para realçar feições geológicas de baixa freqüência. Com isso pôde-se verificar padrões diferenciados na distribuição de lagoas salinas e hipossalinas, com concentração de lagoas salinas dando-se, aparentemente, em porções mais elevadas da planície, como confirmado em uma região, no extremo oeste da Nhecolândia. Não se descarta, portanto, uma influência da tectônica na distribuição das lagoas salinas da Baixa Nhecolândia. / The Pantanal Matogrossense is divided in eleven sub-regions that present highly distinct characteristics. Among these sub-regions is the Nhecolândia, whose West portion presents a unique physiography in the globe, with thousands of randomly disposed saline ponds. This environment is part of a much wider plain and shows part of its limits sharp and straight. The NW limit has a tectonic origin resulting from reactivation of the Transbrasiliano Lineament, which caused the uplift of the Low Nhecolândia. The SW limit is also straight, but no mention to its possible tectonic origin exists. As the sands present are incohesive, there are no direct records of these possible tectonic structures and we opted to use topographic variations to search for evidences. The area has an extremely low topographic gradient and shows cm/km SW-verging declivities, as well as circa 4 m levels differences in the NW limit. Attempts of using digital models generated by SRTM images in order to obtain altimetric profiles of the linear portions in its limits, problems regarding the highfrequency noises that are part of the method were found. This generated up to 16 m variations in the topography, much higher than the real variations on the terrain. As the distribution of both positive and negative errors is nearly gaussian we developed a weighted low-pass filter based on the mobile average principle, which has been used for decades. The application of this filter allowed to confirm not only the variations in the topography in the NW limit but also to obtain information about the SW limit. This lead to the hypothesis that the whole Low Nhecolândia must have been uplifted in relation to the neighboring plains and the field of ponds would have its origin as a function of such uplift as the base level is goes down and isolates segments from former drainages. The SW limit is being called Rio Negro Lineament, which continues to NW and gets the Paraguai River and mix with the Tucavaca Lineament, in Bolivia. On the other hand the distribution of the ponds was remarked when using the weighted low-pass filter previously developed to enhance lowfrequency geological features. We could then verify different patterns in the distribution of both saline and hyphosaline ponds. The first concentrates apparently in higher portions in the plain, as confirmed in a region at the West part of Nhecolândia. The tectonic influence in the distribution of the saline ponds in the Low Nhecolândia cannot be discarded.
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Filtros passa-baixas ponderados e dados SRTM aplicados ao estudo do pantanal da Baixa Nhecolândia, MS: Aspectos tectônicos e de distribuição de lagoas hipersalinas / Weighted low-pass filter and SRTM data applied to Low Nhecolândia Pantanal (MS) study: tectonics aspects and hipersalines ponds arrangement

Mendes, Deborah 25 August 2008 (has links)
O Pantanal Matogrossense divide-se em onze sub-regiões com características muito distintas, entre elas a Nhecolândia, cuja porção oeste, a Baixa Nhecolândia, apresenta uma fisiografia única no planeta, com milhares de lagoas salinas e hipossalinas intercaladas de forma aparentemente aleatória. Este ambiente, inserido em uma planície muito mais ampla, tem parte de seus limites bruscos e retilíneos. Um deles, a NW, reconhecido na literatura como de origem tectônica, é dado por reativação do Lineamento Transbrasiliano que soergueu a Baixa Nhecolândia. O outro, a SW, embora também retilíneo, não tem na literatura menção a uma possível origem tectônica. Considerando a dificuldade de se encontrar em areias inconsolidadas evidências diretas de possíveis estruturas, optou-se por buscar em variações topográficas evidências deste evento. A região tem gradiente topográfico extremamente baixo, com declividade para SW dando-se em cm/km e a diferença de altitude encontrada no limite NW da ordem de 4 m. Considerando usar modelos digitais de terreno gerados por imagens SRTM para obter perfis altimétricos das porções lineares dos limites daquele ambiente, encontrou-se o problema de ruídos de alta freqüência inerentes ao método, gerando variações de até 16 m na altitude indicada, portanto, várias vezes superiores às variações do terreno. Sendo quase perfeitamente gaussiana a distribuição dos erros em valores negativos e positivos desenvolveu-se um filtro passa-baixas ponderado baseado no princípio dos de média móvel, utilizados para esse fim há décadas. Aplicado este filtro pôde-se não apenas confirmar as variações de altitude do limite NW como obter indicações do limite SW. Com isso pôde-se formular a hipótese de estar toda a Baixa Nhecolândia soerguida em relação às planícies vizinhas, hipótese que tem como corolário a de que a origem do campo de lagos seria função de tal soerguimento, com o rebaixamento do nível de base isolando segmentos das drenagens pré-existentes. A este limite SW nomeou-se Lineamento do Rio Negro, o qual em sua continuidade para NW captura o rio Paraguai e se confunde com o Lineamento Tucavaca, na Bolívia. Por outro lado foi realçada a distribuição das lagoas, utilizando filtros passa-baixas ponderados desenvolvidos previamente para realçar feições geológicas de baixa freqüência. Com isso pôde-se verificar padrões diferenciados na distribuição de lagoas salinas e hipossalinas, com concentração de lagoas salinas dando-se, aparentemente, em porções mais elevadas da planície, como confirmado em uma região, no extremo oeste da Nhecolândia. Não se descarta, portanto, uma influência da tectônica na distribuição das lagoas salinas da Baixa Nhecolândia. / The Pantanal Matogrossense is divided in eleven sub-regions that present highly distinct characteristics. Among these sub-regions is the Nhecolândia, whose West portion presents a unique physiography in the globe, with thousands of randomly disposed saline ponds. This environment is part of a much wider plain and shows part of its limits sharp and straight. The NW limit has a tectonic origin resulting from reactivation of the Transbrasiliano Lineament, which caused the uplift of the Low Nhecolândia. The SW limit is also straight, but no mention to its possible tectonic origin exists. As the sands present are incohesive, there are no direct records of these possible tectonic structures and we opted to use topographic variations to search for evidences. The area has an extremely low topographic gradient and shows cm/km SW-verging declivities, as well as circa 4 m levels differences in the NW limit. Attempts of using digital models generated by SRTM images in order to obtain altimetric profiles of the linear portions in its limits, problems regarding the highfrequency noises that are part of the method were found. This generated up to 16 m variations in the topography, much higher than the real variations on the terrain. As the distribution of both positive and negative errors is nearly gaussian we developed a weighted low-pass filter based on the mobile average principle, which has been used for decades. The application of this filter allowed to confirm not only the variations in the topography in the NW limit but also to obtain information about the SW limit. This lead to the hypothesis that the whole Low Nhecolândia must have been uplifted in relation to the neighboring plains and the field of ponds would have its origin as a function of such uplift as the base level is goes down and isolates segments from former drainages. The SW limit is being called Rio Negro Lineament, which continues to NW and gets the Paraguai River and mix with the Tucavaca Lineament, in Bolivia. On the other hand the distribution of the ponds was remarked when using the weighted low-pass filter previously developed to enhance lowfrequency geological features. We could then verify different patterns in the distribution of both saline and hyphosaline ponds. The first concentrates apparently in higher portions in the plain, as confirmed in a region at the West part of Nhecolândia. The tectonic influence in the distribution of the saline ponds in the Low Nhecolândia cannot be discarded.
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Formação de carbonatos e argilo-minerais em solos sódicos do pantanal sul-mato-grossense / Minerals formation in a modern saline-alkaline lake of Pantanal wetland, Brazil.

Furquim, Sheila Aparecida Correia 22 August 2007 (has links)
Uma característica de destaque da Nhecolândia, uma sub-região do Pantanal Sul-Mato- Grossense, é a presença de lagoas doces (baías) e salgadas (salinas) com uma grande variabilidade química entre si. Apesar da presença de sal nas salinas ser historicamente atribuída a processos passados, estudos recentes sugerem que as águas salgadas estão sendo originadas atualmente devido à concentração por evaporação. O perfil químico das águas salinas estaria sendo originado principalmente pelo controle de elementos (Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4) durante a concentração das águas, com o conseqüente envolvimento destes íons em dois processos: a formação de carbonatos e de silicatos magnesianos. Estudos preliminares em solos de salinas sugerem que a ocorrência de nódulos esbranquiçados e a presença de um horizonte enriquecido em argila podem evidenciar estes dois processos. Neste tipo de ambiente, carbonatos como calcita e dolomita são comumente neoformados, mas há divergências na literatura quanto ao mecanismo de origem autigênica dos silicatos magnesianos. Baseando-se no exposto acima, foram definidos os seguintes objetivos para a presente pesquisa: 1) ampliar o conhecimento sobre os solos associados às salinas através de uma caracterização baseada em dados de campo e laboratório dos solos presentes no entorno de uma lagoa salina representativa da Nhecolândia (lagoa do Meio); 2) identificar os processos envolvidos no controle do Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4 nas águas salinas, através do estudo das relações entre as fases líquidas (águas superficiais e subsuperficiais) e sólidas (minerais) presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio; e 3) identificar os mecanismos específicos de gênese dos minerais autigênicos possivelmente presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio. As amostras de solo foram coletadas ao longo de uma topossequência nos arredores da lagoa do Meio e submetidas à análise granulométrica, análises químicas (ICP-MS, pH, CE, carbono total, carbonato de cálcio equivalente, bases trocáveis e testes de imersão em água, ácido e bases) e análises mineralógicas (DRX, MET-EDS). Amostras de água superficiais e subsuperficiais foram coletadas em um transecto que abarca a topossequência estudada e então encaminhadas às análises de pH, Eh, CE, temperatura, titulação com HCl, cromatografia de íons, EAA e ICP-MS. Os solos dos arredores da salina do Meio caracterizam-se pela textura areia a franco-arenosa, pela ausência de estrutura e, de maneira geral, por altos valores de pH, CE, CTC e saturação em Na+. O pH fortemente alcalino e o domínio de Na+ no complexo de troca desencadeiam a atuação do processo de solonização e dos seguintes processos específicos associados: migração de matéria orgânica perfil abaixo, precipitação de carbonatos (calcita, dolomita e nahcolita) em nódulos, solubilização/precipitação de sílica amorfa e formação autigênica de minerais de argila do grupo das esmectitas e micas. Diferentes esmectitas estão presentes ao longo da topossequência: a) na zona raramente atingida pelas variações sazonais do nível d\'água da salina, a esmectita é do tipo ferribeidelita, possui um grau de interestratificação com mica e vermiculita e apresenta teores de Fe3+ similares às micas identificadas no mesmo solo. Estas características sugerem que o mineral do tipo ferribeidelita é originado pela transformação de micas enriquecidas em Fe3+, sendo a vermiculita provavelmente uma fase intermediária nesta transformação; b) na zona de maior variação sazonal do nível d\'água da salina, as esmectitas são classificadas como do tipo saponita e estevensita. Os baixos teores de elementos terras-raras nas amostras enriquecidas nestes minerais, o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 nas águas próximas à lagoa do Meio, a saturação das águas do entorno da lagoa em relação a saponita e estevensita e a presença destas esmectitas magnesianas nos locais onde são esperadas máximas taxas de evaporação, provam que estes minerais estão se originando por precipitação química diretamente da coluna d\'água da lagoa salina. Já as micas presentes nos solos estudados são do tipo ilita, glauconita e mica glauconítica, possuem interestratificação com camadas de esmectitas e parecem estar associadas a materiais amorfos. Experimentos de síntese disponíveis na literatura mostram que águas semelhantes às associadas à lagoa do Meio são ideais para a cristalização de micas a partir da precipitação inicial de hidróxidos amorfos. Desta forma, as evidências obtidas sugerem que estas micas são neoformadas a partir da precipitação inicial de amorfos e posterior cristalização. Os resultados obtidos certamente ampliaram o conhecimento sobre os solos presentes no entorno de lagoas salinas, uma vez os estudos disponíveis na literatura são baseados quase que exclusivamente em dados de campo. Mostrou-se que o controle do Ca2+ das águas mais salinas está sendo realizado pela formação de calcita e dolomita em nódulos, enquanto o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 está ocorrendo pela formação de esmectitas magnesianas do tipo saponita e estevensita. Estes processos são provavelmente os responsáveis pela alta variabilidade entre as águas doces das baías/vazantes e as salgadas das salinas/arredores, conforme hipótese lançada em literatura. Assim, o presente trabalho fornece fortes evidências de que a presença de sal nas águas das lagoas salinas da Nhecolândia é atual ou, ao menos, tem contribuição de processos atuais. Por fim, mostrou-se ser possível a formação conjunta de ilita, glauconita e mica glauconítica e de esmectitas do tipo saponita e estevensita pelo mecanismo de precipitação diretamente das águas ou soluções em ambientes sujeitos a concentração evaporativa. / A distinctive feature of Nhecolândia, a sub-region of the Pantanal wetland, is the presence in close proximity of freshwater and saline lakes with a huge chemical variability. The salt has been generally attributed to Pleistocene processes, but recent studies have suggested that saline waters arise from present-day concentration of freshwater by evaporation. The chemical profile of saline waters would be originated by chemical control of Ca2+, Mg2+, and Si(OH)4 as the water becomes more saline. Two processes would be responsible for this control: formation of carbonates and formation of Mg-silicates. The presence of whitish nodules and clayey horizons in soils associated to the saline lakes would be evidences of these processes. In saline-alkaline environments, carbonates such as calcite and dolomite are commonly formed by chemical precipitation, but the mechanisms responsible for Mgsilicates genesis are still under debate. The objectives of this research are: a) increasing the general knowledge about soils associated to Pantanal saline lakes through a detailed characterization of the soils located around a representative saline lake of Nhecolândia (\"Salina do Meio\"); b) identifying the processes involved in Ca2+, Mg2+ and Si(OH)4 control from saline waters, through the study of relationships between waters and minerals present in the soils around \"Salina do Meio\"; c) identifying the specific mechanisms of authigenic genesis of the minerals possibly found around \"Salina do Meio\". Soils were sampling along a toposequence and submitted to physical (particle-size), chemical (ICP-MS, pH, EC, total carbon, inorganic carbonate, exchangeable bases, and soaking in H2O, HCl 1N, and NaOH 4M), and mineralogical analyses (XRD and TEM-EDS). Water was collected along a transect involving the lake and submitted to pH, Eh, EC, temperature, titration with HCl, ion chromatography, and ICP-MS analyses. The studied soils are sandy, structureless, and present, in general, high values of pH, CE, CEC, and Na+ saturation. Prevailing of Na+ in the waters and exchangeable sites and dominance of extremely high pH strongly suggest the general action of solonization in these soils and its influence on the following processes: organic matter translocation toward deeper horizons, precipitation of carbonates (calcite, dolomite, and nahcolite) in nodules, precipitation of amorphous silica, and authigenic formation of smectites and micas. Different authigenic smectites occur along the toposequence: a) in the zone hardly reached by the lake level variation, the smectite is classified as ferribeidellite-type, present an interstratification with mica and vermiculite, and has similar amounts of Fe3+ than the Fe-mica present in the soils. These characteristics suggest that this ferribeidellite-type mineral originates from transformation of Fe-mica and that vermiculite may be an intermediate phase in this transformation; b) in the zone of seasonal lake level variation, the smectites are classified as saponite- and stevensite-type minerals. Low REE amounts in the samples enriched in saponite and stevensite, geochemical control of Mg2+ and Si(OH)4, saturation with respect to Mg smectite in the more saline waters, and presence of Mg-smectite where the maximum of evaporation is expected, prove that saponite- and stevensite-like minerals originate by chemical precipitation from the water column of the saline lake. The micas present in the studied soils are classified as illite-, glauconite- and glauconitic mica-type minerals. They present 20% or less smectite layers and seem to be associated to amorphous materials. Synthesis of micas available in the literature shows that water conditions similar to the study area allow for dioctahedral mica crystallization from initial precipitation of amorphous hydroxides. Therefore, it suggests that micas of study area are neoformed. The results of this dissertation contributed to a better understanding about the soils associated to Nhecolândia saline lakes, since most of the published researches are based on field data. The control of Ca2+ from more saline waters occurs by formation of calcite and dolomite in nodules, while the control of Mg2+ and Si(OH)4 occur by formation of Mg-smectites classified as saponite- and stevensite-type. These processes are probably responsible for the chemical variability between freshwater and saline lakes, as supposed in a previous research. Therefore, the present work gives strong evidences about the current origin of Nhecolândia salt water. Also, it showed the possibility of genesis of illite, glauconita, glauconitic mica, saponite, and stevensite minerals through direct precipitation of waters or soil solutions under concentration by evaporation.
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Tipologias de lagoas salinas no Pantanal da Nhecolândia (MS) / Typology of saline lakes in the Pantanal of Nhecolândia (MS)

Martins, Elisângela Rosemeri Curti 26 September 2012 (has links)
A Nhecolândia é uma sub-região do Pantanal Mato-Grossense, que se caracteriza pela presença de um amplo sistema lacustre formado por milhares de lagoas com contornos arredondados. Pesquisas anteriores mostram uma grande variabilidade entre as lagoas, que são mais ou menos salinas, mas que coexistem na paisagem a algumas dezenas, ou centenas, de metros de distância umas das outras. O objetivo geral deste trabalho foi compreender essa variabilidade no espaço e no tempo, e identificar os processos responsáveis por essa variabilidade, a fim de elaborar uma tipologia de lagoas aplicável a essa região. Na escala regional, a carga total em elementos químicos é a principal fonte de variabilidade das águas de superfície. A organização espacial, ao menos na escala da amostragem feita neste trabalho, e as análises geoestatísticas indicam uma ação local, na proximidade das salinas, dos processos que controlam a CE das águas. O estudo local, realizado ao redor de abrangência regional desse funcionamento, que é coerente com a distribuição estatística regional da CE, de caráter bimodal, e com a ação local dos processos ressaltada pelo estudo geoestatístico. Contudo, tal funcionamento hidrológico não pode explicar as variações sazonais da salinidade. Para isto, faz-se intervir uma remobilização, pelas chuvas, de reservatórios de águas hipersalinas armazenadas nas praias, evidenciados pelo mapeamento de CEa por indução eletromagnética. No quadro desta pesquisa, os conhecimentos adquiridos sobre as águas das lagoas, e de seus entornos imediatos, permitem propor um esboço de tipologia de salinas, baseado nos principais eixos de variabilidade que elas apresentam, isto é, Tipo 1 Salina Preta e Tipo 2 Salina Verde. Este estudo coloca em evidência a necessidade de trabalhos interdisciplinares, com técnicas de hidrologia, pedologia, geofísica, geoquímica, limnologia, dentre outras, para abordar geograficamente essa região de lagoas, única no mundo. / The Nhecolândia is a sub-region of the huge Pantanal of Mato Grosso, characterized by the presence of thousands of round shaped lakes. Previous work pointed out the large variability that exists between these saline or freshwater lakes, although they coexist in close proximity. The main objective of this study was to understand this variability in time and space, and to identify the processes responsible for this variability in order to develop a typology of lakes suitable for the region. At the regional scale, the total chemical charge was the main variability of surface waters. The distribution of the variable \"Electrical Conductivity\" (EC) did not reveal any type of distribution, at least across our sampling. The geostatistical study indicated that the process that controls the water acts locally, in the immediate vicinity of the Lakes. A local study carried out around a few lakes allowed identifying a threshold-based hydrological functioning, which had already been described in the literature. Our study allowed generalizing this functioning. It is in agreement with the bimodal statistical distribution of EC at the regional scale, and with the results of the geostatistical treatment that revealed a local process. However, such hydrological functioning cannot explain the seasonal changes in salinity. It must involve the remobilization, by the rains, of hyper-salines water stored around the lakes, and which have been surveyed by sub-surface electromagnetic induction. From the results of this work, both on lakes and on their immediate environment, we proposed a draft of lake typology based on the main axis of variability, that is Type 1 Preta Saline Lake and Type 2 Verde Saline Lake. The study highlighted the benefits of crossing several disciplines and technics (hydrological, pedological, geophysical, geochemical, limnological, among other) in a geographical approach of this singular region.
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Tipologias de lagoas salinas no Pantanal da Nhecolândia (MS) / Typology of saline lakes in the Pantanal of Nhecolândia (MS)

Elisângela Rosemeri Curti Martins 26 September 2012 (has links)
A Nhecolândia é uma sub-região do Pantanal Mato-Grossense, que se caracteriza pela presença de um amplo sistema lacustre formado por milhares de lagoas com contornos arredondados. Pesquisas anteriores mostram uma grande variabilidade entre as lagoas, que são mais ou menos salinas, mas que coexistem na paisagem a algumas dezenas, ou centenas, de metros de distância umas das outras. O objetivo geral deste trabalho foi compreender essa variabilidade no espaço e no tempo, e identificar os processos responsáveis por essa variabilidade, a fim de elaborar uma tipologia de lagoas aplicável a essa região. Na escala regional, a carga total em elementos químicos é a principal fonte de variabilidade das águas de superfície. A organização espacial, ao menos na escala da amostragem feita neste trabalho, e as análises geoestatísticas indicam uma ação local, na proximidade das salinas, dos processos que controlam a CE das águas. O estudo local, realizado ao redor de abrangência regional desse funcionamento, que é coerente com a distribuição estatística regional da CE, de caráter bimodal, e com a ação local dos processos ressaltada pelo estudo geoestatístico. Contudo, tal funcionamento hidrológico não pode explicar as variações sazonais da salinidade. Para isto, faz-se intervir uma remobilização, pelas chuvas, de reservatórios de águas hipersalinas armazenadas nas praias, evidenciados pelo mapeamento de CEa por indução eletromagnética. No quadro desta pesquisa, os conhecimentos adquiridos sobre as águas das lagoas, e de seus entornos imediatos, permitem propor um esboço de tipologia de salinas, baseado nos principais eixos de variabilidade que elas apresentam, isto é, Tipo 1 Salina Preta e Tipo 2 Salina Verde. Este estudo coloca em evidência a necessidade de trabalhos interdisciplinares, com técnicas de hidrologia, pedologia, geofísica, geoquímica, limnologia, dentre outras, para abordar geograficamente essa região de lagoas, única no mundo. / The Nhecolândia is a sub-region of the huge Pantanal of Mato Grosso, characterized by the presence of thousands of round shaped lakes. Previous work pointed out the large variability that exists between these saline or freshwater lakes, although they coexist in close proximity. The main objective of this study was to understand this variability in time and space, and to identify the processes responsible for this variability in order to develop a typology of lakes suitable for the region. At the regional scale, the total chemical charge was the main variability of surface waters. The distribution of the variable \"Electrical Conductivity\" (EC) did not reveal any type of distribution, at least across our sampling. The geostatistical study indicated that the process that controls the water acts locally, in the immediate vicinity of the Lakes. A local study carried out around a few lakes allowed identifying a threshold-based hydrological functioning, which had already been described in the literature. Our study allowed generalizing this functioning. It is in agreement with the bimodal statistical distribution of EC at the regional scale, and with the results of the geostatistical treatment that revealed a local process. However, such hydrological functioning cannot explain the seasonal changes in salinity. It must involve the remobilization, by the rains, of hyper-salines water stored around the lakes, and which have been surveyed by sub-surface electromagnetic induction. From the results of this work, both on lakes and on their immediate environment, we proposed a draft of lake typology based on the main axis of variability, that is Type 1 Preta Saline Lake and Type 2 Verde Saline Lake. The study highlighted the benefits of crossing several disciplines and technics (hydrological, pedological, geophysical, geochemical, limnological, among other) in a geographical approach of this singular region.
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Formação de carbonatos e argilo-minerais em solos sódicos do pantanal sul-mato-grossense / Minerals formation in a modern saline-alkaline lake of Pantanal wetland, Brazil.

Sheila Aparecida Correia Furquim 22 August 2007 (has links)
Uma característica de destaque da Nhecolândia, uma sub-região do Pantanal Sul-Mato- Grossense, é a presença de lagoas doces (baías) e salgadas (salinas) com uma grande variabilidade química entre si. Apesar da presença de sal nas salinas ser historicamente atribuída a processos passados, estudos recentes sugerem que as águas salgadas estão sendo originadas atualmente devido à concentração por evaporação. O perfil químico das águas salinas estaria sendo originado principalmente pelo controle de elementos (Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4) durante a concentração das águas, com o conseqüente envolvimento destes íons em dois processos: a formação de carbonatos e de silicatos magnesianos. Estudos preliminares em solos de salinas sugerem que a ocorrência de nódulos esbranquiçados e a presença de um horizonte enriquecido em argila podem evidenciar estes dois processos. Neste tipo de ambiente, carbonatos como calcita e dolomita são comumente neoformados, mas há divergências na literatura quanto ao mecanismo de origem autigênica dos silicatos magnesianos. Baseando-se no exposto acima, foram definidos os seguintes objetivos para a presente pesquisa: 1) ampliar o conhecimento sobre os solos associados às salinas através de uma caracterização baseada em dados de campo e laboratório dos solos presentes no entorno de uma lagoa salina representativa da Nhecolândia (lagoa do Meio); 2) identificar os processos envolvidos no controle do Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4 nas águas salinas, através do estudo das relações entre as fases líquidas (águas superficiais e subsuperficiais) e sólidas (minerais) presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio; e 3) identificar os mecanismos específicos de gênese dos minerais autigênicos possivelmente presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio. As amostras de solo foram coletadas ao longo de uma topossequência nos arredores da lagoa do Meio e submetidas à análise granulométrica, análises químicas (ICP-MS, pH, CE, carbono total, carbonato de cálcio equivalente, bases trocáveis e testes de imersão em água, ácido e bases) e análises mineralógicas (DRX, MET-EDS). Amostras de água superficiais e subsuperficiais foram coletadas em um transecto que abarca a topossequência estudada e então encaminhadas às análises de pH, Eh, CE, temperatura, titulação com HCl, cromatografia de íons, EAA e ICP-MS. Os solos dos arredores da salina do Meio caracterizam-se pela textura areia a franco-arenosa, pela ausência de estrutura e, de maneira geral, por altos valores de pH, CE, CTC e saturação em Na+. O pH fortemente alcalino e o domínio de Na+ no complexo de troca desencadeiam a atuação do processo de solonização e dos seguintes processos específicos associados: migração de matéria orgânica perfil abaixo, precipitação de carbonatos (calcita, dolomita e nahcolita) em nódulos, solubilização/precipitação de sílica amorfa e formação autigênica de minerais de argila do grupo das esmectitas e micas. Diferentes esmectitas estão presentes ao longo da topossequência: a) na zona raramente atingida pelas variações sazonais do nível d\'água da salina, a esmectita é do tipo ferribeidelita, possui um grau de interestratificação com mica e vermiculita e apresenta teores de Fe3+ similares às micas identificadas no mesmo solo. Estas características sugerem que o mineral do tipo ferribeidelita é originado pela transformação de micas enriquecidas em Fe3+, sendo a vermiculita provavelmente uma fase intermediária nesta transformação; b) na zona de maior variação sazonal do nível d\'água da salina, as esmectitas são classificadas como do tipo saponita e estevensita. Os baixos teores de elementos terras-raras nas amostras enriquecidas nestes minerais, o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 nas águas próximas à lagoa do Meio, a saturação das águas do entorno da lagoa em relação a saponita e estevensita e a presença destas esmectitas magnesianas nos locais onde são esperadas máximas taxas de evaporação, provam que estes minerais estão se originando por precipitação química diretamente da coluna d\'água da lagoa salina. Já as micas presentes nos solos estudados são do tipo ilita, glauconita e mica glauconítica, possuem interestratificação com camadas de esmectitas e parecem estar associadas a materiais amorfos. Experimentos de síntese disponíveis na literatura mostram que águas semelhantes às associadas à lagoa do Meio são ideais para a cristalização de micas a partir da precipitação inicial de hidróxidos amorfos. Desta forma, as evidências obtidas sugerem que estas micas são neoformadas a partir da precipitação inicial de amorfos e posterior cristalização. Os resultados obtidos certamente ampliaram o conhecimento sobre os solos presentes no entorno de lagoas salinas, uma vez os estudos disponíveis na literatura são baseados quase que exclusivamente em dados de campo. Mostrou-se que o controle do Ca2+ das águas mais salinas está sendo realizado pela formação de calcita e dolomita em nódulos, enquanto o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 está ocorrendo pela formação de esmectitas magnesianas do tipo saponita e estevensita. Estes processos são provavelmente os responsáveis pela alta variabilidade entre as águas doces das baías/vazantes e as salgadas das salinas/arredores, conforme hipótese lançada em literatura. Assim, o presente trabalho fornece fortes evidências de que a presença de sal nas águas das lagoas salinas da Nhecolândia é atual ou, ao menos, tem contribuição de processos atuais. Por fim, mostrou-se ser possível a formação conjunta de ilita, glauconita e mica glauconítica e de esmectitas do tipo saponita e estevensita pelo mecanismo de precipitação diretamente das águas ou soluções em ambientes sujeitos a concentração evaporativa. / A distinctive feature of Nhecolândia, a sub-region of the Pantanal wetland, is the presence in close proximity of freshwater and saline lakes with a huge chemical variability. The salt has been generally attributed to Pleistocene processes, but recent studies have suggested that saline waters arise from present-day concentration of freshwater by evaporation. The chemical profile of saline waters would be originated by chemical control of Ca2+, Mg2+, and Si(OH)4 as the water becomes more saline. Two processes would be responsible for this control: formation of carbonates and formation of Mg-silicates. The presence of whitish nodules and clayey horizons in soils associated to the saline lakes would be evidences of these processes. In saline-alkaline environments, carbonates such as calcite and dolomite are commonly formed by chemical precipitation, but the mechanisms responsible for Mgsilicates genesis are still under debate. The objectives of this research are: a) increasing the general knowledge about soils associated to Pantanal saline lakes through a detailed characterization of the soils located around a representative saline lake of Nhecolândia (\"Salina do Meio\"); b) identifying the processes involved in Ca2+, Mg2+ and Si(OH)4 control from saline waters, through the study of relationships between waters and minerals present in the soils around \"Salina do Meio\"; c) identifying the specific mechanisms of authigenic genesis of the minerals possibly found around \"Salina do Meio\". Soils were sampling along a toposequence and submitted to physical (particle-size), chemical (ICP-MS, pH, EC, total carbon, inorganic carbonate, exchangeable bases, and soaking in H2O, HCl 1N, and NaOH 4M), and mineralogical analyses (XRD and TEM-EDS). Water was collected along a transect involving the lake and submitted to pH, Eh, EC, temperature, titration with HCl, ion chromatography, and ICP-MS analyses. The studied soils are sandy, structureless, and present, in general, high values of pH, CE, CEC, and Na+ saturation. Prevailing of Na+ in the waters and exchangeable sites and dominance of extremely high pH strongly suggest the general action of solonization in these soils and its influence on the following processes: organic matter translocation toward deeper horizons, precipitation of carbonates (calcite, dolomite, and nahcolite) in nodules, precipitation of amorphous silica, and authigenic formation of smectites and micas. Different authigenic smectites occur along the toposequence: a) in the zone hardly reached by the lake level variation, the smectite is classified as ferribeidellite-type, present an interstratification with mica and vermiculite, and has similar amounts of Fe3+ than the Fe-mica present in the soils. These characteristics suggest that this ferribeidellite-type mineral originates from transformation of Fe-mica and that vermiculite may be an intermediate phase in this transformation; b) in the zone of seasonal lake level variation, the smectites are classified as saponite- and stevensite-type minerals. Low REE amounts in the samples enriched in saponite and stevensite, geochemical control of Mg2+ and Si(OH)4, saturation with respect to Mg smectite in the more saline waters, and presence of Mg-smectite where the maximum of evaporation is expected, prove that saponite- and stevensite-like minerals originate by chemical precipitation from the water column of the saline lake. The micas present in the studied soils are classified as illite-, glauconite- and glauconitic mica-type minerals. They present 20% or less smectite layers and seem to be associated to amorphous materials. Synthesis of micas available in the literature shows that water conditions similar to the study area allow for dioctahedral mica crystallization from initial precipitation of amorphous hydroxides. Therefore, it suggests that micas of study area are neoformed. The results of this dissertation contributed to a better understanding about the soils associated to Nhecolândia saline lakes, since most of the published researches are based on field data. The control of Ca2+ from more saline waters occurs by formation of calcite and dolomite in nodules, while the control of Mg2+ and Si(OH)4 occur by formation of Mg-smectites classified as saponite- and stevensite-type. These processes are probably responsible for the chemical variability between freshwater and saline lakes, as supposed in a previous research. Therefore, the present work gives strong evidences about the current origin of Nhecolândia salt water. Also, it showed the possibility of genesis of illite, glauconita, glauconitic mica, saponite, and stevensite minerals through direct precipitation of waters or soil solutions under concentration by evaporation.

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