La contaminación a escala global y local podría afectar a la región antártica. Los pingüinos presentan características útiles para la monitorización de contaminantes, por ser especies de vida larga situados en la cima de las cadenas tróficas. Se determinaron las concentraciones de Al, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Hg y Pb, así como de PCBS, PFCs, ftalatos y BPA mediante ICP-MS, GC-ECD y HPLC-EI-MS en tejidos y contenido estomacal de pingüinos papúa, barbijo y de Adélia (33 cadáveres y 207 muestras de plumas) recolectados en la zona de la Península Antártica (2006-2010). Los resultados muestran que la presión antropogénica puede estar aumentando los niveles de elementos traza en algunas zonas. La mayoría de los compuestos orgánicos fueron detectados en los tejidos de pingüino, excepto DEHP y BPA. Fueron identificados procesos de bioacumulación y biomagnificación de contaminantes. Cd y Se alcanzaron niveles potencialmente tóxicos para los pingüinos. / Antarctic ecosystems could be affected by global and local pollution. Antarctic penguins present several characteristics of useful sentinels of pollution in Antarctica such as they are long-lived species situated at the top of food web. The concentrations of Al, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Hg and Pb and organic pollutants (PCBs, PFCs, phthalates and BPA) were assessed by ICP-MS, GC-ECD and HPLC-EI-MS in samples of soft tissues, feathers and stomach contents of gentoo, chinstrap and Adélie penguins (33 carcasses and 207 feather samples of living organisms) collected in the Antarctic Peninsula area (2006-2010). The obtained results showed that human pressure is increasing the presence of trace elements in some sampling sites. All of the analyzed organic compounds were also found in penguin tissues except for DEHP and BPA. Bioaccumulation and biomagnification phenomena were found for several pollutants. Cd and Se even reached levels potentially toxic.

Este trabalho investigou as conexões climáticas entre o sul do Brasil (SB) e a região da Península Antártica (PA), sob a influência do Modo Anular do Hemisfério Sul (SAM). Assim, analisou-se por meio de Funções Ortogonais Empíricas (EOF), análise de correlações e composições as seguintes variáveis: pressão ao nível médio do mar (PNM), geopotencial em 500 (Z500) e 850 (Z850) hPa, componente meridional do vento (v) a 10 m, e temperatura média mensal (TMM) a 2 m do banco de dados do ERAInterim (European Reanalysis Agency), entre 1979 e 2010; e de TMM a 2 m da base de dados CRU/BADC (Climatic Research Unit/British Atmospheric Data Centre), entre 1961 e 2009. Ocorreu um aumento de 0,56ºC (i.e., 0,0114ºC a-1) na série de anomalias de temperatura média anual no SB, entre 1961 e 2009. A temperatura média sazonal apresentou tendência de aumento estatisticamente significativa (α < 1%) somente no outono (+0,0179ºC a-1), enquanto o SAM apresentou tendência positiva (1979 – 2009), estatisticamente significativa (α < 5%), nas estações de verão e outono. A primavera foi a estação predominante de ocorrência da fase (-) do SAM, 18 casos, e o inverno da fase (+), com 20 casos. Os modos de variabilidade dos campos atmosféricos (TMM, PNM, Z850 e Z500) mostram que as principais EOF exibem um padrão de dipolo entre as regiões subtropical e polar no Hemisfério Sul. A EOF1 dos campos associados à PNM, Z850 e Z500 revela essa característica marcante do SAM. Salienta-se que esse dipolo é observado nas três primeiras EOFs da TMM. O SAM possui impacto importante na TMM e sazonal no SB e na PA, com correlação negativa no outono (r = –0,44; α < 1%), onde anomalias negativas (positivas) de TMM no SB e positivas (negativas) na PA estão associadas com a fase positiva (negativa) do SAM. As correlações entre as séries temporais das EOFs dos campos atmosféricos e o SAM revelaram que existem conexões estatisticamente significativas (α < 1%) com o padrão espacial de dipolo observado. Portanto, salienta-se que os extremos negativos e positivos na variabilidade da TMM e sazonal no SB resultam, em parte, de variações na circulação atmosférica a milhares de quilômetros de distância na região da PA. / This study investigates climatic connections between the south of Brazil (SB) and the Antarctic Peninsula region (AP), under the influence of the Southern Hemisphere Annular Mode (SAM). Thus, we analyzed by Empirical Orthogonal Function (EOF), correlations and composite analysis the following variables: pressure at mean sea level (MSLP); geopotential at 500 (Z500) and 850 (Z850) hPa; meridional wind (v) at 10 m, and mean montly temperature (MMT) at 2 m of the ERA-Interim (European Reanalysis Agency) database, from 1979 to 2010; and MMT at 2 m of the CRU/BADC (Climatic Research Unit/British Atmospheric Data Centre) database, from 1961 to 2009. The annual mean temperature anomaly in SB increased by 0.56°C from 1961 to 2009 (i.e., 0.0114°C a-1). The seasonal average temperature shows a positive trend (statistically significant, α <1%) only in autumn (+0.0179°C a-1). The SAM showed a positive trend (1979–2009), statistically significant (α <5%) in summer and autumn. Spring is the prevailing season for the SAM (-) phase, 18 cases, and in winter prevails the (+) phase, 20 cases. The variability modes of atmospheric fields (TMM, PNM, Z850 and Z500) showed that the first EOF exhibits a dipole pattern between the subtropical and polar regions in the Southern Hemisphere. The EOF1 fields associated with PNM, Z850 and Z500 reveal this remarkable SAM feature. It is noticeable that this dipole is observed in the first three EOFs of MMT. The SAM has a major impact on the SB and AP seasonal and mean monthly temperatures, showing an autumn negative correlation (r = –0,44; α < 1%), where MMT negative (positive) anomalies in SB and positive (negative) in the AP are associated with SAM positive (negative) phases. Correlations between the time series of the atmospheric fields EOFs and the SAM revealed that there are statistically significant connections (α <1%) with the observed dipole spatial pattern. Therefore, we point that the positive and negative extremes in seasonal and mean monthly temperatures variability in SB result, in part, from atmospheric circulation changes thousands of kilometers away, in the AP region.

Este trabalho investigou as conexões climáticas entre o sul do Brasil (SB) e a região da Península Antártica (PA), sob a influência do Modo Anular do Hemisfério Sul (SAM). Assim, analisou-se por meio de Funções Ortogonais Empíricas (EOF), análise de correlações e composições as seguintes variáveis: pressão ao nível médio do mar (PNM), geopotencial em 500 (Z500) e 850 (Z850) hPa, componente meridional do vento (v) a 10 m, e temperatura média mensal (TMM) a 2 m do banco de dados do ERAInterim (European Reanalysis Agency), entre 1979 e 2010; e de TMM a 2 m da base de dados CRU/BADC (Climatic Research Unit/British Atmospheric Data Centre), entre 1961 e 2009. Ocorreu um aumento de 0,56ºC (i.e., 0,0114ºC a-1) na série de anomalias de temperatura média anual no SB, entre 1961 e 2009. A temperatura média sazonal apresentou tendência de aumento estatisticamente significativa (α < 1%) somente no outono (+0,0179ºC a-1), enquanto o SAM apresentou tendência positiva (1979 – 2009), estatisticamente significativa (α < 5%), nas estações de verão e outono. A primavera foi a estação predominante de ocorrência da fase (-) do SAM, 18 casos, e o inverno da fase (+), com 20 casos. Os modos de variabilidade dos campos atmosféricos (TMM, PNM, Z850 e Z500) mostram que as principais EOF exibem um padrão de dipolo entre as regiões subtropical e polar no Hemisfério Sul. A EOF1 dos campos associados à PNM, Z850 e Z500 revela essa característica marcante do SAM. Salienta-se que esse dipolo é observado nas três primeiras EOFs da TMM. O SAM possui impacto importante na TMM e sazonal no SB e na PA, com correlação negativa no outono (r = –0,44; α < 1%), onde anomalias negativas (positivas) de TMM no SB e positivas (negativas) na PA estão associadas com a fase positiva (negativa) do SAM. As correlações entre as séries temporais das EOFs dos campos atmosféricos e o SAM revelaram que existem conexões estatisticamente significativas (α < 1%) com o padrão espacial de dipolo observado. Portanto, salienta-se que os extremos negativos e positivos na variabilidade da TMM e sazonal no SB resultam, em parte, de variações na circulação atmosférica a milhares de quilômetros de distância na região da PA. / This study investigates climatic connections between the south of Brazil (SB) and the Antarctic Peninsula region (AP), under the influence of the Southern Hemisphere Annular Mode (SAM). Thus, we analyzed by Empirical Orthogonal Function (EOF), correlations and composite analysis the following variables: pressure at mean sea level (MSLP); geopotential at 500 (Z500) and 850 (Z850) hPa; meridional wind (v) at 10 m, and mean montly temperature (MMT) at 2 m of the ERA-Interim (European Reanalysis Agency) database, from 1979 to 2010; and MMT at 2 m of the CRU/BADC (Climatic Research Unit/British Atmospheric Data Centre) database, from 1961 to 2009. The annual mean temperature anomaly in SB increased by 0.56°C from 1961 to 2009 (i.e., 0.0114°C a-1). The seasonal average temperature shows a positive trend (statistically significant, α <1%) only in autumn (+0.0179°C a-1). The SAM showed a positive trend (1979–2009), statistically significant (α <5%) in summer and autumn. Spring is the prevailing season for the SAM (-) phase, 18 cases, and in winter prevails the (+) phase, 20 cases. The variability modes of atmospheric fields (TMM, PNM, Z850 and Z500) showed that the first EOF exhibits a dipole pattern between the subtropical and polar regions in the Southern Hemisphere. The EOF1 fields associated with PNM, Z850 and Z500 reveal this remarkable SAM feature. It is noticeable that this dipole is observed in the first three EOFs of MMT. The SAM has a major impact on the SB and AP seasonal and mean monthly temperatures, showing an autumn negative correlation (r = –0,44; α < 1%), where MMT negative (positive) anomalies in SB and positive (negative) in the AP are associated with SAM positive (negative) phases. Correlations between the time series of the atmospheric fields EOFs and the SAM revealed that there are statistically significant connections (α <1%) with the observed dipole spatial pattern. Therefore, we point that the positive and negative extremes in seasonal and mean monthly temperatures variability in SB result, in part, from atmospheric circulation changes thousands of kilometers away, in the AP region.

Este trabalho investigou as conexões climáticas entre o sul do Brasil (SB) e a região da Península Antártica (PA), sob a influência do Modo Anular do Hemisfério Sul (SAM). Assim, analisou-se por meio de Funções Ortogonais Empíricas (EOF), análise de correlações e composições as seguintes variáveis: pressão ao nível médio do mar (PNM), geopotencial em 500 (Z500) e 850 (Z850) hPa, componente meridional do vento (v) a 10 m, e temperatura média mensal (TMM) a 2 m do banco de dados do ERAInterim (European Reanalysis Agency), entre 1979 e 2010; e de TMM a 2 m da base de dados CRU/BADC (Climatic Research Unit/British Atmospheric Data Centre), entre 1961 e 2009. Ocorreu um aumento de 0,56ºC (i.e., 0,0114ºC a-1) na série de anomalias de temperatura média anual no SB, entre 1961 e 2009. A temperatura média sazonal apresentou tendência de aumento estatisticamente significativa (α < 1%) somente no outono (+0,0179ºC a-1), enquanto o SAM apresentou tendência positiva (1979 – 2009), estatisticamente significativa (α < 5%), nas estações de verão e outono. A primavera foi a estação predominante de ocorrência da fase (-) do SAM, 18 casos, e o inverno da fase (+), com 20 casos. Os modos de variabilidade dos campos atmosféricos (TMM, PNM, Z850 e Z500) mostram que as principais EOF exibem um padrão de dipolo entre as regiões subtropical e polar no Hemisfério Sul. A EOF1 dos campos associados à PNM, Z850 e Z500 revela essa característica marcante do SAM. Salienta-se que esse dipolo é observado nas três primeiras EOFs da TMM. O SAM possui impacto importante na TMM e sazonal no SB e na PA, com correlação negativa no outono (r = –0,44; α < 1%), onde anomalias negativas (positivas) de TMM no SB e positivas (negativas) na PA estão associadas com a fase positiva (negativa) do SAM. As correlações entre as séries temporais das EOFs dos campos atmosféricos e o SAM revelaram que existem conexões estatisticamente significativas (α < 1%) com o padrão espacial de dipolo observado. Portanto, salienta-se que os extremos negativos e positivos na variabilidade da TMM e sazonal no SB resultam, em parte, de variações na circulação atmosférica a milhares de quilômetros de distância na região da PA. / This study investigates climatic connections between the south of Brazil (SB) and the Antarctic Peninsula region (AP), under the influence of the Southern Hemisphere Annular Mode (SAM). Thus, we analyzed by Empirical Orthogonal Function (EOF), correlations and composite analysis the following variables: pressure at mean sea level (MSLP); geopotential at 500 (Z500) and 850 (Z850) hPa; meridional wind (v) at 10 m, and mean montly temperature (MMT) at 2 m of the ERA-Interim (European Reanalysis Agency) database, from 1979 to 2010; and MMT at 2 m of the CRU/BADC (Climatic Research Unit/British Atmospheric Data Centre) database, from 1961 to 2009. The annual mean temperature anomaly in SB increased by 0.56°C from 1961 to 2009 (i.e., 0.0114°C a-1). The seasonal average temperature shows a positive trend (statistically significant, α <1%) only in autumn (+0.0179°C a-1). The SAM showed a positive trend (1979–2009), statistically significant (α <5%) in summer and autumn. Spring is the prevailing season for the SAM (-) phase, 18 cases, and in winter prevails the (+) phase, 20 cases. The variability modes of atmospheric fields (TMM, PNM, Z850 and Z500) showed that the first EOF exhibits a dipole pattern between the subtropical and polar regions in the Southern Hemisphere. The EOF1 fields associated with PNM, Z850 and Z500 reveal this remarkable SAM feature. It is noticeable that this dipole is observed in the first three EOFs of MMT. The SAM has a major impact on the SB and AP seasonal and mean monthly temperatures, showing an autumn negative correlation (r = –0,44; α < 1%), where MMT negative (positive) anomalies in SB and positive (negative) in the AP are associated with SAM positive (negative) phases. Correlations between the time series of the atmospheric fields EOFs and the SAM revealed that there are statistically significant connections (α <1%) with the observed dipole spatial pattern. Therefore, we point that the positive and negative extremes in seasonal and mean monthly temperatures variability in SB result, in part, from atmospheric circulation changes thousands of kilometers away, in the AP region.

Doctor en Ciencias, Mención Geología / Uno de los rasgos más sobresalientes de los Andes Australes es la curvatura de sus principales estructuras incluida la faja plegada y corrida de Magallanes desde una orientación N-S al norte de los 52°S a una orientación ~E-W en Tierra del Fuego. Esta estructura fue descrita por Wegener en el año 1929, postulando que sería producto del movimiento hacia el oeste de América del Sur; en sus reconstrucciones Patagonia habría formado un margen continuo con la Península Antártica. A pesar que más de 100 años han pasado desde la idea original de Alfred Wegener, la pregunta sobre si esta curvatura es producto de un plegamiento oroclinal o bien una estructura heredada es aún tema de debate. Los datos paleomagnéticos herramienta fundamental para discriminar sobre el origen de esta curvatura son escasos en la región, y muchas veces, de calidad cuestionable. En esta tesis, presentaré los resultados de un estudio paleomagnético y de anisotropía de susceptibilidad magnética (AMS) obtenidos a partir de 146 sitios, muestreados entre los 50°S y los 55.5°S. Se muestrearon 85 sitios en rocas sedimentarias marinas de edad Cretácico-Mioceno de la faja plegada y corrida de Magallanes y cuenca de Magallanes; 16 sitios fueron muestreados en rocas sedimentarias marinas y volcánicas de edad Cretácico Inferior correspondientes al relleno sedimentario de la cuenca de Rocas Verdes y a depósitos del arco volcánico que la rodeaba; 4 sitios fueron muestreados en rocas del complejo ofiolítico que formaba el piso oceánico de la cuenca de Rocas Verdes. Finalmente, 41 sitios fueron muestreados en intrusivos del Batolito Fueguino de edad Cretácico-Eoceno. Los resultados de AMS muestran que la fábrica magnética está controlada por procesos tectónicos que, en algunos casos, oblitera por completo la fábrica sedimentaria; hacia el antepaís, la fábrica sedimentaria está mejor preservada. En general, existe una buena correlación entre la lineación magnética y el pliegue de los ejes, a pesar que a escalas locales se observan ciertas diferencias. En las rocas intrusivas del batolito fueguino la fábrica magnética es variable sin una orientación determinada. Los resultados paleomagnéticos obtenidos en sedimentos y roca volcanoclásticas en el área de Isla Navarino y Península Hardy no pasan el test de plegamiento, indicando una remagnetización durante el Cretácico medio. Al observar todos los resultados, vemos que aparece un patrón sistemático de rotaciones, en donde las magnitudes están controladas temporal y geográficamente: las mayores rotaciones se registran en rocas de edad Cretácico medio y en la parte más interna del orógeno (al sur de la Falla Magallanes-Fagnano). Este patrón de rotaciones el patrón de rotaciones fueguino apoya un plegamiento oroclinal de la región interna del orógeno Fueguino asociado al colapso y obducción de la cuenca de Rocas Verdes. Durante esta etapa ocurrieron alrededor de 50° de rotación antihorario, las que continuaron durante el Cretácico Tardío y Paleoceno, concomitante con la exhumación de Cordillera Darwin y el avance de la faja plegada y corrida de Magallanes hacia el antepaís.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / La Península Antártica (PA) es un bloque de corteza continental que ha sido sometido a diversos procesos de subducción en tiempos Meso-Cenozoicos y cuyo crecimiento cortical es atribuido a procesos de magmatismo y acreción. Se han realizado estudios geocronológicos, petrográficos, geoquímicos y geotermobarométricos en plutones pertenecientes al Batolito de la Península Antártica (BPA) en su extremo norte. Los plutones estudiados son de edad Cretácica Superior, Terciaria Inferior y Miocena, observándose una tendencia de plutones más jóvenes hacia el NW. Éstos son de composición esencialmente intermedia a ácida, subalcalinos, magnésicos, cálcicos a calcoalcalinos, metaluminosos a ligeramente peraluminosos y sódicos. Han sido clasificados como granitoides tipo-I, componentes de un Batolito Cordillerano. Los patrones de REE y aracnogramas sugieren una fuente mántélica tipo peridotita o gabro, en una corteza de espesor entre 35 y 40 km. La composición isotópica 87Sr/86Sr y 143Nd/144Nd de los plutones sugiere una evolución temporal de las fuentes, haciéndose más mantélicas hacia el Mioceno y, en consecuencia, hacia el NW. Esto ha sido interpretado como una disminución del espesor cortical en dicha dirección. Los plutones se emplazaron en la corteza superior, entre 7 y 4 km de profundidad, a temperaturas entre 680 y 740 °C. Las tasas de exhumación son crecientes hacia el Mioceno, alcanzando valores de hasta 600 m/Ma. Los plutones Miocenos poseen componentes corticales, siendo esencialmente ácidos, peraluminosos y con una dispersión de valores eNd que va de 2 a 6. Por otro lado, también hay evidencias de fuentes progresivamente más mantélicas hacia el Mioceno, particularmente las evoluciones de las razones 87Sr/86Sr y 143Nd/144Nd. Se ha interpretado que hacia el Mioceno los magmas generados provendrían de un manto modificado. La evolución isotópica de los plutones estudiados es afín con aquella de plutones del Batolito Sur Patagónico, donde también se aprecian tasas de exhumación similares crecientes hacia el Mioceno. Se atribuyen evoluciones afines para ambos batolitos.

O Oceano Austral é o maior repositório dos oceanos, com concentrações elevadas de nutrientes e baixas de clorofila. A região tem papel fundamental para regular a transferência líquida de dióxido de carbono entre o oceano e a atmosfera, em parte devido à assimilação anual de CO2 pelo fitoplâncton, que resulta na exportação do carbono orgânico particulado (POC) para o oceano profundo. O elemento tório apresenta múltiplos isótopos que tem emergido como traçadores poderosos dos processos associados à transferência de material particulado nos oceanos. De todos os isótopos de Th, o 234Th (meia-vida de 24,1 d) tem sido foco de destaque e aplicação nos últimos anos. A produção do 234Th a partir do 238U, além do comportamento conservativo solúvel do 238U na água do mar, tornam fácil a caracterização das fontes de 234Th neste cenário. Além disso, a meiavida do 234Th é suficientemente curta para torná-lo sensível a mudanças a curto prazo (sazonais) que ocorrem na coluna dágua superficial dos oceanos, ou nas colunas dágua e de sedimentos nas regiões costeiras. Devido ao seu comportamento partículo-reativo, o 234Th é removido da água de duas formas, por decaimento ou pelo fluxo de material particulado. Desta forma, um modelo de balanço uni-dimensional no estado estacionário pode ser utilizado para estimar seu fluxo. Os isótopos naturais de Ra também tem sido amplamente empregados em estudos marinhos para traçar massas dágua e quantificar processos de mistura. Este trabalho apresenta os resultados de um projeto de pesquisa multidisciplinar que investigou a distribuição dos fluxos de carbono orgânico no Estreito de Bransfield com a finalidade de avaliar sua influência na remoção de CO2 da atmosfera local. As distribuições de macro-nutrientes, micro-nutrientes e clorofila-a foram utilizadas para examinar possíveis fontes e vias de transferência. Os isótopos de Ra foram aplicados como traçadores de massas dágua, enquanto o 234Th foi utilizado como traçador do fluxo particulado no oceano, uma vez que o afundamento deste material é o principal mecanismo de seqüestro de carbono no Oceano Austral. As amostras foram coletadas no período de 9 a 14 de Dezembro de 2007, a bordo do Navio de Apoio Oceanográfico Ary Rongel, da Marinha do Brasil. / The Southern Ocean is the largest of several high-nutrient, low-chlorophyll (HNLC) regions in the worlds oceans. This region plays a major role in regulating the global net transfer of carbon dioxide between the ocean and the atmosphere, in part because the annual photosynthetic uptake of CO2 by phytoplankton and resulting export of particulate organic carbon (POC) to the deep ocean. The element thorium has multiple radioisotopes that have emerged collectively as a powerful set of tracers for particle associated processes in the oceans. Of all the Th isotopes, 234Th (half-life 24.1 d) has been the focus of increasing attention and application in the past years. The production of 234Th from 238U, coupled with the conservative behavior of 238U in seawater, makes the source of 234Th easy to characterize. Moreover, the half-life of 234Th is sufficiently short to make it sensitive to the short-term (e.g. seasonal) changes that occur in the upper water column of the open ocean or in sediments or water column in coastal areas. Because of its very particle reactive behavior, 234Th is removed from a parcel of water in only two ways, through decay and through particle flux. Therefore, a steady-state 1D activity balance can be used to calculate its flux. Natural Ra isotopes have been also widely used in marine studies to trace water masses and to quantify mixing processes. This work presents results of a collaborative research on organic carbon fluxes distribution in the Bransfield Strait in order to evaluate its influence in the CO2 drawdown. Macro-nutrients, micro-nutrients and chlorophyll-a distributions were used to examine the pathway sources. Natural radium isotopes were applied as tracers to study the movement of shelf water, while 234Th was used as a tracer of particle flux in the upper ocean, since POC export via sinking particles is the primary mechanism of carbon sequestration in the Southern Ocean. Sea water samples for total 234Th and natural Ra isotopes were collected from 9 to 14 December 2007 on the RV Ary Rongel (Brazilian Navy). Analyses of total 234Th activities were performed by gross beta counting using a gas-flow low background proportional counter. The longlived Ra isotopes were determined by low-background high efficiency gamma spectrometry.

O Oceano Austral é o maior repositório dos oceanos, com concentrações elevadas de nutrientes e baixas de clorofila. A região tem papel fundamental para regular a transferência líquida de dióxido de carbono entre o oceano e a atmosfera, em parte devido à assimilação anual de CO2 pelo fitoplâncton, que resulta na exportação do carbono orgânico particulado (POC) para o oceano profundo. O elemento tório apresenta múltiplos isótopos que tem emergido como traçadores poderosos dos processos associados à transferência de material particulado nos oceanos. De todos os isótopos de Th, o 234Th (meia-vida de 24,1 d) tem sido foco de destaque e aplicação nos últimos anos. A produção do 234Th a partir do 238U, além do comportamento conservativo solúvel do 238U na água do mar, tornam fácil a caracterização das fontes de 234Th neste cenário. Além disso, a meiavida do 234Th é suficientemente curta para torná-lo sensível a mudanças a curto prazo (sazonais) que ocorrem na coluna dágua superficial dos oceanos, ou nas colunas dágua e de sedimentos nas regiões costeiras. Devido ao seu comportamento partículo-reativo, o 234Th é removido da água de duas formas, por decaimento ou pelo fluxo de material particulado. Desta forma, um modelo de balanço uni-dimensional no estado estacionário pode ser utilizado para estimar seu fluxo. Os isótopos naturais de Ra também tem sido amplamente empregados em estudos marinhos para traçar massas dágua e quantificar processos de mistura. Este trabalho apresenta os resultados de um projeto de pesquisa multidisciplinar que investigou a distribuição dos fluxos de carbono orgânico no Estreito de Bransfield com a finalidade de avaliar sua influência na remoção de CO2 da atmosfera local. As distribuições de macro-nutrientes, micro-nutrientes e clorofila-a foram utilizadas para examinar possíveis fontes e vias de transferência. Os isótopos de Ra foram aplicados como traçadores de massas dágua, enquanto o 234Th foi utilizado como traçador do fluxo particulado no oceano, uma vez que o afundamento deste material é o principal mecanismo de seqüestro de carbono no Oceano Austral. As amostras foram coletadas no período de 9 a 14 de Dezembro de 2007, a bordo do Navio de Apoio Oceanográfico Ary Rongel, da Marinha do Brasil. / The Southern Ocean is the largest of several high-nutrient, low-chlorophyll (HNLC) regions in the worlds oceans. This region plays a major role in regulating the global net transfer of carbon dioxide between the ocean and the atmosphere, in part because the annual photosynthetic uptake of CO2 by phytoplankton and resulting export of particulate organic carbon (POC) to the deep ocean. The element thorium has multiple radioisotopes that have emerged collectively as a powerful set of tracers for particle associated processes in the oceans. Of all the Th isotopes, 234Th (half-life 24.1 d) has been the focus of increasing attention and application in the past years. The production of 234Th from 238U, coupled with the conservative behavior of 238U in seawater, makes the source of 234Th easy to characterize. Moreover, the half-life of 234Th is sufficiently short to make it sensitive to the short-term (e.g. seasonal) changes that occur in the upper water column of the open ocean or in sediments or water column in coastal areas. Because of its very particle reactive behavior, 234Th is removed from a parcel of water in only two ways, through decay and through particle flux. Therefore, a steady-state 1D activity balance can be used to calculate its flux. Natural Ra isotopes have been also widely used in marine studies to trace water masses and to quantify mixing processes. This work presents results of a collaborative research on organic carbon fluxes distribution in the Bransfield Strait in order to evaluate its influence in the CO2 drawdown. Macro-nutrients, micro-nutrients and chlorophyll-a distributions were used to examine the pathway sources. Natural radium isotopes were applied as tracers to study the movement of shelf water, while 234Th was used as a tracer of particle flux in the upper ocean, since POC export via sinking particles is the primary mechanism of carbon sequestration in the Southern Ocean. Sea water samples for total 234Th and natural Ra isotopes were collected from 9 to 14 December 2007 on the RV Ary Rongel (Brazilian Navy). Analyses of total 234Th activities were performed by gross beta counting using a gas-flow low background proportional counter. The longlived Ra isotopes were determined by low-background high efficiency gamma spectrometry.

Dados EASE-grid do Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) e imagens classificadas ASAR wideswath (WS), cobrindo a Península Antártica (PA), foram processadas e usadas em um Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME), para a análise subpixel da Zona Superficial de Neve Úmida (ZSNU) em imagens SSM/I. As proporções dos componentes puros (imagens-fração) da área de estudo (ZSNU, Zona Superficial de Neve Seca e rochas) foram derivadas das imagens ASAR classificadas. As imagens-fração e imagens SSM/I co-registradas de mesma data (bandas 19H, 19V, 37H e 37V) foram usadas no MLME para estimar as assinaturas espectrais desconhecidas (i.e., temperatura de brilho em cada banda SSM/I). Essas assinaturas espectrais foram então usadas no MLME para estimar as imagens-fração da ZSNU, as quais foram comparadas com as imagens-fração ASAR correspondentes, por meio do cálculo do coeficiente de correlação. Foram identificadas as duas assinaturas espectrais que resultaram nos dados mais correlacionados, sendo também calculadas as correlações das imagens-fração da ZSNU resultantes do uso no MLME dos valores médio e mediano das assinaturas espectrais mais similares. Os valores medianos dessas assinaturas espectrais produziram as imagens-fração da ZSNU mais correlacionadas, que tiveram uma precisão global de classificação média (PGCM) de 95,6% e 97,3%, nas imagens de primavera e outono, respectivamente (amplitude de classes de 0,1), e uma PGCM de 72,6% nas imagens de verão (amplitude de classes de 0,2). Essas assinaturas espectrais medianas foram então usadas no MLME para estimar, com esses níveis de precisão global, a intensidade e extensão da ZSNU na PA, pelo uso de imagens calibradas SSM/I e SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer), possibilitando assim a análise diária e em nível subpixel dessa fácie superficial, de 1978 a 2008. Na análise espacial das imagens-fração da ZSNU estimadas, observou-se que o derretimento superficial médio começava no final de outubro e terminava no final de março, com auge em 7 de janeiro (cerca de 172.237 km2 ou 31,6% da área da PA). A área total mediana da ZSNU no verão foi de aproximadamente 105.100 km2. A análise de regressão com as imagens-fração dos verões entre 1978-1979 a 2007-2008 revelou a tendência de redução da área da ZSNU, totalizando 330,854 km2 nesse período. Todavia, essa tendência não é estatisticamente significante, devido à alta variabilidade interanual da área da ZSNU na PA. Forte derretimento superficial ocorreu nos verões de 1984-1985 (176.507,289 km2) e 1989-1990 (172.681,867 km2), enquanto fraco derretimento, nos verões de 1993-1994 (26.392,208 km2) e 1981-1982 (23.244,341 km2). O mais persistente e intenso derretimento superficial foi observado nas plataformas de gelo Larsen, Wilkins, George VI e Wordie e isto foi relacionado com os eventos de fragmentação e desintegração dessas massas de gelo, ocorridos nas últimas décadas. O derretimento superficial está intimamente relacionado com a estabilidade do sistema glacial antártico e com mudanças no nível médio dos mares. Esse poderia ser monitorado em toda a Antártica, por meio da análise subpixel de imagens SMMR e SSM/I proposta neste estudo. / Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) EASE-grid data and classified ASAR wideswath (WS) images, covering the Antarctic Peninsula (AP), were processed and used in a Spectral Linear Mixing Model (SLMM) for a subpixel analysis of the Wet Snow Zone (WSZ) in SSM/I images. The components’ proportions (fraction images) of the endmembers in the study area, namely WSZ, Dry Snow Zone and rock outcrops, were derived from classified ASAR images. These fraction images and co-registered SSM/I images (bands 19H, 19V, 37H and 37V), acquired on the same date, were used in the SLMM to estimate the unknown spectral signatures (i.e., brightness temperature on each SSM/I band). These spectral signatures were used to estimate WSZ fraction images, which were compared with the ASAR fraction images, by calculating the correlation coefficients. This work identified two spectral signatures that produced the most correlated data, and determined the WSZ fraction images correlations resulting from the use, in the SLMM, of the mean and median values of the most similar spectral signatures. The median values of these spectral signatures produced the most correlated WSZ fraction images, which had an average overall classification accuracy (AOCA) of 95.6% and 97.3% for spring and autumn fraction images, respectively (class range of 0.1), and an AOCA of 72.6% for summer fraction images (class range of 0.2). These median spectral signatures were then used in a SLMM to estimate accurately the WSZ intensity and its extension on the AP, by using calibrated SSM/I and SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer) imageries, allowing a daily subpixel analysis of this glacier facie on the AP from 1978 to 2008. Based on the spatial analysis of the WSZ fraction images, it was observed that melt primarily takes place in late October and ends in late March, with peak on January 7th (about 172,237 km2 or 31,6% of the AP area). The WSZ median total area in summer was about 105,100 km2. Regression analysis over the 1978-1979 to 2007-2008 summers, revealed a negative interanual trend in surface melt of 330.854 km2. Nevertheless, this trend inference is not statistically significant, due to the high WSZ interanual variability. Extremely high melt occurred in the 1984-1985 (176,507.289 km2) and 1989-1990 (172,681.867 km2) summers, while extremely weak melt occurred in the 1993-1994 (26,392.208 km2) and 1981-1982 (23,244.341 km2) summers. The most persistent and intensive melt was observed on Larsen, Wilkins, George VI and Wordie ice shelves and it was related to the break-up and disintegration events that occurred on these glaciers in the last decades. Surface melting is closely related to the stability of the Antarctic glacial system and global sea level changes. It could be monitored for the whole Antarctica, by using the WSZ subpixel analysis in SMMR and SSM/I imageries proposed by this study.

Dados EASE-grid do Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) e imagens classificadas ASAR wideswath (WS), cobrindo a Península Antártica (PA), foram processadas e usadas em um Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME), para a análise subpixel da Zona Superficial de Neve Úmida (ZSNU) em imagens SSM/I. As proporções dos componentes puros (imagens-fração) da área de estudo (ZSNU, Zona Superficial de Neve Seca e rochas) foram derivadas das imagens ASAR classificadas. As imagens-fração e imagens SSM/I co-registradas de mesma data (bandas 19H, 19V, 37H e 37V) foram usadas no MLME para estimar as assinaturas espectrais desconhecidas (i.e., temperatura de brilho em cada banda SSM/I). Essas assinaturas espectrais foram então usadas no MLME para estimar as imagens-fração da ZSNU, as quais foram comparadas com as imagens-fração ASAR correspondentes, por meio do cálculo do coeficiente de correlação. Foram identificadas as duas assinaturas espectrais que resultaram nos dados mais correlacionados, sendo também calculadas as correlações das imagens-fração da ZSNU resultantes do uso no MLME dos valores médio e mediano das assinaturas espectrais mais similares. Os valores medianos dessas assinaturas espectrais produziram as imagens-fração da ZSNU mais correlacionadas, que tiveram uma precisão global de classificação média (PGCM) de 95,6% e 97,3%, nas imagens de primavera e outono, respectivamente (amplitude de classes de 0,1), e uma PGCM de 72,6% nas imagens de verão (amplitude de classes de 0,2). Essas assinaturas espectrais medianas foram então usadas no MLME para estimar, com esses níveis de precisão global, a intensidade e extensão da ZSNU na PA, pelo uso de imagens calibradas SSM/I e SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer), possibilitando assim a análise diária e em nível subpixel dessa fácie superficial, de 1978 a 2008. Na análise espacial das imagens-fração da ZSNU estimadas, observou-se que o derretimento superficial médio começava no final de outubro e terminava no final de março, com auge em 7 de janeiro (cerca de 172.237 km2 ou 31,6% da área da PA). A área total mediana da ZSNU no verão foi de aproximadamente 105.100 km2. A análise de regressão com as imagens-fração dos verões entre 1978-1979 a 2007-2008 revelou a tendência de redução da área da ZSNU, totalizando 330,854 km2 nesse período. Todavia, essa tendência não é estatisticamente significante, devido à alta variabilidade interanual da área da ZSNU na PA. Forte derretimento superficial ocorreu nos verões de 1984-1985 (176.507,289 km2) e 1989-1990 (172.681,867 km2), enquanto fraco derretimento, nos verões de 1993-1994 (26.392,208 km2) e 1981-1982 (23.244,341 km2). O mais persistente e intenso derretimento superficial foi observado nas plataformas de gelo Larsen, Wilkins, George VI e Wordie e isto foi relacionado com os eventos de fragmentação e desintegração dessas massas de gelo, ocorridos nas últimas décadas. O derretimento superficial está intimamente relacionado com a estabilidade do sistema glacial antártico e com mudanças no nível médio dos mares. Esse poderia ser monitorado em toda a Antártica, por meio da análise subpixel de imagens SMMR e SSM/I proposta neste estudo. / Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) EASE-grid data and classified ASAR wideswath (WS) images, covering the Antarctic Peninsula (AP), were processed and used in a Spectral Linear Mixing Model (SLMM) for a subpixel analysis of the Wet Snow Zone (WSZ) in SSM/I images. The components’ proportions (fraction images) of the endmembers in the study area, namely WSZ, Dry Snow Zone and rock outcrops, were derived from classified ASAR images. These fraction images and co-registered SSM/I images (bands 19H, 19V, 37H and 37V), acquired on the same date, were used in the SLMM to estimate the unknown spectral signatures (i.e., brightness temperature on each SSM/I band). These spectral signatures were used to estimate WSZ fraction images, which were compared with the ASAR fraction images, by calculating the correlation coefficients. This work identified two spectral signatures that produced the most correlated data, and determined the WSZ fraction images correlations resulting from the use, in the SLMM, of the mean and median values of the most similar spectral signatures. The median values of these spectral signatures produced the most correlated WSZ fraction images, which had an average overall classification accuracy (AOCA) of 95.6% and 97.3% for spring and autumn fraction images, respectively (class range of 0.1), and an AOCA of 72.6% for summer fraction images (class range of 0.2). These median spectral signatures were then used in a SLMM to estimate accurately the WSZ intensity and its extension on the AP, by using calibrated SSM/I and SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer) imageries, allowing a daily subpixel analysis of this glacier facie on the AP from 1978 to 2008. Based on the spatial analysis of the WSZ fraction images, it was observed that melt primarily takes place in late October and ends in late March, with peak on January 7th (about 172,237 km2 or 31,6% of the AP area). The WSZ median total area in summer was about 105,100 km2. Regression analysis over the 1978-1979 to 2007-2008 summers, revealed a negative interanual trend in surface melt of 330.854 km2. Nevertheless, this trend inference is not statistically significant, due to the high WSZ interanual variability. Extremely high melt occurred in the 1984-1985 (176,507.289 km2) and 1989-1990 (172,681.867 km2) summers, while extremely weak melt occurred in the 1993-1994 (26,392.208 km2) and 1981-1982 (23,244.341 km2) summers. The most persistent and intensive melt was observed on Larsen, Wilkins, George VI and Wordie ice shelves and it was related to the break-up and disintegration events that occurred on these glaciers in the last decades. Surface melting is closely related to the stability of the Antarctic glacial system and global sea level changes. It could be monitored for the whole Antarctica, by using the WSZ subpixel analysis in SMMR and SSM/I imageries proposed by this study.