The Latest Cretaceous period was characterised by global cooling, superimposed on this pattern of climate change were perturbations in global climate. In high palaeolatitude settings in the Southern Hemisphere short term glacial episodes may have occurred through the latest Cretaceous. The extensive sedimentary succession within the James Ross Basin, Antarctica, provided an opportunity to test the possibility of late Cretaceous glaciation in particular through the succession exposed on Seymour Island. A high resolution oxygen and carbon stable isotope record through the Late Maastrichtian – Early Danian was generated by analysing diagenetically unaltered aragonite nacre shell material from a molluscan fauna collected from the López de Bertodano Fm., part of the Marambio Group present on Seymour Island, Antarctica. The Marambio Group forms an extensive 1100 m thick Late Maastrichtian section that crops out over ~70 km2 of the southernmost part of the island. Coverage of stable isotope data for the measured stratigraphy was good with 213 screened analyses that included data from within 1 m of the K-Pg boundary located at 1029 m above datum, determined from the first occurrence of the dinoflagellate cyst Senegalinium obscurum. Stable isotope data (‰ VPDB) for primary aragonite from bivalves, cephalopods and gastropods exhibited screened stable isotope data ranges of -0.06 to +2.05‰ for δ18O and -7.54 to +3.7‰ for δ13C. Data showed that at individual stratigraphic levels the range in measured δ18O exhibited significant variability. Benthic specimens provided the majority of the stable isotope data, bivalves exhibited the widest range of δ18O and δ13C values. Data show that individual specimens from the same genus can exhibit significant variability for δ18O and δ13C and that analysis of single samples at discrete stratigraphic levels may provide an erroneous interpretation of climate change. Higher oxygen isotope values were seen mid-section and complement previous records of periods of cooler climate identified from palynology, clumped isotopes and sea level. Palaeotemperatures were calculated for δ18O values for a seawater composition of SMOW = -1.0‰, representing an ice free ocean, 6 to 14°C for bivalves, 9 to 12°C for gastropods and 9 to 15°C for cephalopods. Temperatures indicated relatively stable benthic temperatures (~10°C) with a cooling phase that commenced at ~450 m (~69.5 Ma) with the coolest temperatures developed at ~630 m (~69 Ma). Cooling trends showed a good correlation with the position of seawater lowstands. Thereafter temperatures recovered towards the K-Pg boundary before a cooling trend developed that closely correlated with the PaDa1 lowstand. Acceptance of Deccan Traps volcanism as a causal mechanism for the limited degree of observed warming close to the K-Pg event was limited by a lack of suitable specimens.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4781334 bytes, checksum: f714c0f0ea72a4c67a3face0139ffa21 (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / The Seymour/Marambio island (ISM) is located in the northern sector of the Weddell Sea, at the Antarctic Peninsular area, representing a transitional zone between Maritime and Continental Antarctica, with a subpolar, semiarid climate. The ISM is predominantly composed by marine sedimentary rocks of Cretaceus to Eocene age. The aims of this work were: identifying, mapping and characterization of the geoenvironmental units at the northern part of ISM landscape, as well as studying chemical, physical, mineralogical and morphological attributes, across a selected, representative toposequence. Also, pedogenetic processes and factors were discussed. The geoenvronmental stratification was based on pedo-litogeomorphological attributes, in an integrated landscape approach, in which sectors with similar attributes were grouped together. For the soil study, nine profiles were described, collected and analysed, following a toposequence according to different parent materials and landforms. Samples were subjected to textural analysis, routine chemical analysis, chemical extractions by ammonium oxalate and CBD, as well as X ray diffraction. Thirteen geoenvironments were identified, representing periglacial environments at this transitional climatic zone. The geology exerts a control on the geoenvironments, with great influence on landforms and soils. Permafrost is continuous and widespread, generally at depths of less than 100 cm, so the Gelisols order (Soil Taxonomy), or Cryosols (WRB), are the dominant soils. Cryoturbation and organic matter accumulation were not observed. Soils were separated into two groups: acid-sulphate soils and alkaline soils, unaffected by sulphates. The first are the best developed in the study area, meaning a significant physico-chemical and mineralogical alteration. Low pH and high Al saturation and potential acidity are typical. This accounts for primary mineral dissolution, and its absence in the clay fraction. Secondary minerals are those related to sulphide oxidation: soluble and insoluble sulphates, low crystalline Fe-hydroxides and little crystalline Fe phases. The peculiar yellowish colour of these soils are attributed to the presence of Fe-oxides and Jarosite. The presence of 2:1 clays (smectite and illite) in the Clay fraction despite the acidity is due to low leaching. The alkaline soils, non affected by sulphates do not showed any marked weathering or transformation, with high pH, low potencial acidity and zero Al saturation. The main process is cryoclastic and haloclastic weathering. Primary minerals are present even in the clay fraction, corroborating its low weathering degree and chemical alteration. The landform is determinant for the chemical status of theses soils, by favoring or reducing leaching. Sulphurization and halomorphism are the dominant soil-forming processes in Seymour-Marambio island. / A Ilha Seymour/Marambio (ISM) se localiza no norte do Mar de Weddell, na região da Península Antártica, em uma transição climática entre os domínios da Antártica Marítima e da Antártica Continental, apresentando um clima pseudo-continental ou subpolar semiárido. A ISM é predominantemente composta por rochas sedimentares originadas entre o Cretáceo e o Terciário. Os objetivos deste trabalho foram identificar, mapear e caracterizar as unidades geoambientais que compõem a paisagem da porção norte da Ilha Seymour/Marambio, Antártica Peninsular; e estudar os atributos morfológicos, físicos, químicos e mineralógicos dos solos ao longo de uma topossequência, e discutir os processos e fatores envolvidos na sua pedogênese. A estratificação geoambiental foi feita com base nos atributos pedo-lito-geomorfológicos da paisagem tratados de forma integrada, onde foram agrupados sob uma mesma denominação setores com características similares em relação aos atributos de interesse. Para o estudo dos solos foram descritos e coletados nove perfis ao longo de uma topossequência abrangendo diferentes materiais de origem e geoformas. As amostras foram submetidas a fracionamento textural, análises químicas de rotina, extrações químicas com Oxalato de Amônio e Ditionito-Citrato-Bicarbonato, e difração de Raios-X. A aplicação da metodologia de estratificação permitiu a identificação de 13 unidades geoambientais, representativas de ambientes periglaciais situados na zona de transição climática. Nota-se forte controle da geologia sobre a distribuição dos ambientes, influenciando o estabelecimento do relevo e os atributos dos solos. Constatou-se presença generalizada de permafrost ao longo da área de estudo, em geral nos primeiros 100 cm de profundidade, determinando uma predominância de solos das ordens Gelisols (Soil Taxonomy) e Cryosols (WRB). Outras feições comuns em solos afetados por congelamento, relacionadas com a crioturbação e acumulação de matéria orgânica, não foram observadas. A análise dos atributos dos solos permitiu identificar dois grupos de solos: os Sulfatados Ácidos e os Não Sulfatados Alcalinos. Os solos sulfatados ácidos são os mais desenvolvidos da área de estudo, evidenciando significativa alteração morfológica, física e mineralógica. As características destes solos apontam para baixo pH, alta saturação por alumínio, alta acidez potencial. A acidez favorece o intemperismo de silicatos primários, que não são observados na fração argila. Os principais minerais secundários são relacionados com a oxidação dos sulfetos, podendo ser listados sulfatos solúveis, sulfatos insolúveis, hidróxidos de ferro mal cristalizados e óxidos de ferro cristalinos. O peculiar desenvolvimento de cor amarelada nos solos sulfatados ácidos é creditado à presença de óxidos e sulfatos de ferro. A presença de minerais silicatados do tipo 2:1 (esmectita e ilita) na fração argila destes solos é atribuída ao pedoambiente ácido (favorável ao intemperismo dos silicatos primários) e com baixa lixiviação. Os solos Não Sulfatados Alcalinos não apresentam sinais de transformações expressivas. Os dados químicos apontam para altos valores de pH, alumínio trocável nulo e baixa acidez potencial. A transformação mais importante na gênese destes solos é o intemperismo físico na forma de crioclastia e haloclastia. Nota-se a presença de minerais primários facilmente intemperizáveis na fração argila, confirmando o baixo grau de transformações químicas. A geoforma é determinante para a disponibilidade de bases nestes solos, na medida em que favorece ou dificulta a lixiviação. Conclui-se que os principais processos atuantes na gênese dos solos da área de estudo são a sulfurização e o halomorfismo.

A região da Península Antártica (PA) é importante para a circulação oceânica e o equilíbrio da temperatura global, além de ser detentora de grandes reservatórios de água doce e reservas de hidrocarbonetos e de hidrato de gás. Organismos bentônicos desses locais, como os foraminíferos, respondem de forma rápida a variações ambientais e são bastante utilizados em estudos de monitoramento mais precisos. Neste trabalho foram analisadas associações de foraminíferos em relação a parâmetros granulométricos e geoquímicos (elementos maiores e traço) de regiões ricas em hidrato de gás, situadas na PA. Para tal objetivo foram analisados sedimentos superficiais e subsuperficiais de: 1) região costeira (profundidade < 11 m) da Ilha de Marambio (IM), Mar de Weddell e 2) Passagem de Drake (PD). Na PD foram coletados 5 testemunhos (8 cm de comprimento) a 480 m de profundidade (D1) e 2 testemunhos (20 cm de comprimento) de 3800 m de profundidade (D2). Os valores de densidade e diversidade de foraminíferos encontrados aqui raramente são descritos na literatura para a região antártica. Contatou-se que as associações de foraminíferos da região da PA são constituídas por diversas espécies monotalâmicas e aglutinantes. A análise de agrupamento evidenciou associações com diferentes atributos ecológicos. Nas biocenoses da IM observou-se predominância de foraminíferos monotalâmicos de carapaça orgânica ou predominantemente orgânica (Psammosphaga magnetica e allogromiídeos), que apresentaram alta densidade e diversidade em sedimentos lamosos, ricos em nutrientes e valores elevados de oxigênio dissolvido. Já as biocenoses da região D1 apresentaram dominância de foraminíferos calcários, em particular de Epistominella exigua, indicadora de ambiente rico em fitodetritos. Nas tanatocenoses foram observadas predomínio de espécies aglutinantes como Deuterammina grisea e Cribrostomoides jeffreysii, com valores de densidade e riqueza aumentando da base ao topo em todos os testemunhos. Nos testemunhos da área D2, tanto na bio quanto a tanatocenose houve dominância de espécies típicas de ambiente hipóxico e rico em matéria orgânica (e.g., Adercotryma glomeratum e Spiroplectammina biformis) e baixos valores de densidade e riqueza. A morfometria das carapaças da Passagem de Drake (D1 e D2) apontou aumento significativo de A. glomeratum com a profundidade, provavelmente relacionado a adaptações a regiões profundas e a estabilidade ambiental. A Análise de Componentes Principais revelou que oxigênio dissolvido do sedimento, granulometria, porcentagem de CaCO3, concentração de potássio (D1), bem como concentrações de elementos maiores e traços (D2) foram as principais variáveis que influenciaram a distribuição das espécies. Não foi possível identificar alterações nas associações e em relação aos padrões ecológicos, devido às emanações de hidrato de gás. Assim, ressalta-se a necessidade da realização de mais estudos, como análises morfológicas e químicas das carapaças dos foraminíferos, principalmente em espécies aglutinantes, ainda mais em regiões como a PA, reconhecidamente mais sensível as mudanças climáticas e de enorme importância para o equilíbrio do clima da Terra / The Antarctic Peninsula (PA) region is essential for ocean circulation and global temperature equilibrium, as well as having large freshwater reservoirs, hydrocarbon and gas hydrate reserves. Benthic organisms from these locations, such as foraminifera, respond rapidly to environmental variations and are widely used in more accurate monitoring studies. In this work, foraminifera associations were analyzed concerning granulometric and geochemical parameters (major and trace elements) of regions rich in gas hydrate, located at AP. For this purpose, surface and subsurface sediments were analyzed from 1) coastal region (depth <11 m) of Marambio Island (IM), Weddell Sea and 2) Drake Passage (PD). In PD five cores (8 cm long) were collected at 480 m depth (D1) and two cores (20 cm long) at 3800 m depth (D2). Foraminifera density and diversity values found here are rarely described in the literature for the Antarctic region. The results of foraminifera associations in the PA region are composed of several monothalamic and agglutinant species. Cluster analysis showed associations with different ecological attributes. In MI biocenosis there was a predominance of monothalamic foraminifera of organic or predominantly organic tests (Psammosphaga magnetica and allogromiidae), with high density and diversity in muddy sediments, rich in nutrients and high values of dissolved oxygen. On the other hand, the biocenosis of the D1 region was dominated with calcareous foraminifera, in particular, Epistominella exigua, indicating an environment rich in organic matter. In the thanatocoenosis, agglutinating species such as Deuterammina. grisea, and Cribrostomoides jeffreysii predominated, with density and richness increasing from bottom to top in all cores. In the D2 area, both in bio as well as in thanatocoenosis, there was a dominance of typical species of hypoxic environments and rich in organic matter (e.g., Adercotryma glomeratum and Spiroplectammina biformis), and low density and richness values. The morphometry from DP (D1 and D2) showed a significant increase in size of A. glomeratum with depth, probably related to deepsea adaptations and environmental stability. Principal Component Analysis revealed that dissolved oxygen in sediment, granulometry, CaCO3 percentage, potassium concentration (D1) as well as major and trace elements concentrations (D2) were the main variables that influenced species distribution. It was not possible to identify changes in organisms and the relation to ecological standards due to gas hydrate. Thus, further studies are necessary, such as morphological and chemical analysis of foraminifera tests, especially in agglutinating species, even more so in regions such as PA, which are known to be more sensitive to climate change and of great importance to the Earth\'s climate balance