No description available.

Western Antarctica has been experiencing significant warming for at least the past fifty years. While higher Net Surface Mass Balance (SMB) over West Antarctica during this period of warming is expected, SMB reconstructions from ice cores reveal a more complex pattern during the period of warming. The mechanisms giving rise to SMB variability over the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) are not well understood due to lack of instrumental data. The Southern Annular Mode (SAM) and El Niño Southern Oscillation (ENSO) are believed to contribute to WAIS SMB variability but the assumption has not been rigorously tested. SMB during years where SAM and ENSO are in extreme phases is compared to average SMB from the period 1979-2010. Additionally, atmospheric circulation anomalies are used to assess what circulation patterns accompany extreme modes of climate during the same period. The results suggest that significantly lower SMB occurs when SAM is in an extremely positive phase or ENSO is in an extremely negative phase. Additionally, atmospheric circulation anomalies show that certain circulation patterns accompany extreme modes of climate, which contribute to SMB variability over the WAIS. Ultimately, the location of low and high pressure cells is the best predictor for extreme accumulation events over the WAIS. These results are verified by assessing observed net SMB trends from a network of firn cores located from the central WAIS. Seven new firn cores are added to improve the spatial network of regional net SMB measurements. Reconstructed net SMB is calculated from new firn core records, and compared to the existing cores. The new suite of preliminary firn core records show the same significant decreasing trend that is observed in existing cores. This represents a negative region-wide SMB trend that is likely in part due to trends in SAM and ENSO.

Durante o Eoceno e o Oligoceno (55 a 23 Ma) a Terra esteve sujeita a período de grandes mudanças climáticas. Registros geológicos, reforçados por modelos climáticos, indicam que o clima global durante esse período passou de estágio praticamente livre de calotas polares para situacao climática próxima a que hoje podemos encontrar na Antártica. Grande parte desses registros são indiretos, retirados de sedimentos de fundo marinho ou de material fóssil. Evidência terrestre clara da variação climática (greenhouse-icehouse) para o Eoceno-Oligoceno pode ser encontrada em Wesele Cove, ilha Rei Jorge, Antártica Ocidental. Tais evidências correspondem a uma sucessão de cerca de 60m com pelo menos 13 derrames de lava basáltica, de alguns metros de espessura cada, sobreposta, em contato erosivo, por diamictito e arenito. A sucessão basáltica é correlacionada com a Formação Mazurek Point/Hennequin, datada radiometricamente como do Eoceno, e o diamictito e arenito correspondem ao Membro Krakowiak Glacier da Formação Polonez Cove, datada, paleontológica e radiométricamente como pertencente ao Oligoceno inferior. Cada camada de basalto toleítico exibe uma zona inferior, mais espessa (1 a poucos metros), de rocha fresca, que é seguida transicionalmente por uma zona de alteração, variando de alguns decímetros a 1-1,5 m de espessura. O pacote de basalto está inclinado 25º para leste, provavelmente por tectonismo. A sucessão foi recentemente exposta devido ao rápido recuo da atual geleira Wyspianski. A evidência inicial de campo sugere que a sucessão representa um registro geológico de variação paleoclimática de condições mais amenas para condições glaciais, que pode ser correlacionada com a mudança do ótimo climático do final do Eoceno (greenhouse) para as condições de icehouse do Oligoceno, registradas na curva de paleotemperatura cenozóica estabelecida pela determinação de 18O em carapaças de foraminíferos. Este estudo teve como foco central a análise estratigráfica e geoquímica da ocorrência, a fim de interpretar a sucessão de eventos paleoclimáticos documentados no afloramento e analisá-los, no contexto da história paleoclimática da Antártica. Os dados obtidos mostraram que a transição de zonas não alteradas para alteradas observada em cada derrame de basalto pode de fato ser atribuídas à ação moderada de processos intempéricos no topo de cada derrame. Eles também demonstram uma origem glacial, em parte subglacial com contribuição marinha, dos diamictitos sobrepostos, que apresentam feições, tais como, clastos de litologias e tamanhos variados, facetados e estriados, clastos tipo bullet shaped, clastos partidos por congelamento, estrias intraformacionais e fósseis marinhos encontrados na matriz do diamictito. As condições climáticas amenas responsáveis pelo intemperismo do basalto durou até o surgimento do último horizonte de lava, seguida por movimentação tectônica que inclinou o pacote. Esses eventos indicam condições paleoclimáticas menos rigorosas relativamente longas durante o Eoceno, precedendo o estabelecimento do manto de gelo oligocênico nesta parte da Antártica. / During the Eocene and Oligocene (55 23 Ma) the Earth was undergoing a period of great climatic changes. Geological records, reinforced by climate models indicate that global climate during this period went from a stage in which the Earth was virtually free of polar ice caps to a stage close to what we find today in Antarctica. Most of these records are indirect, taken from the deep-sea cores or fossil material. Clear terrestrial evidence of climate change (greenhouse-icehouse) for the Eocene-Oligocene transition is found in Wesele Cove, King George Island, West Antarctica. This evidence includes a succession of at least thirteen, few meters thick, basaltic lava flows overlain disconformably by diamictite and sandstone. The basaltic section is correlated with the Mazurek Point/Hennequin Formation, radiometric dated as Eocene, and the diamictite and sandstone correspond to the Krakowiak Glacier Member of the Polonez Cove Formation, dated as Early Oligocene, on paleontological and radiometric basis. Each tholeiitic basalt layer exhibits a lower, thicker (1 to few meters) fresh zone, transitionally followed up by a zone of saprolith, varying from decimeters to 1-1.5 m in thickness. The entire basalt package of around 60 m, is tilted 25º to the east. The succession has been recently exposed due to fast retreat of the present Wyspianski Glacier. The initial field evidence suggests that the succession represents the geological record of paleoclimatic variation from mild to glacial conditions, that could correlate with the change from the late Eocene optimum climatic (greenhouse) to icehouse conditions in the Oligocene, as recorded on the Cenozoic paleotemperature curve established by 18O determinations on calcareous foram tests. This study had focus on the stratigraphy and geochemistry analysis of the occurrence, in order to interpret the succession of palaeoclimatic events documented in outcrop and analyze them in the context of paleoclimatic history of Antarctica. Data obtained consistently showed that the supposed transition from unaltered to altered zones observed in each basalt layer may in fact be assigned to the moderated action of weathering processes on top of each flow. They also demonstrate a glacial, in partly subglacial with marine contribution, origin for the overlying diamictites, which has features such clasts of diverse lithologies and sizes, faceted and striated clasts, bullet shaped clasts, clasts broken by freezing and thaw, intraformational striae and marine fossils found in the matrix of the diamictite. The mild paleoclimatic conditions responsible for weathering of the basalt lasted until the emplacement of the highest lava horizon, followed by tectonic movement that tilted the package. These events indicate a relatively long paleoclimatic mild conditions during the Eocene, preceding the establishment and displacement of the Oligocene ice-sheet in this part of Antarctica.

Esta tese interpreta o registro ambiental de um testemunho de gelo antártico pela análise de elementostraço. Esse testemunho de gelo, daqui em diante chamado Mount Johns (MJ), foi coletado no manto de gelo da Antártica Ocidental (79°55’28”S e 94°23’18”W; 91,20 m de comprimento) no verão austral de 2008/09. O testemunho foi descontaminado e subamostrado no Climate Change Institute (University of Maine – Maine /EUA). As primeiras 2137 amostras, correspondentes aos 45 m superiores do testemunho, foram analisadas no espectrômetro de massas Element 2 do CCI para 24 elementos-traço (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg e K). Essa parte do testemunho representa 125 anos (1883–2008) de registro, segundo datação relativa baseada na variação sazonal nas concentrações de Na, Sr e S e na identificação dos principais eventos vulcânicos ocorridos no período. A taxa de acumulação média no local de amostragem foi 0,21 m a-1 em eq. H2O no mesmo período de tempo. As concentrações são controladas pelas variações climáticas sazonais (verão/inverno), por mudanças na circulação atmosféricas, por anomalias de temperatura, pela distância de transporte e pelas fontes naturais e antrópicas desses aerossóis. Baseada na análise dos fatores de enriquecimento crustal e marinho e em correlações de Pearson, as concentrações de Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr e Ti são de origem natural. Poeira e solo de fontes continentais, oriundas principalmente de áreas áridas na Austrália, Nova Zelândia e Patagônia, são consideradas importantes fontes de Al, Mg e Ti. Aerossóis marinhos do Pacífico Sul, transportados para o continente antártico pelas massas de ar, são fontes predominantes de Na, Sr, K, S e Ca. Para os elementos Ba, Fe e Mn, tanto fontes crustais como marinhas são significativas. Adicionalmente, Mn e S apresentam um aporte considerável de origem vulcânica (variando de 20–30% na concentração total). Os resultados também mostram enriquecimento significativo nas concentrações de arsênio devido a atividades antrópicas. Foi observado concentrações médias da ordem de 1,92 pg g-1 antes de 1900, aumentando até 7,94 pg g-1 em 1950. Este enriquecimento está diretamente relacionado às emissões da mineração e fundição de metais não-ferrosos na América do Sul, principalmente no Chile. A queda na concentração de arsênio observado no século XXI (concentração média de 1,94 pg g-1 após 1999) é interpretada como uma consequência à introdução de leis ambientais (em 1994) para reduzir emissões desse elemento durante os processos de mineração e fundição de cobre no Chile. O modelo de trajetórias HYSPLIT mostra uma clara variação sazonal no transporte entre os meses de verão/outono e inverno/primavera, onde predomina o transporte de oeste durante o ano todo e um transporte secundário de nordeste durante o verão/outono. As correlações entre as concentrações médias dos elementos-traço estudados e o modelo de reanálises ERA-Interim para o período 1979–2008, indicam que as concentrações de aerossóis marinhos são fortemente influenciadas pelas condições meteorológicas, por exemplo, por anomalias na temperatura da superfície do mar e concentração de gelo marinho. / This thesis interprets the environmental record of an Antarctic ice core by the analysis of trace elements. This ice core, henceforward called Mount Johns (MJ), was collected in the West Antarctica ice sheet (79°55'28"S and 94°23'18"W; 91.20 m long) in the austral summer of 2008/09. The core was decontaminated and subsampled at the Climate Change Institute (CCI, University of Maine - Maine / USA). The first 2137 samples, corresponding to the upper 45 m of the core, were analyzed in the CCI's JRC Element 2 spectrometer for 24 trace elements (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg and K). This part of the core represents a 125 years (1883– 2008) record, according to relative dating based on Na, Sr and S seasonal variations and on the identification of major volcanic events in the period. The mean accumulation rate for the sampling site was 0.21 m-1 in eq. H2O in the same time period. The concentrations are controlled by seasonal climatic changes (summer/winter), by changes in atmospheric circulation, temperature anomalies, the transport distance and the natural and anthropogenic sources of these aerosols. Based on analysis of crustal and marine enrichment factors and Pearson correlations, the Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr and Ti concentrations have natural origin. Dust and soil from continental sources, primarily coming from arid areas in Australia, New Zealand and Patagonia, are considered important sources of Al, Mg and Ti. South Pacific marine aerosols, transported to the Antarctic continent by air masses, are predominant sources of Na, Sr, K, S and Ca. For the elements Ba, Fe and Mn, both crustal and marine sources are significant. In addition, Mn and S show a considerable contribution of volcanic origin (ranging from 20-30% of the total concentration). The results also show significant enrichment in arsenic concentrations due to human activities. Before 1900 the mean concentration was approximately 1.92 pg g-1, rising to 7.94 pg g-1 in 1950. This enrichment is directly related to mining emissions and casting of non-ferrous metals in South America, mainly in Chile. The decrease in the arsenic concentration, observed in the twenty-first century (mean concentration of 1.94 pg g-1 after 1999) is interpreted as a consequence of the introduction of environmental laws (in 1994) to reduce emissions of this element during the cupper mining and smelting in Chile. The HYSPLIT trajectories model show a clear seasonal variation in transport between the summer/autumn all and winter/spring months, where predominates an eastward transport throughout the year and a secondary transport from the northeast during the summer/fall. Correlations between the mean concentrations of the studied trace elements and the ERA-Interim reanalysis models for the 1979-2008 period indicate that marine aerosols concentrations are heavily influenced by weather conditions, for example, by sea surface temperature and sea ice concentration anomalies.

Esta tese interpreta o registro ambiental de um testemunho de gelo antártico pela análise de elementostraço. Esse testemunho de gelo, daqui em diante chamado Mount Johns (MJ), foi coletado no manto de gelo da Antártica Ocidental (79°55’28”S e 94°23’18”W; 91,20 m de comprimento) no verão austral de 2008/09. O testemunho foi descontaminado e subamostrado no Climate Change Institute (University of Maine – Maine /EUA). As primeiras 2137 amostras, correspondentes aos 45 m superiores do testemunho, foram analisadas no espectrômetro de massas Element 2 do CCI para 24 elementos-traço (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg e K). Essa parte do testemunho representa 125 anos (1883–2008) de registro, segundo datação relativa baseada na variação sazonal nas concentrações de Na, Sr e S e na identificação dos principais eventos vulcânicos ocorridos no período. A taxa de acumulação média no local de amostragem foi 0,21 m a-1 em eq. H2O no mesmo período de tempo. As concentrações são controladas pelas variações climáticas sazonais (verão/inverno), por mudanças na circulação atmosféricas, por anomalias de temperatura, pela distância de transporte e pelas fontes naturais e antrópicas desses aerossóis. Baseada na análise dos fatores de enriquecimento crustal e marinho e em correlações de Pearson, as concentrações de Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr e Ti são de origem natural. Poeira e solo de fontes continentais, oriundas principalmente de áreas áridas na Austrália, Nova Zelândia e Patagônia, são consideradas importantes fontes de Al, Mg e Ti. Aerossóis marinhos do Pacífico Sul, transportados para o continente antártico pelas massas de ar, são fontes predominantes de Na, Sr, K, S e Ca. Para os elementos Ba, Fe e Mn, tanto fontes crustais como marinhas são significativas. Adicionalmente, Mn e S apresentam um aporte considerável de origem vulcânica (variando de 20–30% na concentração total). Os resultados também mostram enriquecimento significativo nas concentrações de arsênio devido a atividades antrópicas. Foi observado concentrações médias da ordem de 1,92 pg g-1 antes de 1900, aumentando até 7,94 pg g-1 em 1950. Este enriquecimento está diretamente relacionado às emissões da mineração e fundição de metais não-ferrosos na América do Sul, principalmente no Chile. A queda na concentração de arsênio observado no século XXI (concentração média de 1,94 pg g-1 após 1999) é interpretada como uma consequência à introdução de leis ambientais (em 1994) para reduzir emissões desse elemento durante os processos de mineração e fundição de cobre no Chile. O modelo de trajetórias HYSPLIT mostra uma clara variação sazonal no transporte entre os meses de verão/outono e inverno/primavera, onde predomina o transporte de oeste durante o ano todo e um transporte secundário de nordeste durante o verão/outono. As correlações entre as concentrações médias dos elementos-traço estudados e o modelo de reanálises ERA-Interim para o período 1979–2008, indicam que as concentrações de aerossóis marinhos são fortemente influenciadas pelas condições meteorológicas, por exemplo, por anomalias na temperatura da superfície do mar e concentração de gelo marinho. / This thesis interprets the environmental record of an Antarctic ice core by the analysis of trace elements. This ice core, henceforward called Mount Johns (MJ), was collected in the West Antarctica ice sheet (79°55'28"S and 94°23'18"W; 91.20 m long) in the austral summer of 2008/09. The core was decontaminated and subsampled at the Climate Change Institute (CCI, University of Maine - Maine / USA). The first 2137 samples, corresponding to the upper 45 m of the core, were analyzed in the CCI's JRC Element 2 spectrometer for 24 trace elements (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg and K). This part of the core represents a 125 years (1883– 2008) record, according to relative dating based on Na, Sr and S seasonal variations and on the identification of major volcanic events in the period. The mean accumulation rate for the sampling site was 0.21 m-1 in eq. H2O in the same time period. The concentrations are controlled by seasonal climatic changes (summer/winter), by changes in atmospheric circulation, temperature anomalies, the transport distance and the natural and anthropogenic sources of these aerosols. Based on analysis of crustal and marine enrichment factors and Pearson correlations, the Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr and Ti concentrations have natural origin. Dust and soil from continental sources, primarily coming from arid areas in Australia, New Zealand and Patagonia, are considered important sources of Al, Mg and Ti. South Pacific marine aerosols, transported to the Antarctic continent by air masses, are predominant sources of Na, Sr, K, S and Ca. For the elements Ba, Fe and Mn, both crustal and marine sources are significant. In addition, Mn and S show a considerable contribution of volcanic origin (ranging from 20-30% of the total concentration). The results also show significant enrichment in arsenic concentrations due to human activities. Before 1900 the mean concentration was approximately 1.92 pg g-1, rising to 7.94 pg g-1 in 1950. This enrichment is directly related to mining emissions and casting of non-ferrous metals in South America, mainly in Chile. The decrease in the arsenic concentration, observed in the twenty-first century (mean concentration of 1.94 pg g-1 after 1999) is interpreted as a consequence of the introduction of environmental laws (in 1994) to reduce emissions of this element during the cupper mining and smelting in Chile. The HYSPLIT trajectories model show a clear seasonal variation in transport between the summer/autumn all and winter/spring months, where predominates an eastward transport throughout the year and a secondary transport from the northeast during the summer/fall. Correlations between the mean concentrations of the studied trace elements and the ERA-Interim reanalysis models for the 1979-2008 period indicate that marine aerosols concentrations are heavily influenced by weather conditions, for example, by sea surface temperature and sea ice concentration anomalies.

Durante o Eoceno e o Oligoceno (55 a 23 Ma) a Terra esteve sujeita a período de grandes mudanças climáticas. Registros geológicos, reforçados por modelos climáticos, indicam que o clima global durante esse período passou de estágio praticamente livre de calotas polares para situacao climática próxima a que hoje podemos encontrar na Antártica. Grande parte desses registros são indiretos, retirados de sedimentos de fundo marinho ou de material fóssil. Evidência terrestre clara da variação climática (greenhouse-icehouse) para o Eoceno-Oligoceno pode ser encontrada em Wesele Cove, ilha Rei Jorge, Antártica Ocidental. Tais evidências correspondem a uma sucessão de cerca de 60m com pelo menos 13 derrames de lava basáltica, de alguns metros de espessura cada, sobreposta, em contato erosivo, por diamictito e arenito. A sucessão basáltica é correlacionada com a Formação Mazurek Point/Hennequin, datada radiometricamente como do Eoceno, e o diamictito e arenito correspondem ao Membro Krakowiak Glacier da Formação Polonez Cove, datada, paleontológica e radiométricamente como pertencente ao Oligoceno inferior. Cada camada de basalto toleítico exibe uma zona inferior, mais espessa (1 a poucos metros), de rocha fresca, que é seguida transicionalmente por uma zona de alteração, variando de alguns decímetros a 1-1,5 m de espessura. O pacote de basalto está inclinado 25º para leste, provavelmente por tectonismo. A sucessão foi recentemente exposta devido ao rápido recuo da atual geleira Wyspianski. A evidência inicial de campo sugere que a sucessão representa um registro geológico de variação paleoclimática de condições mais amenas para condições glaciais, que pode ser correlacionada com a mudança do ótimo climático do final do Eoceno (greenhouse) para as condições de icehouse do Oligoceno, registradas na curva de paleotemperatura cenozóica estabelecida pela determinação de 18O em carapaças de foraminíferos. Este estudo teve como foco central a análise estratigráfica e geoquímica da ocorrência, a fim de interpretar a sucessão de eventos paleoclimáticos documentados no afloramento e analisá-los, no contexto da história paleoclimática da Antártica. Os dados obtidos mostraram que a transição de zonas não alteradas para alteradas observada em cada derrame de basalto pode de fato ser atribuídas à ação moderada de processos intempéricos no topo de cada derrame. Eles também demonstram uma origem glacial, em parte subglacial com contribuição marinha, dos diamictitos sobrepostos, que apresentam feições, tais como, clastos de litologias e tamanhos variados, facetados e estriados, clastos tipo bullet shaped, clastos partidos por congelamento, estrias intraformacionais e fósseis marinhos encontrados na matriz do diamictito. As condições climáticas amenas responsáveis pelo intemperismo do basalto durou até o surgimento do último horizonte de lava, seguida por movimentação tectônica que inclinou o pacote. Esses eventos indicam condições paleoclimáticas menos rigorosas relativamente longas durante o Eoceno, precedendo o estabelecimento do manto de gelo oligocênico nesta parte da Antártica. / During the Eocene and Oligocene (55 23 Ma) the Earth was undergoing a period of great climatic changes. Geological records, reinforced by climate models indicate that global climate during this period went from a stage in which the Earth was virtually free of polar ice caps to a stage close to what we find today in Antarctica. Most of these records are indirect, taken from the deep-sea cores or fossil material. Clear terrestrial evidence of climate change (greenhouse-icehouse) for the Eocene-Oligocene transition is found in Wesele Cove, King George Island, West Antarctica. This evidence includes a succession of at least thirteen, few meters thick, basaltic lava flows overlain disconformably by diamictite and sandstone. The basaltic section is correlated with the Mazurek Point/Hennequin Formation, radiometric dated as Eocene, and the diamictite and sandstone correspond to the Krakowiak Glacier Member of the Polonez Cove Formation, dated as Early Oligocene, on paleontological and radiometric basis. Each tholeiitic basalt layer exhibits a lower, thicker (1 to few meters) fresh zone, transitionally followed up by a zone of saprolith, varying from decimeters to 1-1.5 m in thickness. The entire basalt package of around 60 m, is tilted 25º to the east. The succession has been recently exposed due to fast retreat of the present Wyspianski Glacier. The initial field evidence suggests that the succession represents the geological record of paleoclimatic variation from mild to glacial conditions, that could correlate with the change from the late Eocene optimum climatic (greenhouse) to icehouse conditions in the Oligocene, as recorded on the Cenozoic paleotemperature curve established by 18O determinations on calcareous foram tests. This study had focus on the stratigraphy and geochemistry analysis of the occurrence, in order to interpret the succession of palaeoclimatic events documented in outcrop and analyze them in the context of paleoclimatic history of Antarctica. Data obtained consistently showed that the supposed transition from unaltered to altered zones observed in each basalt layer may in fact be assigned to the moderated action of weathering processes on top of each flow. They also demonstrate a glacial, in partly subglacial with marine contribution, origin for the overlying diamictites, which has features such clasts of diverse lithologies and sizes, faceted and striated clasts, bullet shaped clasts, clasts broken by freezing and thaw, intraformational striae and marine fossils found in the matrix of the diamictite. The mild paleoclimatic conditions responsible for weathering of the basalt lasted until the emplacement of the highest lava horizon, followed by tectonic movement that tilted the package. These events indicate a relatively long paleoclimatic mild conditions during the Eocene, preceding the establishment and displacement of the Oligocene ice-sheet in this part of Antarctica.

Esta tese interpreta o registro ambiental de um testemunho de gelo antártico pela análise de elementostraço. Esse testemunho de gelo, daqui em diante chamado Mount Johns (MJ), foi coletado no manto de gelo da Antártica Ocidental (79°55’28”S e 94°23’18”W; 91,20 m de comprimento) no verão austral de 2008/09. O testemunho foi descontaminado e subamostrado no Climate Change Institute (University of Maine – Maine /EUA). As primeiras 2137 amostras, correspondentes aos 45 m superiores do testemunho, foram analisadas no espectrômetro de massas Element 2 do CCI para 24 elementos-traço (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg e K). Essa parte do testemunho representa 125 anos (1883–2008) de registro, segundo datação relativa baseada na variação sazonal nas concentrações de Na, Sr e S e na identificação dos principais eventos vulcânicos ocorridos no período. A taxa de acumulação média no local de amostragem foi 0,21 m a-1 em eq. H2O no mesmo período de tempo. As concentrações são controladas pelas variações climáticas sazonais (verão/inverno), por mudanças na circulação atmosféricas, por anomalias de temperatura, pela distância de transporte e pelas fontes naturais e antrópicas desses aerossóis. Baseada na análise dos fatores de enriquecimento crustal e marinho e em correlações de Pearson, as concentrações de Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr e Ti são de origem natural. Poeira e solo de fontes continentais, oriundas principalmente de áreas áridas na Austrália, Nova Zelândia e Patagônia, são consideradas importantes fontes de Al, Mg e Ti. Aerossóis marinhos do Pacífico Sul, transportados para o continente antártico pelas massas de ar, são fontes predominantes de Na, Sr, K, S e Ca. Para os elementos Ba, Fe e Mn, tanto fontes crustais como marinhas são significativas. Adicionalmente, Mn e S apresentam um aporte considerável de origem vulcânica (variando de 20–30% na concentração total). Os resultados também mostram enriquecimento significativo nas concentrações de arsênio devido a atividades antrópicas. Foi observado concentrações médias da ordem de 1,92 pg g-1 antes de 1900, aumentando até 7,94 pg g-1 em 1950. Este enriquecimento está diretamente relacionado às emissões da mineração e fundição de metais não-ferrosos na América do Sul, principalmente no Chile. A queda na concentração de arsênio observado no século XXI (concentração média de 1,94 pg g-1 após 1999) é interpretada como uma consequência à introdução de leis ambientais (em 1994) para reduzir emissões desse elemento durante os processos de mineração e fundição de cobre no Chile. O modelo de trajetórias HYSPLIT mostra uma clara variação sazonal no transporte entre os meses de verão/outono e inverno/primavera, onde predomina o transporte de oeste durante o ano todo e um transporte secundário de nordeste durante o verão/outono. As correlações entre as concentrações médias dos elementos-traço estudados e o modelo de reanálises ERA-Interim para o período 1979–2008, indicam que as concentrações de aerossóis marinhos são fortemente influenciadas pelas condições meteorológicas, por exemplo, por anomalias na temperatura da superfície do mar e concentração de gelo marinho. / This thesis interprets the environmental record of an Antarctic ice core by the analysis of trace elements. This ice core, henceforward called Mount Johns (MJ), was collected in the West Antarctica ice sheet (79°55'28"S and 94°23'18"W; 91.20 m long) in the austral summer of 2008/09. The core was decontaminated and subsampled at the Climate Change Institute (CCI, University of Maine - Maine / USA). The first 2137 samples, corresponding to the upper 45 m of the core, were analyzed in the CCI's JRC Element 2 spectrometer for 24 trace elements (Sr, Cd, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Pb, Bi, U, As, Li, Al, S, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Na, Mg and K). This part of the core represents a 125 years (1883– 2008) record, according to relative dating based on Na, Sr and S seasonal variations and on the identification of major volcanic events in the period. The mean accumulation rate for the sampling site was 0.21 m-1 in eq. H2O in the same time period. The concentrations are controlled by seasonal climatic changes (summer/winter), by changes in atmospheric circulation, temperature anomalies, the transport distance and the natural and anthropogenic sources of these aerosols. Based on analysis of crustal and marine enrichment factors and Pearson correlations, the Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, S, Sr and Ti concentrations have natural origin. Dust and soil from continental sources, primarily coming from arid areas in Australia, New Zealand and Patagonia, are considered important sources of Al, Mg and Ti. South Pacific marine aerosols, transported to the Antarctic continent by air masses, are predominant sources of Na, Sr, K, S and Ca. For the elements Ba, Fe and Mn, both crustal and marine sources are significant. In addition, Mn and S show a considerable contribution of volcanic origin (ranging from 20-30% of the total concentration). The results also show significant enrichment in arsenic concentrations due to human activities. Before 1900 the mean concentration was approximately 1.92 pg g-1, rising to 7.94 pg g-1 in 1950. This enrichment is directly related to mining emissions and casting of non-ferrous metals in South America, mainly in Chile. The decrease in the arsenic concentration, observed in the twenty-first century (mean concentration of 1.94 pg g-1 after 1999) is interpreted as a consequence of the introduction of environmental laws (in 1994) to reduce emissions of this element during the cupper mining and smelting in Chile. The HYSPLIT trajectories model show a clear seasonal variation in transport between the summer/autumn all and winter/spring months, where predominates an eastward transport throughout the year and a secondary transport from the northeast during the summer/fall. Correlations between the mean concentrations of the studied trace elements and the ERA-Interim reanalysis models for the 1979-2008 period indicate that marine aerosols concentrations are heavily influenced by weather conditions, for example, by sea surface temperature and sea ice concentration anomalies.

Reconstructed snow accumulation rate observations from five new firn cores show a statistically significant negative trend in accumulation rates over the past four decades across the central West Antarctic ice sheet. A negative temporal trend in accumulation is unexpected in light of rising surface temperatures and simulations run by GCMs. Both the magnitude of the mean accumulation rates and the range of interannual variability observed in the new records compares favorably to older records, suggesting that the new accumulation rate records may serve as a regional proxy for recent temporal trends in West Antarctic accumulation rates. The observed negative trend is likely the result of Southern Hemisphere high-latitude internal atmospheric dynamics, dominated by changes in the austral fall season. The well-documented positive trend in the Southern Annular Mode causes a low pressure center to form over the Amundsen Sea, which in turn produces lower accumulation rates across the western portion of the West Antarctic ice sheet. The new accumulation rate records are compared to several models/reanalyses to test the skill of simulated accumulation rate predictions. While the models/reanalyses and the new observations agree well in both mean and variability, the simulated records do not capture the full negative trend observed in the reconstructed records.

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