O destino de grande parte da matéria orgânica presente nos oceanos é o sedimento marinho. Essa matéria orgânica, que vai sendo armazenada ao longo dos anos, produz uma reserva única de informações sobre os processos biogeoquímicos ocorridos no passado e como esses processos responderam às mudanças ambientais. Certas moléculas orgânicas são sintetizadas apenas por organismos marinhos ou somente por plantas superiores terrestres. A abundância relativa desses compostos em sedimentos marinhos pode ser usada para determinar a contribuição de matéria orgânica terrestre ou marinha que foi depositada. Outros compostos, cujas fontes naturais são raras ou inexistem, encontrados em sedimentos, refletem a influência antrópica no meio. Há ainda compostos, com origem biológica especifica, cujas estruturas são influenciadas pelo controle enzimático dos organismos que os produzem, que são influenciados pelo meio. Esses compostos, cuja presença pode fornecer evidências inequívocas da sua fonte ou informações sobre condições oceanográficas recebem o nome de marcadores biológicos e são comumentemente abreviados como biomarcadores. Esse trabalho produziu uma metodologia analítica para identificação e quantificação de biomarcadores como os hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, esteróis e alquenonas através de uma única extração lipídica. Essa metodologia foi avaliada por diversos critérios analíticos e validada através de materiais de referência e de exercícios de comparação entre laboratórios. A metodologia foi aplicada em um testemunho de sedimento marinho obtido em Cabo Frio. A quantificação das alquenonas nas amostras do testemunho permitiu estimar a variação da temperatura da superfície oceânica ao longo dos anos e correlacioná-la com variações na intensidade da ressurgência, além de permitir verificar como os demais biomarcadores variaram em função da variação da temperatura do meio onde foram sintetizados. / The fate of most organic matter in the oceans is the marine sediment. This preserved organic matter became an unique reservoir of information about the operation of biogeochemical processes in the geological past, and how these processes responded to environmental changes. Some molecules are only synthesized by sea organisms, others only by higher plants. The relative abundance among these compounds in sea sediments can be used to determine the source of the organic matter. Other organic compounds, without natural sources, are an indicative of anthropogenic influence. The marine sediment also can accumulate compounds with the specific biological sources, which structures are influenced by the enzymatic control of the precursor organisms. All of these compounds, which can provide clear evidences of its sources or information about oceanographic conditions, are called biological markers or biomarkers. The present work put out an analytic method to identify and quantify biomarkers like aliphatic hydrocarbons, PAHs, sterols and alkenones with only one lipidic extraction. This method was evaluated by several analytic criteria and validated by reference material and by interlaboratory comparison study. The method was used to analyze a marine sediment core from Cabo Frio. The alkenones quantification in this core allowed not only appreciate changes in the sea surface temperature (SST) along the years and correlate them with changes in the upwelling, but also verify how the other biomarkers responded to SST changes.

O destino de grande parte da matéria orgânica presente nos oceanos é o sedimento marinho. Essa matéria orgânica, que vai sendo armazenada ao longo dos anos, produz uma reserva única de informações sobre os processos biogeoquímicos ocorridos no passado e como esses processos responderam às mudanças ambientais. Certas moléculas orgânicas são sintetizadas apenas por organismos marinhos ou somente por plantas superiores terrestres. A abundância relativa desses compostos em sedimentos marinhos pode ser usada para determinar a contribuição de matéria orgânica terrestre ou marinha que foi depositada. Outros compostos, cujas fontes naturais são raras ou inexistem, encontrados em sedimentos, refletem a influência antrópica no meio. Há ainda compostos, com origem biológica especifica, cujas estruturas são influenciadas pelo controle enzimático dos organismos que os produzem, que são influenciados pelo meio. Esses compostos, cuja presença pode fornecer evidências inequívocas da sua fonte ou informações sobre condições oceanográficas recebem o nome de marcadores biológicos e são comumentemente abreviados como biomarcadores. Esse trabalho produziu uma metodologia analítica para identificação e quantificação de biomarcadores como os hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, esteróis e alquenonas através de uma única extração lipídica. Essa metodologia foi avaliada por diversos critérios analíticos e validada através de materiais de referência e de exercícios de comparação entre laboratórios. A metodologia foi aplicada em um testemunho de sedimento marinho obtido em Cabo Frio. A quantificação das alquenonas nas amostras do testemunho permitiu estimar a variação da temperatura da superfície oceânica ao longo dos anos e correlacioná-la com variações na intensidade da ressurgência, além de permitir verificar como os demais biomarcadores variaram em função da variação da temperatura do meio onde foram sintetizados. / The fate of most organic matter in the oceans is the marine sediment. This preserved organic matter became an unique reservoir of information about the operation of biogeochemical processes in the geological past, and how these processes responded to environmental changes. Some molecules are only synthesized by sea organisms, others only by higher plants. The relative abundance among these compounds in sea sediments can be used to determine the source of the organic matter. Other organic compounds, without natural sources, are an indicative of anthropogenic influence. The marine sediment also can accumulate compounds with the specific biological sources, which structures are influenced by the enzymatic control of the precursor organisms. All of these compounds, which can provide clear evidences of its sources or information about oceanographic conditions, are called biological markers or biomarkers. The present work put out an analytic method to identify and quantify biomarkers like aliphatic hydrocarbons, PAHs, sterols and alkenones with only one lipidic extraction. This method was evaluated by several analytic criteria and validated by reference material and by interlaboratory comparison study. The method was used to analyze a marine sediment core from Cabo Frio. The alkenones quantification in this core allowed not only appreciate changes in the sea surface temperature (SST) along the years and correlate them with changes in the upwelling, but also verify how the other biomarkers responded to SST changes.

Reconstructing past sea surface temperature conditions is valuable to observe and evaluate the climate of the past. In the SW Atlantic, so far, few studies have exanimated the applicability of paleotemperature equations, which may reflect in fewer reliable SST estimates. This study aimed to evaluate two marine proxies for SST reconstructions: the alkenones unsaturation index (UK\'37) and the ratio Mg/Ca in different planktonic foraminifera species and size fractions (G. ruber pink; G. ruber white senso stricto and senso lato; between 250 - 300 µm and 300 - 355 μm; G. truncatulinoides (d) crusted and non-crusted forms, between 380 - 620 μm; and G. inflata 300 - 425 μm). The samples were collected in the shelf break of South Brazilian Bight (SBB, 22 °S to 27 °S). The proxies were converted into SSTs and then compared to modern SSTs from the World Ocean Atlas and satellite images. The first chapter describes the UK\'37 signals and the applicability of three different paleotemperature equations, and the second chapter describes the Mg/Ca a proxy for past SSTs and water mass conditions after applying the most used paleotemperature equations for the ratio Mg/Ca. The UK\'37 seems to record mostly autumn conditions at 0m, and the most recent Bayspline equation results into more similar temperature averages when compared to modern annual SSTs (p-value of 0.81, n = 47, ΔSST of -0.03°C ± 0.27), while the most used linear equations result into SSTs similar to autumn conditions. In subtropical regions with low-temperature variations (∼4°C), the function UK\'37 versus SSTs works in an exponential relation, and they are related to seasonal temperatures. For the Mg/Ca in planktonic foraminifera species, the Mg/Ca-inferred temperatures agree well with modern ocean temperatures. Our data suggest that in different size fractions the tested species respond differently to the most used species-specific and general species paleotemperature equations. All the upper water column species agree well with temperatures at 0-meter depth. The G. ruber (p) responds well to the SS equation, where the smallest and the largest size results into annual and autumn estimates, respectively (p-value of 0.81 and 0.71, n = 23); the smallest size of G. ruber (w) s.s. provides summer estimates applying the GE equation (p-value of 0.21, n = 7), while the largest size provides annual estimates (p-value of 0.86, n = 13). The G. ruber (w) s.l. has significant averages when compared the largest size with autumn and summer conditions (p-value of 0.21 for both, n = 16); the deep-dwelling species G. inflata and the G. truncatulinoides (d) crusted form reflect the uplift of the SACW, calcifying at 10 and 20 m depth (p-value of 0.89, n = 10 and p-value of 0.06, n = 14, respectively), while the G. truncatulinoides (d) non-crusted form records annual temperature in deep water layers conditions (p-value of 0.06, n = 16). This is the first study to report Mg/Ca ratios in surface-dwelling and deep-dwelling planktonic foraminifera tests obtained in core-top samples at the SBB. This validation will inform the reconstruction of past environmental conditions of SW Atlantic, especially in the SBB. / As reconstruções das condições da temperatura superficial do mar são importantes para avaliar o clima do passado da Terra. No Atlântico SE, no entanto, poucos estudos avaliaram a aplicabilidade das equações de conversão dos indicadores geoquímicos para temperatura, o que pode resultar em estimativas de paleotemperatura de menor acurácia. Este estudo avaliou dois indicadores marinhos de paleotemperatura: o índice de insaturação de alquenonas (UK\'37), e a razão Mg/Ca em testas de foraminíferos planctônicos de diferentes espécies e frações de tamanho (G. ruber pink; G. ruber white senso stricto e senso lato; entre 250 - 300 μm e 300 - 355 μm; G. truncatulinoides (d) encrustadas e não-encrustadas, entre 380 - 620 μm; e G. inflata 300 - 425 μm). As amostras são provenientes da plataforma externa e quebra da plataforma do Embaiamento de São Paulo (22°S a 27°S). Os indicadores foram transformados em TSM e então comparados com as temperaturas obtidas por meio do World Ocean Atlas e de imagens de satélite. O primeiro capítulo apresenta os dados de UK\'37 e a aplicabilidade de três equações de paleotemperatura. O segundo capítulo apresenta dados da razão Mg/Ca como indicador de TSM e condições de massa d\'água após a aplicação das equações de conversão. O UK\'37 apresenta influência do outono em 0 m de profundidade em seus registros, e a mais recente equação Bayspline resulta em médias de TSM mais similares com as condições atuais, principalmente quando comparado com a média anual de TSM (p-valor de 0.81, n = 47, ΔSST de -0.03°C ± 0.27), já as equações lineares mais conhecidas resultam em TSM mais parecidas com condições de outono. No geral, em regiões com pouca variação de TSM (∼1.5 °C), o UK\'37 responde em uma relação exponencial com a temperatura. A razão Mg/Ca em testas de foraminíferos planctônicos, quando convertidas em TSM, resultam em médias similares com as condições atuais de temperatura. Os nossos dados sugerem que as equações específicas para cada espécie (SS) e as equações gerais (GE) resultam em diferentes médias de TSM para cada espécie/fração de tamanho. Todas as espécies de superfície respondem bem com as temperaturas em 0 metros de profundidade. A G. ruber (p) responde bem à equação SS, onde a menor e a maior fração de tamanho resulta em médias similares às TSM anuais e de outono, respectivamente (p-valor de 0.81 e 0.71, n = 23); a menor fração de tamanho da espécie G. ruber (w) s.s. resulta em médias similares às TSM de verão com a equação GE (p-valor de 0.21, n = 7), enquanto a maior fração de tamanho resulta em TSM anual (p-valor de 0.86, n = 13). A maior fração de tamanho da espécie G. ruber (w) s.l. resulta em médias significativas quando comparadas com TSM de outono e de verão (p-valor de 0.21 para ambas, n = 16). Os registros geoquímicos das espécies de subsuperfície, como a G. inflata e a G. truncatulinoides (d) encrustada registram a subida da ACAS para a superfície na área de estudo, calcificando em 10 e 20 metros de profundidade, respectivamente (p-valor de 0.89, n = 10 e de 0.06, n = 14, respectivamente), enquanto a G. truncatulinoides (d) não-encrustada aparenta registrar as condições anuais de temperatura em profundidades mais próximas da ACAS, com médias um pouco mais elevadas que as duas espécies de subsuperfície (p-valor de 0.06, n = 16). Este é o primeiro estudo que relata as razões Mg/Ca em diferentes espécies de foraminíferos planctônicos no ESP. Esta validação auxiliará a aprimorar futuras estimações de TSM com este indicador.