A Oceanografia, recentemente, vem fazendo uso dos mais diferentes radionuclídeos os quais funcionam como traçadores e auxiliam em uma maior compreensão dos processos de dinâmica oceânica, movimentação e deposição do fundo marinho. No Brasil, porém, há pouca informação a respeito dos teores de radionuclídeos naturais para a região costeira e oceânica e poucos são os estudos que utilizam esses radionuclídeos como ferramentas de compreensão de processos oceânicos. Neste contexto, este trabalho determinou atividades de 238U, 232Th e 40K por espectrometria gama e realizou análises granulométricas em amostras de sedimentos marinhos da Margem Continental Sudeste do Brasil. Os níveis variaram de 1,48 a 52,76 Bq kg-1 para o 238U, 10,63 a 49,45 Bq kg-1 para o 232Th e 65,45 a 873,28 Bq kg-1 para o 40K. Os resultados mostraram afinidade entre as frações finas do sedimento com 40K e 232Th. A razão 238U/232Th mostrou ser bom indicador de condições redox dos sedimentos. Verificou-se uma diferença nos níveis dos três radionuclídeos entre os setores ao norte e ao sul da Ilha de São Sebastião, com valores mais elevados ao sul. Estas diferenças foram relacionadas aos processos sedimentares dominantes em cada setor e aos agentes hidrodinâmicos responsáveis por tais processos. / Recently, Oceanography has been using a variety of radionuclides as tracers to understand ocean dynamic processes, handling and disposal of sediments in seabed. In Brazil, there is little information about the contents of natural radionuclides on the coast and deep ocean and few studies using radionuclides as tools to comprehend oceanic processes. In this context, this work determined grain size and activities of 238U, 232Th and 40K using gamma spectrometry in marine sediments from shelf and upper slope off Southeast Brazil. The levels ranged from 1,48 to 52,76 Bq kg-1 for 238U, from 10,63 to 49,45 Bq kg-1 for 232Th and, from 65,45 to 873,28 Bq kg-1 for 40K. 40K and 232Th showed good correlation with grain size (mud and clay content) and 238U/232Th ratios appeared to be good indicators of sediment redox conditions. There was a difference in levels of radionuclides between sectors northward and southward of São Sebastião Island, with higher values in south sector. These differences were related to differences in sedimentary processes in each sector and to the hydrodynamic agents responsible for these processes.

A presença abundante de gás nos sedimentos quaternários do substrato da Lagoa dos Patos, detectada através de perfis sísmicos de alta resolução (3,5 kHz) tem sido evidenciada (Weschenfelder,2005; Weschenfelder et al. 2005; Vasconcellos, 2006). Com a crescente necessidade e procura por novos reservatórios de hidrocarbonetos, a Lagoa dos Patos, localizada na Bacia de Pelotas, merecer ser avaliada mais cuidadosamente com relação ao gás presente em seu substrato, fato esse, até recentemente desconhecido. O estudo tem por finalidade o reconhecimento e mapeamento das acumulações de gás raso na Região da Lagoa dos Patos, assim como estabelecer modelos de formação e reconhecer os fatores que condicionam as acumulações. A análise sísmica de alta resolução (3,5 kHz), juntamente com um sistema de posicionamento por satélite dos perfis levantados, mostra-se um importante instrumento para o mapeamento das feições indicativas de gás raso presentes em perfis sísmicos, sendo notadas por sua impedância acústica anômala, configuração interna quase sempre caótica e terminações laterais abruptas, características desse tipo de gás. É possível diferenciar duas formas principais de acumulações, que são os bolsões de gás e o gás disseminado no sedimento. O objetivo do estudo é integrar dados do projeto temático em geologia “Acumulações de Gás Raso no substrato da Lagoa dos Patos reveladas por sísmica de alta resolução: Caracterização, Mapeamento e Fatores Condicionantes” com dados sísmicos inéditos, adquiridos na campanha intitulada “Operação LAGUPATOS II” do projeto de pesquisa “Levantamento sísmico da Laguna dos Patos na caracterização dos depósitos sedimentares com presença de gás no fundo lagunar”; realizado em julho de 2006. Quer-se aqui desenvolver mapas que reflitam a distribuição do gás raso, diferenciando suas variadas formas de acumulações no sedimento e ainda determinar os processos que geraram as camadas selantes e reservatórias, paleotopografia, assim como outros fatores que propiciaram a geração e armazenamento e, por vezes, o escape do gás. Devido a atual importância do gás natural na economia nacional e ao provável potencial da Bacia de Pelotas como geradora de gás, é importante localizar suas reservas, mesmo que estas acumulações estejam a pequenas profundidades. Diferenciar, através da sísmica, as propriedades acústicas das acumulações para a determinação de possíveis alvos de interesse econômico e ambiental é outro fator importante de aplicação deste trabalho. / The abundant presence of gas in the Quaternary sediments of the substrate of the Patos Lagoon, detected by high resolution seismic profiles (3.5 kHz) has been evidenced (Weschenfelder, 2005; Weschenfelder et al. 2005; Vasconcellos, 2006). With the growing need and demand for new reservoirs of hydrocarbons, the Patos Lagoon, located in the Pelotas Basin, deserve to be evaluated more carefully with respect to the gas present in the substrate, a fact that, until recently unknown. The study aims at the recognition and mapping of shallow gas accumulations in the region of Lagoa dos Patos and establishes generation models and recognizes the factors that influence the accumulations. The analysis of high resolution seismic (3.5 kHz), with a global positioning system satellite of the raised profiles, show an important tool for mapping the indicative features of shallow gas present in seismic profiles and is noted for its anomalous acoustic impedance, internal configuration almost always chaotic and abrupt lateral terminations, characteristics of this type of gas. It is possible to distinguish two main forms of accumulation, which are pocket gas and disseminated gas in the sediment. The objective is to integrate data in geology theme “Acumulações de Gás Raso no substrato da Lagoa dos Patos reveladas por sísmica de alta resolução: Caracterização, Mapeamento e Fatores Condicionantes" with unpublished seismic data acquired in the campaign entitled "Operação LAGUPATOS II "the research project "Levantamento sísmico da Laguna dos Patos na caracterização dos depósitos sedimentares com presença de gás no fundo lagunar”, held in July 2006. The objective of the study is to develop maps that reflect the distribution of shallow gas, differentiating its various forms of accumulation in sediment and also determine the processes that generated the sealant layers and reservoirs, paleotopography as well as other factors that contributed to the generation and storage, and sometimes the gas seeps. The current importance of natural gas in the national economy and the likely potential of the Pelotas Basin as a generator of gas, it is important to locate their stores, even if these accumulations are in small depths. Differentiate, through the seismic, the acoustic properties of the accumulations to determine possible targets of economic and environmental interest is another important application of this work.

Esta dissertação examinou a influência das variações sazonais e interanuais da temperatura do ar em superfície da baia do Almirantado (BA) e da cobertura do gelo marinho (em diversas escalas de tempo e área geográfica), como fenômenos controladores da demografia das três espécies simpátricas de pinguins (Pygoscelis adeliae, P. antarctica e P. papua), que nidificaram na costa oeste da BA, ilha Rei George, Península Antártica, entre 1979 e 2004. Sete classes de variáveis (temperatura média do ar em superfície na BA, qualidade do gelo marinho na BA, Índice Oceânico Niño e as médias da área, anomalia da área, extensão e anomalia da extensão de gelo marinho) estruturaram sessenta e duas series históricas de variáveis independentes (VI). O Coeficiente de Determinação (r2 > 0,1) e a ANOVA (p < 0,05 e < 0,1) determinaram os valores de significância para o modelo estatístico. A variável biológica número de pares de pinguins, de cada espécie, foi extraída de Hinke et al. (2007), oferecendo a variável dependente do modelo. Área média e a anomalia da área média de gelo marinho compõem quatorze VIs (53%) do total de VIs significativas. As áreas de abrangência do fenômeno mais representadas nas VIs foram o total de gelo antártico (quatorze, 53%) e no setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen (oito, 31%). O trimestre agosto-setembrooutubro (ASO) detêm oito VIs (p < 0,1). P. adeliae e P. papua detém todas as VIs mais significativas (p < 0,05). O total de VIs por espécie foi doze para P. papua (46%), oito para P. adeliae (30%) e seis para P. antarctica (23%). P. adeliae demonstra correlações significativas inversamente proporcionais com a anomalia da área média anual (p = 0,02); área média anual, extensão média anual e a anomalia da extensão média de gelo marinho para o total antártico (p < 0,05). P. antarctica mostra correlações diretas com a área média; anomalia da área média de ASO de gelo marinho para o setor do mar de Weddell (p = 0,06). P. papua apresentou correlações significativas diretas com a área e anomalia da área média anual de gelo marinho (p = 0,02); a extensão média anual de gelo marinho e ASO no setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen (p = 0,04). O conjunto dos resultados corrobora com a literatura corrente para a Península Antártica, que caracteriza dois setores ecossistêmicos distintos do Oceano Austral: a costa oeste (incluindo as áreas marinhas e costeiras, produtivas do setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen) e a costa leste, onde a produtividade biológica é associada à extensão do gelo marinho e as plataformas de gelo do mar de Weddell. Contudo, as duas áreas marinhas são condicionadas pela variabilidade da mistura das camadas superficiais da massa d’água e pelo regime sazonal marcado dos extremos da radiação solar incidente. Conclui-se que o período de inverno (estreitamente associado com a disponibilidade de krill antártico) exerce um controle determinante sobre as histórias demográficas das três espécies de Pygoscelidae, na baia do Almirantado. Sugerindo, por sua vez, que os pinguins na região das ilhas Shetland do Sul podem estar sob pressão crescente da limitação na disponibilidade de krill antártico, devido ao quadro de mudanças ambientais observados na região da Península Antártica. Neste sentido, na BA, os números de pares decrescentes de P. adeliae e P. antartica demonstram dependência com a variabilidade das médias anual e ASO do gelo marinho observado ao redor da Antártica. Já, os números crescentes de P. papua apresentam dependência com a variabilidade da média anual do gelo marinho, observado no setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen. / This work examines the seasonal and interanual influences of surface air temperature over Admiralty Bay (AD) and sea ice (at different time scales and geographic ranges) as agents controlling the demography of three sympatric species of breeding penguins (Pygoscelis adeliae, P. antarctica e P. papua), on the Western Shore of Admiralty Bay, King George island, between 1979 and 2004. Seven classes of variables (average surface temperature and quality of sea ice in Admiralty Bay, Oceanic Niño Index, sea ice area, area anomaly, extension and extension anomaly) were used to produce sixty-two independent variables (IV). the Determination Coefficient (r2 > 0.1) and ANOVA (p < 0.05 and < 0.1) determined the significance for the statistical model. The dependant variable for the model: number of breeding pairs, for each species was extracted from Hinke et al. (2007). Sea ice average area and its anomaly accounted for fourteen significant IVs (53%). The most represented ranges for the phenomena were fourteen IVs (53%) for the total of sea ice around Antarctica and eight IVs (31%) for the Bellingshausen and Amundsen seas sector. The trimester August-September-October (ASO) offered eight IVs (p < 0.1). P. adeliae and P. papua sustained all the most significant IVs (p < 0.05). The Total IVs per species offered twelve for P. papua (46%), eight for P. adeliae (30%) and six for P. antarctica (23%). P. adeliae presented inversely proportional correlations with average area anomaly (p = 0.02); average area, average extension and average extension anomaly for the annual Total sea ice around Antarctica (p < 0.05). P. antarctica presented direct correlations with area and area anomaly of ASO sea ice averages for the Weddell Sea sector (p = 0.06). P. papua presented direct significant correlations with area and area anomaly (p = 0.02) and extension (p = 0.04) annual and ASO averages for sea ice in the Bellingshausen and Amundsen seas sector. These results agree with the current literature for the Antarctic Peninsula, that characterizes two distinct Southern Ocean ecosystems: the Western Coast (including the rich marine and coastal areas of Bellingshausen and Amundsen Seas sector) and the East Coast, where the biological productivity is associated to sea ice extension and Weddell Sea and ice shelf sector. The marine areas of both are conditioned by the variability of the upper layer water mass mixture and the extremes of the solar radiation seasonal regime. The conclusion is that the winter period (closely associated to the availability of Antarctic krill) determines a control on the demographic histories of all three Pygoscelidae species, in Admiralty Bay. In turn, suggesting that these birds could be under a growing pressure in the South Shetland Island region, due to the limitation in krill availability, related to environmental change that has been observed in the Antarctic Peninsula. In Admiralty Bay, the decreasing numbers of P. adeliae and P. antartica show to be dependent on the annual and ASO averages of sea ice observed around Antarctica. Conversely, the increasing numbers of P. papua correlate with annual averages of sea ice variability observed in the Bellingshausen e Amundsen seas sector.

Os processos sedimentares e as variações do nível do mar que ocorreram na região costeira do estado do Rio Grande do Sul, no Quaternário, são enfocados neste trabalho. O estudo foi embasado em dados sismológicos, sedimentológicos, geocronológicos e paleontológicos. Os dados sísmicos foram obtidos durante levantamentos sísmicos de reflexão, de alta resolução, realizados na Lagoa dos Patos. A caracterização dos sedimentos obtidos de furos de sondagem envolveu cor, textura, estrutura e quantidade de matéria orgânica. Argilas e lamas foram coletadas para o estudo de palinomorfos e diatomáceas. Foram determinadas duas idades por radiocarbono (14C) em amostra total de sedimentos. Para a região de Bojuru foram inferidos seis estágios de desenvolvimento paleoambiental, em base a dados de litologia, palinomórfos e diatomáceas. O canal atual da Barra Falsa foi vinculado a um importante paleocanal identificado pela sísmica. O período principal de formação do canal é relacionado ao último evento regressivo do final do Pleistoceno. Sedimentos lamosos de preenchimento deste canal são caracterizados pela incidência significativa de palinomórfos marinhos e de diatomáceas marinhas e estuarinas, depositados durante o último evento transgressivo. O fechamento desse canal é atribuído às mudanças nas condições de sedimentação do máximo transgressivo holocênico e regressão subseqüente. Para a área da Lagoa dos Patos, a análise dos registros sísmicos permitiu a identificação e o mapeamento de fácies e seqüências sísmicas, bem como dos elementos arquiteturais relacionados. O conjunto de dados sísmicos revelou a presença de inúmeros paleocanais que dissecaram profundamente a região costeira, em dois períodos distintos do Pleistoceno, antes da instalação da superfície atual da planície costeira. Os cursos das paleodrenagens, mapeados a partir dos perfis sísmicos, foram conectados com aqueles reconhecidos para a plataforma continental e talude em estudos anteriores. À montante, o sistema de drenagens escavou o prisma costeiro depositado durante os eventos prévios de mar alto. O preenchimento dos sistemas de vales e canais incisos é relacionado aos processos sedimentares dos eventos transgressivos subseqüentes. A rede de paleodrenagem reconhecida representa um sistema de transferência entre a bacia de drenagem e os ambientes de deposição da bacia marginal, passando pela plataforma continental exposta por um evento regressivo. Os vales incisos provavelmente exerceram um papel importante na arquitetura de borda da bacia sedimentar, na distribuição faciológica e na geração de espaço de acomodação durante as subidas e descidas do nível do mar no Quaternário. Anomalias acústicas, na forma de refletores sísmicos anômalos, revelaram que sedimentos gasosos são comuns em vários setores da Lagoa dos Patos. As maiores acumulações de gás ocorrem em áreas originalmente rebaixadas do terreno, vinculadas aos antigos cursos fluviais. O estudo permitiu a identificação dos elementos arquiteturais que constroem a pilha sedimentar acumulada no prisma costeiro do Rio Grande do Sul, contribuindo com novos e importantes elementos para um melhor entendimento da evolução geológica das planícies costeiras do sul do Brasil. / The sedimentary processes and sea level variations which occurred within the coastal zone of the state of Rio Grande do Sul, southern Brazil, during the Quaternary period are addressed herein. The study based on data from seismology, sedimentology, geochronology and paleontology. The seismic records were obtained by high-resolution seismic-reflection data surveys performed in the Lagoa dos Patos lagoon. The characterization of the sediments obtained from core samples comprised color, texture, structure, and organic matter content. Clay and muddy sediments were colleted for the study of palynomorphs and diatoms. Two radiocarbon 14C age determinations on bulk sediment samples were performed. In the Bojuru region six stages of paleoenvironment development were inferred based on lithology, palynomorph and diatom data. The present Barra Falsa channel was linked to a prominent buried paleochannel identified in the seismics. The main period of the channel incision was related to the last regressive event of the end of the Pleistocene. Muddy sediments filling up this channel are characterized by a significant incidence of marine palynomorphs and marine and estuarine diatoms, deposited in the course of the last transgressive event. The closure of the Barra Falsa inlet is attributed to shifts in the sedimentation milieu related to the transgressive maximum of the Holocene and subsequent regression. In the Lagoa dos Patos area, the analysis of the seismic records allowed the identification and mapping of seismic facies and seismic sequences as well as related architectural elements. Several former channels that deeply dissected the coastal zone before the establishment of the actual coastal plain morphology were revealed by the seismic dataset. The channel incisions were formed during two different periods in the Pleistocene. The paleodrainage paths mapped from the seismic profiles were connected with those recognized by previous studies in the adjacent continental shelf and slope. Upstream, the drainage incised into the coastal prism deposited during previous sea level highstand events. The filling of the incised channel and valley systems is related to sedimentary processes of subsequent transgressive events. The recognized paleodrainage network represents a rivershelf system, linking the drainage basin to the depositional settings on the marginal basin, bypassing the continental shelf exposed during a regressive event. The drainage incisions have probably played an important role in the basin-margin architecture, facies distribution and accommodation during the Quaternary sea level up and down events. Acoustic anomalies in the form of anomalous seismic reflectors revealed that gas-charged sediments are common in several areas of the lagoon. The main gas accumulations occur in areas of former topographic lows, which are related to former main river courses. The study allowed the identification of the architectural elements that build up the sedimentary pile accumulated in the coastal prism of Rio Grande do Sul, contributing with new and important elements to a better understanding of the geological evolution of the south Brazilian coastal plain.

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.

A investigação dos movimentos morfológicos da embocadura de canais e de linhas de praia pode ser instrumental para a descrição da influência de processos costeiros de curto prazo. A Lagoa do Peixe (LP) encontra-se dentro do Parque Nacional da Lagoa do Peixe (PNLP), 344 km², litoral médio da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. O objetivo desse trabalho foi descrever o comportamento morfodinâmico da embocadura do canal, sua instabilidade, geometria, caracterização geomorfológica e a análise da variabilidade da posição da linha de praia adjacente, entre 1987 e 2009. A partir do conjunto de imagens LANDSAT (1973 a 2009) e de técnicas de geoprocessamento, foram analisadas as características morfológicas e a dinâmica do canal. O movimento de curto prazo na linha de praia foi avaliado a partir de imagens LANDSAT TM vetorizadas (1987 e 2009) pelo método dos pontos extremos. Os resultados foram comparados a modelos numéricos, possibilitando a descrição de um canal de maré com um mecanismo de assoreamento morfodinâmico. A região do PNLP sofre a influência da variabilidade do seu regime de precipitação sazonal, onde o maior volume de chuvas ocorre no inverno. Esse regime pluviométrico é associado às correntes litorâneas de SW, que tem de maior capacidade de deriva que as correntes de NE, mais frequentes no verão. A abertura natural do canal ocorreu no biênio: 1997-1998, onde os totais de precipitação anual foram de 400 mm acima da média para a região do PNLP (1265 mm). O assoreamento do canal da LP esta relacionado à diminuição do volume de chuvas. Com a aproximação do verão, o transporte de sedimentos, promovido pelos ventos e correntes de NE, é menos competente, porem de maior frequência, contribuindo para a formação de pontais que se desenvolvem no sentindo das correntes. A análise da variabilidade da posição da linha de praia adjacente ao PNLP acusou um processo progradante ao norte do canal (até 40 m) e retrogradante ao sul (máximo 80 m). Esses resultados são compatíveis com outros resultados oferecidos pela literatura respectiva. / The investigation of morphological change in lagoonal inlets and shorelines can be instrumental to describe the influence of short term coastal processes. The Lagoa do Peixe (LP) is set within the Parque Nacional da Lagoa do Peixe (PNLP), 344 km², located on the mid-section of the Rio Grande do Sul coastal plain. The objective of this work was to describe the morphodynamic behavior of inlet, its instability, geometry and geomorphologic characteristics, as well as an analysis of the variability of the adjacent shoreline position, between 1987 e 2009. A set of LANDSAT images (from 1973 to 2009) and geoprocessing techniques were employed to analyze the morphologic characteristics and dynamics of the LP channel. Short term movements of the shoreline were evaluated from the vectorized LANDSAT TM imagery (1987 and 2009), using the extreme points method. The results were compared to numerical models, which made it possible to describe a tidal inlet with a morphodynamic sedimentation mechanism. The PNLP region is influenced by the variability of its precipitation regime, in which larger precipitation volumes occur in winter. This pluviometric regime is associated to the longshore SW currents which have a greater drifting capacity than the NW currents, more frequent in summer. The natural opening of the channel occurred in the two-year periods of 1997-1998, where total annual precipitation was 400 mm above the average for the PNLP region (1265 mm). LP channel sedimentation is related to the lowering of rain volumes. With the progression of summer, sediment transport promoted by wind and NE currents, is less competent, although more frequent, contributing to the formation of spits that develop siding the currents. Analyses of the variability of PNLP adjacent coastline position indicated a progradation process to the north of the channel (up to 40 m) and a retrogradation process to the south (maximum of 80 m). These results are compatible with other assessments offered by the respective literature.

O presente trabalho descreve as assembléias de diatomáceas, presentes em um perfil sedimentar na Lagoa do Peixe, Litoral Médio do Rio Grande do Sul, com o objetivo de efetuar a reconstrução paleoambiental e identificar os períodos de maior influência marinha e hidrodinâmica, como conseqüências das variações do nível do mar ocorridas durante o Holoceno. O testemunho de sondagem T09 foi selecionado para estudo, devido à boa recuperação e à presença de um espesso pacote de lama próximo à base. Os resultados da análise de diatomáceas revelaram a presença de 114 táxons, constituintes das assembléias fósseis, dominadas pelo complexo de Paralia (Paralia fenestrata, P.sulcata e Paralia sp.), associados à táxons marinhos, entre eles: Auliscus caelatus e Triceratium favus; e os táxons marinhos salobros: Cyclotella striata, Dimeregramma marinum, D. minor var. minor e Psamococconeis disculoides, entre outros. Os resultados da distribuição, tafonomia e paleoecologia do complexo de Paralia e das assembléias presentes ao longo do perfil, forneceram maior detalhamento evolutivo do sistema lagunar associadas à ocorrência de três oscilações de alta freqüência do nível do mar na PCRS, interligadas à períodos de maior influência hidrodinâmica, comprovando que a morfologia lagunar sofreu intensas modificações ao longo do tempo. Entre as idades de 7420-7020 e 5370-5340 anos AP, ocorreram duas oscilações de alta freqüência, que atingiram o sistema lagunar, afetando diretamente as assembléias presentes. Entre as idades de 5370-5340- 2340-2060 anos AP, ocorreu uma terceira oscilação de alta freqüência, concordando com o máximo transgressivo registrado para a região sul do Brasil. A distinta composição observada entre as assembléias fósseis e atuais (preservadas em sedimentos superficiais) é um indicativo de que durante o Holoceno, a Lagoa do Peixe comportou-se como um sistema lagunar, apresentando características morfosedimentares, geomorfológicas, hidrodinâmicas e ecológicas, totalmente diferente das condições atuais, onde assume configurações de lagoa costeira semi-fechada, de ligação restrita com o oceano por meio de um canal de ligação. / This paper describes the diatom assemblages present in a sediment profile in the Lagoa do Peixe, Middle Littoral of Rio Grande do Sul, in order to make the palaeoenvironmental reconstruction and identify periods of increased marine influence and hydrodynamics, as a consequence of changes sea level occurred during the Holocene. The drill core T09 was selected for study due to good recovery and the presence of a thick pack of mud near the base. The results of diatom analysis revealed the presence of 114 taxa, constituents of fossil assemblages, dominated by complex Paralia (Paralia fenestrata, P.sulcata and Paralia sp.), associated with marine taxa: Auliscus caelatus and Triceratium favus, brackish and marine taxa: Cyclotella striata, Dimeregramma marinum, D. minor var.minor and Psamococconeis disculoides, among others. The results of the distribution, taphonomy and paleoecology of Paralia complex assemblages, present along the profile, provided a more detailed evolution of the lagoon system associated with the occurrence of three high-frequency oscillations in sea level in the PCRS, linked to periods of greater influence hydrodynamics, proving that the lagoon morphology underwent enormous changes over time. Between the ages of 7420- 7020 and 5370-5340 years BP, there were two high frequency oscillations, which reached the lagoon system, directly affecting the assemblages present. Between the ages of 5370-5340- 2340-2060 years BP, there was a third high frequency oscillation, in agreement with the transgressive maximum recorded for the southern region of Brazil. The difference in composition observed between the modern and fossil assemblages (preserved in surface sediments), is an indication that during the Holocene, the Lagoa do Peixe, behaved like a lagoon system, whose morphosedimentar, geomorphological, hydrodynamic and ecological characteristics were totally dissimilar from actual conditions representing semi-enclosed coastal lagoon which had restricted connection with the oceano through an inlet.

A Lagoa do Peixe é um corpo lagunar raso que mantém uma ligação temporária com o mar através de um único canal de ligação. Hoje em dia, esta laguna ocupa apenas parte de uma faixa de terras baixas posicionada entre duas barreiras arenosas (Barreira III, pleistocênica, e Barreira IV, holocênica) no Litoral Médio do Rio Grande do Sul. Esta faixa de terras baixas corresponde a uma região de retrobarreira (backbarrier) e é definida, para fins deste trabalho, como “Sistema Lagunar da Lagoa do Peixe”. O Sistema Lagunar da Lagoa do Peixe foi investigado, nesta Tese, em seus aspectos geológicos e evolutivos. Com o uso de uma metodologia que envolveu, no campo, levantamentos topográficos, aerofotográficos, amostragem superficial e testemunhagem e, em laboratório, análises sedimentológicas, paleontológicas e geocronológicas, construiu-se um mapa faciológico (textural) do fundo lagunar, além de um mapa geológico-geomorfológico de todo o sistema lagunar. Os mapas mostram uma reduzida variação faciológica de sedimentos terrígenos, restrita, basicamente, à faixa granulométrica de areia fina a lama. Esta grande homogeneidade textural reflete a limitação de áreas fontes disponíveis uma vez que, em conseqüência da situação geográfica da área de estudo, os sedimentos têm sua proveniência limitada aos sistemas costeiros e marinhos adjacentes (barreira pleistocênica, barreira holocênica e oceano). Procurou-se reconstituir a história evolutiva do sistema, desde seu início, há mais de 7000 anos, até o estabelecimento da paisagem atual, retratada no mapa geológicogeomorfológico. Os dados mostram que, ao longo do tempo, a espessura da lâmina de água da Lagoa do Peixe se manteve relativamente rasa porém bastante variável, na dependência de variações climáticas e/ou flutuações do nível do mar. Em conseqüência, durante determinados períodos de sua história a lagoa secou, total ou parcialmente, expondo seu fundo lagunar. Provavelmente a expansão máxima do corpo lagunar ocorreu durante o máximo transgressivo holocênico, atingido há cerca de 5000 anos. Desde então, a lagoa vem sofrendo um processo de segmentação e colmatação promovida, na sua maior parte, pelo avanço das dunas eólicas transgressivas da Barreira IV. A paisagem atual mostra que o corpo lagunar está praticamente restrito ao setor central do sistema e permite projetar, para o futuro, o desaparecimento total do sistema lagunar. Esta projeção poderá se modificar, na dependência do comportamento dos parâmetros controladores da dinâmica costeira, especialmente a variação do nível relativo do mar. / Peixe lagoon is a shallow water body temporarily connected to the sea by a single inlet. At present, this lagoon occupies part of a stretch of low lands located between two sandy barriers (Barrier III, Pleistocene Barrier, and Barrier IV, Holocene Barrier) at the Middle Littoral of Rio Grande do Sul. This stretch of low lands represents the back barrier region that is defined in this study as “Peixe Lagoon Lagoonal System”. This thesis focuses in the geological and evolutionary aspects of Peixe Lagoon Lagoonal System. Fieldwork methods were topographic and aero photograph surveying, and superficial sampling and coring. Sedimentological, palaeontological and geochronological analyses were made at the laboratory so several maps were obtained: a facies map of the lagoonal bottom; and, a geological-geomorphologic map of the entire system. The maps show that the facies of terrigenous sediments underwent small variations that were limited to the grain size range from fine sand to mud. The textural homogeneity reflects the restriction of the available sources of sediment due to the location of the study area: the only sediment sources are the adjacent coastal and oceanic systems (Pleistocene barrier, Holocene barrier and the shoreface). The aim was to reconstruct the evolutionary history of the system, since the beginning of its formation (7000 years BP) until the establishment of the present landforms in the geological-geomorphologic map. Data show that the thickness of the water column at Peixe Lagoon has stayed relatively shallow along time. There were however, large ranges of variation that were dependent on the climatic variations and/or sea level variations. During certain periods in its history the lagoon dried partially or completely and as a consequence, the lagoon bed was exposed (to the atmospheric climate). Probably, the maximum expansion of the lagoon occurred during the transgressive maximum in the Holocene, 5000 years BP. Since then, the lagoon has been segmenting and infilling, mostly due to the inland advance of the transgressive dunes from Barrier IV. The present landscape shows that the lagoon is mostly restricted to the central part of the system indicating that, in the future, the lagoonal system will probably disappear completely. This prediction may be modified, depending on the behaviour of the parameters that control coastal dynamics, especially due to relative sea level variation.

O modelo numérico GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline Change) é parte de um sistema de modelagem de linha de praia, o SMS (Shoreline Modeling System), desenvolvido pelo CERC (Coastal Engineering Research Center), U.S.A. É um modelo genérico, determinístico e bidimensional, com grande flexibilidade para ser adaptado a costas abertas, arenosas e sujeitas a intervenção humana. Utilizado na previsão da resposta da linha praia as diversas obras costeiras que podem ser implantadas na mesma. Características estas, que fazem dele uma ferramenta indicada para a o estudo costa do Rio Grande do Sul e para o objetivo deste estudo. A aplicação do modelo de evolução de linha praia – GENESIS neste trabalho, tem como objetivos: calibrar o modelo numérico GENESIS para a costa centro norte do Rio Grande do Sul e avaliar seu uso como ferramenta na previsão de impactos ambientais gerados por obras costeiras, Alem de reproduzir as condições do modelo físico reduzido de 1965 e comparar os resultados entre as simulações matemática e física. O modelo foi aplicado num trecho de linha de praia da região centro norte do Rio Grande do Sul, nas praias de Tramandaí e Imbé. As quais já foram alvo de estudos anteriores através de modelo físico reduzido, em função do desejo deste município em construir molhes na desembocadura do canal da Laguna de Tramandaí. Para implementação do modelo numérico GENESIS foram utilizados dados das posições da linha de praia em três diferentes anos, coletados pelo CECO/UFRGS, dados de onda coletados pelo ondógrafo do IPH/UFRGS, e diversos dados sobre as praias e sua história, retirados da extensa bibliografia publicada sobre a região de estudo. A calibração do modelo foi realizada através das linhas de praia medidas em 1997 e em 2000. O modelo foi considerado calibrado quando o mesmo consegui reproduzir a linha de praia do ano 2000 a partir da linha de 1997, obtendo um erro máximo de 15 m. Foram realizadas simulações que reproduziam as simulações feitas em modelo físico reduzido do IPH em 1965. Através da comparação dos dados de onda utilizados no modelo físico reduzido de 1965 e dos dados de onda coletados pelo ondógrafo em 1996, pudemos observar a importância do uso de um série de dados de onda neste tipo de estudo, bem como, a desenvoltura e limitações do modelo numérico GENESIS na situações geradas.

O Lago Guaíba configura-se como o grande depositário das águas de uma bacia hidrográfica que engloba boa parte do centro e nordeste do estado, estendendo-se por uma área aproximada de 84.700 km2 que abrange mais de 250 municípios, entre eles a capital do Estado. São 496 km2 de superfície onde diversos usos e atividades têm seu palco, como por exemplo; navegação, recreação, extração de areia e, a mais importante delas, o abastecimento de água de boa parte da região metropolitana de Porto Alegre. Mesmo com essa relevância, poucos são os estudos referentes à dinâmica sedimentar do lago, sendo que a maioria trata da distribuição e textura dos sedimentos, e raros são aqueles que fazem menção ao padrão de ondas e suas relações com a ressuspensão destes sedimentos e suas conseqüências. A presente pesquisa analisa as características das ondas incidentes no Lago Guaíba quanto a seus principais parâmetros; altura significativa (Hs), período (T), direção de propagação e suas relações com a ressuspensão de sedimentos junto ao fundo. Para tanto, o SWAN (Simulating Waves Nearshore), software que utiliza técnicas de modelagem matemática, foi validado e aplicado, tendo como principais parâmetros de entrada a batimetria do lago, a direção, velocidade e freqüência de incidência de ventos na região (entre os anos 1996 e 1997), além de correntes, nível d’água, densidade, freqüências máximas e mínimas, entre outros. Já os parâmetros de saída (altura significativa da onda, período, direção de propagação e velocidade orbital) foram inseridos no Sistema de Informações Geográficas IDRISI e trabalhados de forma a inferir o padrão de ondas incidentes no lago e suas interações com a ressuspensão de sedimentos de fundo, caracterizando a profundidade de início do regime de fluxo turbulento e delimitando a área de atuação da turbulência vinculada ao transporte de sedimentos. As maiores ondas modeladas atingiram 0,55 m em alguns pontos do lago, principalmente quando de ventos soprando dos quadrantes S e SE e em intensidades superiores a 7 m/s. Em linhas gerais as ondas acompanham os padrões de intensidade e direção do vento, atingindo os valores máximos aproximadamente entre 1 e 2 horas após os picos de velocidade dos ventos. Em situações de maior intensidade de ventos as ondas levaram aproximadamente 2 horas para atingirem 0,10 m, já com ventos fracos a moderados este tempo é de aproximadamente 3 horas. Além de velocidade e direção, a regularidade dos ventos mostrou-se relevante na geração e propagação de ondas no Guaíba. Características geomorfológicas referentes à geometria, batimetria e o fetch do lago também são importantes, fato evidenciado quando da análise de cinco estações de controle sob um mesmo regime de ventos; a diferença entre a altura das ondas chegou a mais de 0,40 m entre porções distintas do lago. Além disso, há o processo de refração das ondas que causa um rápido alinhamento da zona de rebentação de tal maneira que ela tende a ser paralela a linha de praia. Os parâmetros que estabelecem as condições deposicionais no Guaíba são controlados pelo nível de energia das ondas incidentes e pelas correntes. Pode-se afirmar que em função das pequenas profundidades e baixas velocidades médias das correntes de fundo, o transporte de sedimentos finos é particularmente governado pelas ondas, uma vez que as mesmas são responsáveis pela inserção dos sedimentos na coluna d’água. As ondas incidentes no Guaíba têm potencial para gerar turbulência junto ao fundo em diferentes situações. Entretanto, a profundidade máxima não excede a 1,9 m para ventos do quadrante S e velocidades da ordem de 11 m/s. Já a espessura da camada limite onde se verifica inicio do fluxo turbulento apresenta valores bastante reduzidos, entre 0,02 a 1 cm. Os ambientes de sedimentação do lago foram mapeados e assim classificados: 1) Fundo Deposicional (51% da área do lago); 2) Fundo Transicional (41%) e 3) Fundo Erosional ou de não Deposição (8%). Estas condições foram espacializadas em um modelo temporal que relacionou as informações sobre velocidade orbital e a freqüência de incidência de ondas quanto à sua direção, derivadas dos resultados modelados pelo SWAN ao longo do período estudado. Pode-se afirmar que o Guaíba é um grande importador de sedimentos, uma vez que a superfície de fundo com deposição é mais significativa que a superfície de fundo com erosão, condição esta que ocorre a profundidades inferiores a 1,5 m. A situação de deposição do material transportado na coluna d’água ocorre quando da inexistência de fluxo turbulento, ou quando o mesmo é insignificante junto ao fundo (com potencial de ressuspensão de sedimentos em até 7 dias por ano, ou 2% do tempo analisado). Como forma de contribuir à gestão ambiental da região, foram gerados subsídios referentes ao potencial de concentração de material particulado em suspensão. Este potencial foi definido em função do percentual de tempo, ao longo do ano, em que a ressuspensão de sedimentos de fundo gerada por ondas pode incrementar os níveis de poluição nos locais onde a água é atualmente captada para o abastecimento público no município de Porto Alegre. / Guaíba Lake is the main destination of the water coming from a river basin which encompasses a major part of the center and northeast of Rio Grande do Sul state, extending over some 84,700 square km and reaching more than 250 municipalities, including the state capital. This adds up to a 496 sq. km area, where several functions and activities occur, such as navigation, recreation, sand extraction, and, most important of all, water supply to a large part of the metropolitan Porto Alegre area. Despite this relevance, few studies have been conducted on the lake’s sedimentary dynamics, with most of them addressing sediment distribution and textures, and even fewer mentioning wave pattern and its connection with the ressuspension of these sediments and its consequences. This research examines the characteristics of Lake Guaíba’s waves with regard to their main parameters; significant wave height (Hs), period (T), direction of wave propagation and its connections with the ressuspension of sediments at the bottom. To this end, SWAN (Simulating Waves Nearshore) a type of software using mathematical modeling techniques, has been validated and applied, with its main inputs being the lake’s bathymetry, direction, wind speed and frequency in the region (between 1996 and 1997) in addition to currents, water level, density, and maximum and minimum frequencies, among others. Output parameters (significant wave height, period, direction of wave propagation, and orbital motion) were inserted in the IDRISI Geographic Information System and studied so as to infer the lake’s wave pattern and its interactions with the ressuspension of bottom sediments, characterizing depth at the beginning of the turbulent flow and encircling the area of turbulence linked to transport of sediments. The highest waves modeled reached 0.55 m in a few points of the lake, particularly when winds were blowing from the S and SE quadrants with an intensity of over 7 m/sec. Generally speaking, waves follow wind intensity and direction patterns, and reach maximum values in about 1 to 2 hours after wind speed peaks. Whenever winds were stronger, waves took some 2 hours to reach 0.10 m, but with weak to moderate winds, they took around 3 hours. In addition to speed and direction, wind regularity proved relevant in generating and propagating waves on Lake Guaíba. Geomorphologic characteristics as regards the lake’s geometry, bathymetry and fetch are likewise important, as was verified when five control stations were analyzed under a same wind pattern; the difference between wave height exceeded 0.40 m among distinctive parts of the lake. In addition, there is a wave refraction process, which causes a fast alignment to the breaker zone, so that it tends to be parallel to the shoreline. The parameters establishing Lake Guaíba’s depositional environment are controlled by the energy level of the existing waves and currents. It can be stated that, as a result of small depths and low average speeds of the bottom currents, the transport of fine sediments is particularly governed by the waves, since it is the waves that add sediments to the water column. The Guaíba waves can potentially generate bottom turbulence in different situations. However, the maximum depth does not exceed 1.9 m with S quadrant winds and speeds of about 11 m/s. On the other hand, the thickness of the bordering layer where the turbulent flow begins has very low values, between 0.02 to 1 cm. The lake’s sediment environments were mapped and rated as follows: 1) Depositional Environment (51% of the lake); 2) Transitional Environment (41%); and 3) Erosional or Non- Depositional Environment (8%). Such conditions were spatialized in a time model which linked information on orbital motion and frequency of wave occurrence as to direction, obtained from the SWAN-modeled results throughout the period under study. It can be stated that Lake Guaíba is a major importer of sediments, since its depositional environment area is more significant than its erosional environment area, and this situation occurs at depths of less than 1.5 m. Deposition of matter carried in the water column occurs when there is no turbulent flow, or when it is insignificant to the environment (with a sediments ressuspension potential of up to 7 days a year, or 2% of the time analyzed). As a contribution to the region’s environmental management, subsidies have been created with relation to the concentration of particulate suspended matter. This potential has been defined as a percentage of time, throughout the year, in which the wave-created ressuspension of environment sediments can increase the pollution levels at places where water is currently captured for public supply in the Porto Alegre area.