Ground penetrating radar (GPR) is limited by the depth of penetration and signal-to-noise ratio (SNR), which both impact the ability to resolve subsurface features. GPR antennas are known to have limited depth penetration due to the noise and signal attenuated. The noise floor is the depth at which there is no discernable signal (Stec and Susek 2018). SNR is the comparison of desired signal to background noise, understanding that noise is any unwanted signal. Different objects in the environment can transmit frequencies that are recorded in data as background noise; this noise is considered to be external noise. Internal noise is noise which is generated by the internal components of the GPR system. Data processing such as filtering can reduce noise. Noise that occurs at the same frequency as the signal of interest, however, cannot be filtered out without also removing the signal of interest.

Aeolian landforms are classified based on their plan morphology, which is a function of sediment transport volume, wind direction, and vegetation. In the case of compound landforms or two-dimensional exposures (outcrops), there is insufficient information for discriminating between 3D morphotypes (e.g., barchans vs. parabolic dunes). To characterize the dip-section architecture of near end-member morphologies (interacting barchans and sparsely vegetated parabolics), a series of axial transects were selected from >25 km of high-resolution (500 MHz) ground-penetrating radar (GPR) data from the gypsum dune field of White Sands National Monument, New Mexico. For dunes of comparable size (6-7 m high), a series of attributes were analyzed for unsaturated portions along the thickest (axial) radargram sections. Given the limitations in vertical resolution (7 cm in dry sand), the average measureable slipface thickness in barchans ranged between 10-22 cm, whereas parabolic slipfaces were thinner at 10-14 cm. High-amplitude diffractions produced by buried vegetation, semi-lithified pedestals, and bioturbation structures were rare within barchans (point-source diffraction density = 0.03/m2; hyperbolics per 1-m-wide cross-sectional area of the image), in contrast to a point-source density of 0.07/m2 in parabolics. An aeolian internal complexity threshold (ϖ) is proposed, which incorporates standardized scores of slipface thickness, point-source diffraction density, and continuity of major bounding surfaces at mesoscale range determined through semivariogram analysis. For the study region, these variables were sufficient for discriminating barchans (ϖ = -2.39 to -0.25; ϖ ̅b= -1.65) from parabolic (ϖ = 0.13 to 2.87; ϖ ̅p= 1.65) dunes. This threshold has the potential for differentiating dune morphotypes in areas where surface morphology is masked and for identifying compound landforms (e.g., a re-activated parabolic dune converted into a barchan in situ). Ultimately, characterization of bedding complexity in ancient aeolian sequences will provide useful information about key paleoenvironmental variables. / Geology

A geofísica tem mostrado eficácia em identificar áreas contaminadas por derivados de petróleo, contribuindo para tornar mais efetivos os programas de sondagem voltados à coleta de amostras e instalação de poços de monitoramento. O presente trabalho apresenta resultados de investigações geofísicas em uma área de disposição de resíduos de re-refino de óleo lubrificante localizada no município de Ribeirão Preto, no Estado de São Paulo. Na área de estudo os resíduos foram dispostos em quatro cavas com um volume total de aproximadamente 25.000 m3, em área de afloramento de arenitos da Formação Botucatu e basaltos da Formação Serra Geral. As cavas foram totalmente preenchidas com resíduos por aproximadamente 25 anos e não foi usado nenhum tipo de impermeabilização na base e laterais destas cavas. O objetivo do trabalho foi o estudo de uma metodologia geofísica de aquisição e modelagem de dados 3D com os métodos da eletrorresistividade e polarização induzida para a caracterização geoambiental da área de estudo, seguido pelos métodos potencial espontâneo e ground penetrating radar (GPR). A aquisição de dados 3D, a partir de uma série de levantamentos elétricos 2D, mostrou-se eficaz em mapear variações de resistividade e cargabilidade em três dimensões, mostrando em subsuperfície o comportamento dos contaminantes. As anomalias condutivas na zona saturada e zona não saturada estão relacionadas à contaminação gerada pelo processo de biodegradação. Em geral, as cavas com resíduos são caracterizadas por baixos valores de cargabilidade. Nos levantamentos elétricos 2D são observadas anomalias condutivas abaixo das cavas coincidentes com a atenuação do sinal eletromagnético do GPR, evidenciando a contaminação do meio, bem como o aumento da polarização à medida que se afasta da fonte de contaminação. O método potencial espontâneo, também, possibilitou o mapeamento da contaminação, que é associada às anomalias negativas de potencial espontâneo e evidencia atividade geoquímica no local. O GPR foi o método mais eficiente na identificação da geometria das cavas, com exceção da cava 1, cuja base não é bem caracterizada pelo sinal GPR. As análises diretas de amostras de solo e água subterrânea confirmam a contaminação. Nas análises de solo, baixas concentrações de alguns hidrocarbonetos policíclicos aromáticos foram encontradas, principalmente naftaleno e fenantreno. Nas amostras de água, foi confirmado contaminação da água subterrânea por chumbo (Pb). O processo de biodegradação é confirmado pela existência de microorganismos (bactérias), como constatado na análise biológica das amostras de solo coletadas em um ponto específico, onde assinaturas geofísicas sugerem contaminação. Os métodos geofísicos utilizados afirmam-se como uma ferramenta de grande potencial na caracterização geoambiental, juntamente com os métodos de investigação direta neste caso de estudo, e podendo ser aplicados no estudo de áreas similares. / Geophysics has been shown to be effective in identifying areas contaminated by oil products, contributing to the greater efficiency of soundings programs and the installation of monitoring wells. The present work presents results of geophysical investigations in a lubricant oil waste area located in the municipality of Ribeirão Preto, São Paulo State, Brazil. In the study area the waste was disposed of in four trenches with a total volume of about 25.000 m3. This area is situated on the geological domains of the basaltic spills of the Serra Geral Formation and the sandstones of the Botucatu Formation. The trenches were totally filled with waste over approximately 25 years and no protection liners were used in the bottom or laterals of the trenches. The goal of the study was the acquisition and modeling of 3D data with the electroresistivity and induced polarization methods for the environmental characterization of the study area, followed by self potential and ground penetrating radar methods (GPR). The acquisition of 3D data, from a series of 2D electrical surveys, was effective in mapping variations of resistivity and chargeability in three dimensions, showing in the subsurface the behavior of contaminants. The conductive anomalies in the saturated zone and unsaturated zone were related to contamination generated by the biodegradation process. In general, the trenches with waste were characterized by low values of chargeability. In 2D electrical surveys, conductive anomalies were observed below the trenches coincident with the attenuation of the electromagnetic signal of the GPR, indicating the contamination of the environment and increased polarization from the contamination source. The self potential method also allowed mapping of the contamination, which is associated with negative anomalies of self potential and evidence of geochemical activity in the locale. GPR was the method most efficient in the identification of the geometry of the trenches, except in the trench 1, in which the base is not delineated by a GPR signal. A direct analysis of the soil and groundwater samples confirmed the contamination. In the soil analysis, low concentrations of several polycyclic aromatic hydrocarbons were found, mainly naphthalene and phenanthrene. In the water samples, there was confirmed contamination of the groundwater by lead (Pb). The biodegradation process was confirmed by the presence of microorganisms (bacteria), as evidenced in a biological analysis of soil samples collected at a specific point, where geophysical signatures suggested contamination. The geophysical methods used were an excellent tool for an environmental characterization, and together with the direct methods of investigation in this case study and can be applied in the study of similar areas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O trabalho presente tem como enfoque o estudo da evolução quaternária da Baixada de Jacarepaguá situada no estado do Rio de Janeiro através do uso do método GPR (Ground Penetrating Radar). Os numerosos estudos feitos na Baixada de Jacarepaguá, baseados nas curvas de variação do nível do mar em diferentes setores da costa Brasileira (MARTIN et al. 1985) e datações ao radiocarbono contribuíram na elaboração de um modelo evolutivo no Pleistoceno e no Holoceno. Esse modelo mostra em primeiro lugar episódios transgressivos em 7000-5100 anos BP, 3900-3600 anos BP e 2700-2500 anos BP e episódios regressivos a 5100-3900 anos BP, 3600-2700 anos BP e depois de 2500 anos BP. Esses episódios de variações do nível relativo do mar tiveram por consequência a constante evolução da Baixada de Jacarepaguá do estado de ilha-barreira com uma e depois duas barreiras (interna e externa), fruto da inundação da planície por invasão marinha em episódios transgressivos, a um estado de planície costeira emersa em episódios regressivos com barreira progradante direção ao mar e processos erosivos associados. Esse modelo evolutivo não inclui dados processados obtidos com o GPR, método que permite por impulsos eletromagnéticos de alta freqüência gerar um perfil de refletores baseado nas descontinuidades elétricas na subsuperficie. Os perfis levantados e processados nesse trabalho permitiram confirmar esse modelo evolutivo, mostrando uma sucessão de migração do perfil de praia e geometria sedimentar associada em resposta as numerosas variações eustática local. / The present work focuses on the Baixada de Jacarepaguás quaternary evolution using the GPR (Ground Penetrating Radar) method on the area, which is located at the state of Rio de Janeiro. The numerous studies about Baixada de Jacarepaguá based on sea level variation curves in different sectors of the Brazilian coast (MARTIN et al. 1985) as well as radiocarbon dating contributed to the elaboration of an evolutionary model on the Pleistocene and Holocene. This model shows transgressive episodes in 7000-5100 years BP, 3600 years BP and 2700-2500 years BP and regressive episodes at 5100-3900 years BP, 3600-2700 years BP e after 2500 years BP. These relative sea level variation episodes caused, as consequence, the Baixada de Jacarepaguás constant evolution, from a state of barrier-island with one internal and afterwards, one external barrier that resulted from the plain inundation by the transgressive maritime episodes, to a state of coastal plain emerged in regressive episodes, with progressive barrier and erosive associated process. This evolutionary model does not include processed data obtained with the GPR method that allows a reflectors profile generation based on electric discontinuities on the surface, using high frequency electromagnetic impulses. The profiles raised and processed for this work allowed a confirmation of this evolutionary model, proving a succession of migrations of a beach profile and sedimentary geometry associated in answer to numerous local eustatic variations.

Made available in DSpace on 2015-02-24T19:48:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YoeARP_Da_ capa_ ate_pag32.pdf: 4563485 bytes, checksum: 2bb58a8570cdf436e302b817c725d549 (MD5) Previous issue date: 2008-03-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this beginning of the XXI century, the Geology moves for new ways that demand a capacity to work with different information and new tools. It is within this context that the analog characterization has important in the prediction and understanding the lateral changes in the geometry and facies distribution. In the present work was developed a methodology for integration the geological and geophysical data in transitional recent deposits, the modeling of petroliferous reservoirs, the volume calculation and the uncertainties associate with this volume. For this purpose it was carried planialtimetric and geophysics (Ground Penetrating Radar) surveys in three areas of the Parna?ba River. With this information, it was possible to visualize the overlap of different estuary channels and make the delimitation of the channel geometry (width and thickness). For three-dimensional visualization and modeling were used two of the main reservoirs modeling software. These studies were performed with the collected parameters and the data of two reservoirs. The first was created with the Potiguar Basin wells data existents in the literature and corresponding to A?u IV unit. In the second case was used a real database of the Northern Sea. In the procedures of reservoirs modeling different workflows were created and generated five study cases with their volume calculation. Afterwards an analysis was realized to quantify the uncertainties in the geological modeling and their influence in the volume. This analysis was oriented to test the generating see and the analogous data use in the model construction / Neste in?cio do s?culo XXI a Geologia transita por novos caminhos que demandam uma capacidade crescente de trabalhar com informa??es de naturezas variadas, assim como a aplica??o de novas ferramentas. ? dentro desse contexto que a caracteriza??o de an?logos recentes tem se tornado importante para o entendimento e predi??o das mudan?as laterais na geometria e na distribui??o dos corpos e f?cies reservat?rio. No presente trabalho foi desenvolvida uma metodologia de integra??o de dados geol?gicos e geof?sicos de dep?sitos transicionais recentes, em ambiente tridimensional, para serem empregados como subs?dio na modelagem de reservat?rios petrol?feros e estudada a influ?ncia dos mesmos no c?lculo de volume. Para esta finalidade foram realizados levantamentos planialtim?tricos e de geof?sica rasa GPR em tr?s ?reas da desembocadura do Rio Parna?ba. Com as informa??es obtidas foi poss?vel visualizar a superposi??o de diferentes gera??es de canais estuarinos e realizar a delimita??o da geometria do canal atrav?s dos par?metros de largura e espessura. Para a visualiza??o e modelagem tridimensional foram empregados dois dos principais softwares de modelagem de reservat?rios. Este trabalho foi realizado com os par?metros coletados e os dados de dois reservat?rios. O primeiro foi criado com dados de po?os da Bacia Potiguar existentes na literatura e correspondentes a unidade A?u IV. J? no segundo caso foi empregada uma base de dados reais de um modelo da regi?o do mar do norte. Nos procedimentos de modelagem dos reservat?rios foram criadas diferentes rotinas de trabalho e gerados cinco casos de estudo com seus respectivos c?lculos de volumes. Em seguida, foi realizada uma an?lise para quantificar as incertezas referentes ? modelagem geol?gica e a influ?ncia delas no volume. Esta an?lise foi orientada a testar a semente geradora e os dados de an?logos empregados na constru??o do modelo

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThalesESJ_DISSERT.pdf: 669387 bytes, checksum: 33a20d208304804215535ed96770330f (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / In this study, the methodological procedures involved in digital imaging of collapsed paleocaves in tufa using GPR are presented. These carbonate deposits occur in the Quixer? region, Cear? State (NE Brazil), on the western border of the Potiguar Basin. Collapsed paleocaves are exposed along a state road, which were selected to this study. We chose a portion of the called Quixer? outcrop for making a photomosaic and caring out a GPR test section to compare and parameterize the karst geometries on the geophysical line. The results were satisfactory and led to the adoption of criteria for the interpretation of others GPR sections acquired in the region of the Quixer? outcrop. Two grids of GPR lines were acquired; the first one was wider and more spaced and guided the location of the second grid, denser and located in the southern part of the outcrop. The radargrams of the second grid reveal satisfactorily the collapsed paleocaves geometries. For each grid has been developed a digital solid model of the Quixer? outcrop. The first model allows the recognition of the general distribution and location of collapsed paleocaves in tufa deposits, while the second more detailed digital model provides not only the 3D individualization of the major paleocaves, but also the estimation of their respective volumes. The digital solid models are presented here as a new frontier in the study of analog outcrops to reservoirs (for groundwater and hydrocarbon), in which the volumetric parameterization and characterization of geological bodies become essential for composing the databases, which together with petrophysical properties information, are used in more realistic computer simulations for sedimentary reservoirs. / Nesse trabalho s?o apresentados os procedimentos metodol?gicos envolvidos no imageamento digital de paleocavernas colapsadas em tufas carbon?ticas que ocorrem na borda oeste da Bacia Potiguar com GPR. Foi mapeada uma ?rea em Quixer? (CE) e selecionado um afloramento em um corte de estrada, denominado de Afloramento Quixer?. Foi escolhida uma por??o deste afloramento para confec??o de um fotomosaico e levantamento de uma se??o-teste com o GPR para a compara??o e parametriza??o das geometrias c?rsticas aflorantes e imageadas na linha geof?sica. Os resultados foram satisfat?rios e permitiram a ado??o de crit?rios para a interpreta??o das paleocavernas colapsadas em outras se??es GPR, levantadas na regi?o do afloramento. Foram adquiridas duas malhas de linhas GPR, a primeira mais ampla e espa?ada norteou a loca??o da segunda, mais adensada, na por??o sul do Afloramento Quixer?. Nos radargramas foram interpretadas e parametrizadas as geometrias das principais paleocavernas colapsadas. Para cada malha foi elaborado um modelo de s?lido digital do Afloramento Quixer?, sendo que o primeiro modelo permitiu o reconhecimento da distribui??o geral das tufas e a localiza??o das paleocavernas colapsadas, enquanto o segundo modelo digital, por ser mais detalhado, possibilitou n?o apenas a individualiza??o 3D das principais paleocavernas, mas tamb?m o c?lculo dos seus respectivos volumes. Os modelos de s?lidos digitais s?o aqui apresentados como uma nova fronteira no estudo de afloramentos an?logos a reservat?rios (h?dricos ou petrol?feros), na qual a parametriza??o e a caracteriza??o volum?trica dos corpos geol?gicos passam a ser fundamental para compor bancos de dados, que conjuntamente com informa??es de propriedades petrof?sicas s?o utilizados em simula??es computacionais mais real?sticas de reservat?rios.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O trabalho presente tem como enfoque o estudo da evolução quaternária da Baixada de Jacarepaguá situada no estado do Rio de Janeiro através do uso do método GPR (Ground Penetrating Radar). Os numerosos estudos feitos na Baixada de Jacarepaguá, baseados nas curvas de variação do nível do mar em diferentes setores da costa Brasileira (MARTIN et al. 1985) e datações ao radiocarbono contribuíram na elaboração de um modelo evolutivo no Pleistoceno e no Holoceno. Esse modelo mostra em primeiro lugar episódios transgressivos em 7000-5100 anos BP, 3900-3600 anos BP e 2700-2500 anos BP e episódios regressivos a 5100-3900 anos BP, 3600-2700 anos BP e depois de 2500 anos BP. Esses episódios de variações do nível relativo do mar tiveram por consequência a constante evolução da Baixada de Jacarepaguá do estado de ilha-barreira com uma e depois duas barreiras (interna e externa), fruto da inundação da planície por invasão marinha em episódios transgressivos, a um estado de planície costeira emersa em episódios regressivos com barreira progradante direção ao mar e processos erosivos associados. Esse modelo evolutivo não inclui dados processados obtidos com o GPR, método que permite por impulsos eletromagnéticos de alta freqüência gerar um perfil de refletores baseado nas descontinuidades elétricas na subsuperficie. Os perfis levantados e processados nesse trabalho permitiram confirmar esse modelo evolutivo, mostrando uma sucessão de migração do perfil de praia e geometria sedimentar associada em resposta as numerosas variações eustática local. / The present work focuses on the Baixada de Jacarepaguás quaternary evolution using the GPR (Ground Penetrating Radar) method on the area, which is located at the state of Rio de Janeiro. The numerous studies about Baixada de Jacarepaguá based on sea level variation curves in different sectors of the Brazilian coast (MARTIN et al. 1985) as well as radiocarbon dating contributed to the elaboration of an evolutionary model on the Pleistocene and Holocene. This model shows transgressive episodes in 7000-5100 years BP, 3600 years BP and 2700-2500 years BP and regressive episodes at 5100-3900 years BP, 3600-2700 years BP e after 2500 years BP. These relative sea level variation episodes caused, as consequence, the Baixada de Jacarepaguás constant evolution, from a state of barrier-island with one internal and afterwards, one external barrier that resulted from the plain inundation by the transgressive maritime episodes, to a state of coastal plain emerged in regressive episodes, with progressive barrier and erosive associated process. This evolutionary model does not include processed data obtained with the GPR method that allows a reflectors profile generation based on electric discontinuities on the surface, using high frequency electromagnetic impulses. The profiles raised and processed for this work allowed a confirmation of this evolutionary model, proving a succession of migrations of a beach profile and sedimentary geometry associated in answer to numerous local eustatic variations.

A geofísica tem mostrado eficácia em identificar áreas contaminadas por derivados de petróleo, contribuindo para tornar mais efetivos os programas de sondagem voltados à coleta de amostras e instalação de poços de monitoramento. O presente trabalho apresenta resultados de investigações geofísicas em uma área de disposição de resíduos de re-refino de óleo lubrificante localizada no município de Ribeirão Preto, no Estado de São Paulo. Na área de estudo os resíduos foram dispostos em quatro cavas com um volume total de aproximadamente 25.000 m3, em área de afloramento de arenitos da Formação Botucatu e basaltos da Formação Serra Geral. As cavas foram totalmente preenchidas com resíduos por aproximadamente 25 anos e não foi usado nenhum tipo de impermeabilização na base e laterais destas cavas. O objetivo do trabalho foi o estudo de uma metodologia geofísica de aquisição e modelagem de dados 3D com os métodos da eletrorresistividade e polarização induzida para a caracterização geoambiental da área de estudo, seguido pelos métodos potencial espontâneo e ground penetrating radar (GPR). A aquisição de dados 3D, a partir de uma série de levantamentos elétricos 2D, mostrou-se eficaz em mapear variações de resistividade e cargabilidade em três dimensões, mostrando em subsuperfície o comportamento dos contaminantes. As anomalias condutivas na zona saturada e zona não saturada estão relacionadas à contaminação gerada pelo processo de biodegradação. Em geral, as cavas com resíduos são caracterizadas por baixos valores de cargabilidade. Nos levantamentos elétricos 2D são observadas anomalias condutivas abaixo das cavas coincidentes com a atenuação do sinal eletromagnético do GPR, evidenciando a contaminação do meio, bem como o aumento da polarização à medida que se afasta da fonte de contaminação. O método potencial espontâneo, também, possibilitou o mapeamento da contaminação, que é associada às anomalias negativas de potencial espontâneo e evidencia atividade geoquímica no local. O GPR foi o método mais eficiente na identificação da geometria das cavas, com exceção da cava 1, cuja base não é bem caracterizada pelo sinal GPR. As análises diretas de amostras de solo e água subterrânea confirmam a contaminação. Nas análises de solo, baixas concentrações de alguns hidrocarbonetos policíclicos aromáticos foram encontradas, principalmente naftaleno e fenantreno. Nas amostras de água, foi confirmado contaminação da água subterrânea por chumbo (Pb). O processo de biodegradação é confirmado pela existência de microorganismos (bactérias), como constatado na análise biológica das amostras de solo coletadas em um ponto específico, onde assinaturas geofísicas sugerem contaminação. Os métodos geofísicos utilizados afirmam-se como uma ferramenta de grande potencial na caracterização geoambiental, juntamente com os métodos de investigação direta neste caso de estudo, e podendo ser aplicados no estudo de áreas similares. / Geophysics has been shown to be effective in identifying areas contaminated by oil products, contributing to the greater efficiency of soundings programs and the installation of monitoring wells. The present work presents results of geophysical investigations in a lubricant oil waste area located in the municipality of Ribeirão Preto, São Paulo State, Brazil. In the study area the waste was disposed of in four trenches with a total volume of about 25.000 m3. This area is situated on the geological domains of the basaltic spills of the Serra Geral Formation and the sandstones of the Botucatu Formation. The trenches were totally filled with waste over approximately 25 years and no protection liners were used in the bottom or laterals of the trenches. The goal of the study was the acquisition and modeling of 3D data with the electroresistivity and induced polarization methods for the environmental characterization of the study area, followed by self potential and ground penetrating radar methods (GPR). The acquisition of 3D data, from a series of 2D electrical surveys, was effective in mapping variations of resistivity and chargeability in three dimensions, showing in the subsurface the behavior of contaminants. The conductive anomalies in the saturated zone and unsaturated zone were related to contamination generated by the biodegradation process. In general, the trenches with waste were characterized by low values of chargeability. In 2D electrical surveys, conductive anomalies were observed below the trenches coincident with the attenuation of the electromagnetic signal of the GPR, indicating the contamination of the environment and increased polarization from the contamination source. The self potential method also allowed mapping of the contamination, which is associated with negative anomalies of self potential and evidence of geochemical activity in the locale. GPR was the method most efficient in the identification of the geometry of the trenches, except in the trench 1, in which the base is not delineated by a GPR signal. A direct analysis of the soil and groundwater samples confirmed the contamination. In the soil analysis, low concentrations of several polycyclic aromatic hydrocarbons were found, mainly naphthalene and phenanthrene. In the water samples, there was confirmed contamination of the groundwater by lead (Pb). The biodegradation process was confirmed by the presence of microorganisms (bacteria), as evidenced in a biological analysis of soil samples collected at a specific point, where geophysical signatures suggested contamination. The geophysical methods used were an excellent tool for an environmental characterization, and together with the direct methods of investigation in this case study and can be applied in the study of similar areas.

La division cellulaire asymétrique est un mécanisme fondamental qui assure la diversité cellulaire, le renouvellement des cellules souches et le maintien de l’identité cellulaire. Elle dépend du bon positionnement du fuseau mitotique car il dicte le plan de division des cellules. La première division des embryons de C. elegans, est asymétrique et génère deux cellules fille de taille et devenir différents. Elle consiste en deux étapes : la centration des pronoyaux en prophase puis le déplacement postérieur du fuseau mitotique en anaphase. Lors de l'anaphase le fuseau subit des oscillations transverses plus marquées au pôle postérieur qu’au pôle antérieur. Ces mouvements sont contrôlés par des forces de traction agissant sur les microtubules astraux. Les générateurs de force ont été moléculairement identifiés et sont évolutivement très conservés. Un complexe composé de protéines Gα, liées à GPR (protéine à domaine GoLoco, homologue de LGN/Pins), à LIN-5 (protéine à domaine super-enroulé, homologue de NuMA/Mud) et à la dynéine serait ancré au cortex et activé en début de mitose pour tirer le fuseau. En analysant la première division d’une espèce proche de C. elegans : C. briggsae, on observe des variations de trajectoire du fuseau. Les embryons de C. briggsae présentent un décalage antérieur des noyaux en prophase et les oscillations du fuseau sont réduites en anaphase. La combinaison de perturbations physiques et l'analyse de mutants dans ces espèces, ont montré que ces différences s’expliquent par des changements dans la régulation du complexe ternaire. Mais, nous avons découvert que dans les deux espèces 1) un switch positionnel conservé contrôle le démarrage des oscillations du fuseau, 2) la localisation postérieure de GPR détermine ce switch positionnel, et 3) l'amplitude maximum des oscillations est déterminée en partie par le temps passé dans la phase oscillatoire. Nous avons utilisés ces variants pour corréler les phénotypes, la localisation de GPR et la divergence de séquence entre espèces afin d’identifier les éléments de régulation de cette protéine. Nous avons alors échangé les protéines et construits des protéines chimères entre les deux espèces. Enfin, par optogénétique, nous avons essayé de contrôler la localisation temporelle de GPR et analyser les conséquences sur les mouvements des noyaux et du fuseau. En étudiant la microévolution d'un processus sous-cellulaire, nous avons identifié de nouveaux mécanismes qui contribuent à la compréhension du positionnement du fuseau. / Asymmetric cell division is a fundamental mechanism essential in all organisms to assure cell diversity, stem cell renewal and cellular identity maintenance. It is relying on proper mitotic spindle positioning because it dictates the cell division plan. In C. elegans one-cell embryos, the first division is asymmetric and gives rise to two daughter cells of unequal size and fate. It occurs in two steps: pronuclei centration during prophase and spindle posterior displacement during anaphase. During anaphase, the mitotic spindle undergoes transverse oscillations that are more pronounced for the posterior than the anterior pole. These movements are controlled by pulling forces acting on astral microtubules. The force generators are identified and are evolutionary conserved. A complex made of Gα proteins, linked to GPR (a GoLoco containing protein, the LGN/Pins homologues), LIN-5 (a coiled-coil protein, the NuMA/Mud homologues) and dynein is thought to be anchored at the cortex and activated at the onset of mitosis to pull on the spindle. We identified variations in spindle trajectories by analyzing the outwardly similar one-cell stage embryo of a close relative of C. elegans, C. briggsae. Compared to C. elegans, C. briggsae embryos exhibit an anterior shifting of nuclei in prophase and reduced anaphase spindle oscillations. By combining physical perturbations and mutant analysis in both species, we show that differences can be explained by inter-species changes in the regulation of the cortical Gα/GPR/LIN-5 complex. However, we uncover that in both species 1) a conserved positional switch controls the onset of spindle oscillations, 2) GPR posterior localization may set this positional switch, and 3) the maximum amplitude of spindle oscillations is determined in part by the time spent in the oscillating phase. Interestingly, GPR is poorly conserved at the amino acid level between these species. We use these variants to correlate phenotypes, GPR localization and sequence divergence to identify GPR regulatory elements. To this end, we performed protein replacement between species, as well as analysis of protein chimeras. Finally we tried to use optogenetics in order to control GPR localisation temporally and analyze the consequences on pronuclei and spindle movements during the first division. By investigating microevolution of a subcellular process, we identified new mechanisms that are instrumental to decipher spindle positioning.

As the climate is changing, there are clear impacts on the mass balance of glaciers. A glacier can be defined as the result of sufficient accumulation, in the form of snow and rain, compared to its ablation, the different types of glacial loss, a balance that then determines the size of the glacier. A phenomenon in glacial environments where processes and effects on the environment are still relatively unknown arethe so-called firn aquifers. Firn aquifers are a type of “glacial groundwater” where water seeps through the firn, a form of more compact snow, and then accumulates and forms masses of water on top of the more compact ice. These water reservoirs can then affect glacial hydrology, mass balance, and the ice dynamics in the area by acting as a buffer for the meltwater on the way to the sea, causing and intensifying hydrofracturing, lowering the glacier’s albedo as well as acting as a heat source which in turn can deform the underlying ice. In 2018 and 2019, Ground Penetrating Radar measurements were made on Lomonosovfonna, a glacier on Svalbard, to measure the position and water level of one of the glaciers’ firn aquifers. The purpose of this study is to compare the radar data with measured data of the snow and firn density (stake measured during 2012, 2014, and 2016 at three different locations) to see what effects the density profile has on the radar-derived depth measurements. For this, ArcGIS was used to plot the intersection points of 2018 and 2019, to compare the two year’s different depth to the underlying water table. Then, MATLAB was used with the stake measured density profile and interpolated with the calculated depth values with the same two-way travel time as the GPR data to correlate the depths to the same intersection points. The general result showed that the firn densityprofile did have an impact on the data, but not significantly enough to alter the overall values as the change between the two years are of the similar magnitude. There are many different variables that could have played a role in the achieved results and further research needs to be done in order to establish a more in-depth conclusion / När klimatet förändras finns det tydliga effekter på glaciärernas massbalans. En glaciär kan definieras som resultatet av tillräcklig ackumulering, i form av snö och regn, jämfört med dess ablation, de olika typerna av glaciärförlust, en balans som sedan avgör glaciärens storlek. Ett fenomen i glaciala miljöer där processer och effekter på miljön fortfarande är relativt okända är de så kallade firn akvifärerna. Firn akvifärer är en typ av "glacialt grundvatten" där vatten sipprar genom firnen, en form av mer kompakt snö, och sedan ackumuleras och bildar vattenmassor ovanpå den underliggande isen. Dessa lagringar av vatten kan sedan påverka glacialhydrologin, massbalansen och isdynamiken i området genom att bland annat fungera som en buffert för smältvattnet på väg mot havet, orsaka och intensifiera hydrofrakturering, sänka glaciärens albedo samt fungerar som en värmekälla som i sin tur kan deformera den underliggande isen. År 2018 och 2019 gjordes Georadar-mätningar på Lomonosovfonna, en glaciär på Svalbard, för att mäta positionen och vattennivån för en av glaciärernas akvifärer. Syftet med denna studie är att jämföra radardata med uppmätt data från snö- och firndensitet (uppmätt under 2012, 2014 och 2016 på tre olika platser) för att se vilka effekter densitetsprofilen har på radarhärledda djupmätningar. För detta användes ArcGIS för att plotta skärningspunkterna för 2018 och 2019 och att sedan jämföra de två årens olika djup med den underliggande vattenytan. Sedan användes MATLAB med den uppmätta densitetsprofilen, och interpolerades med de beräknade djupvärdena med samma tvåvägs-restid som GPR-data uppmätt för att korrelera djupen till samma skärningspunkter. Det allmänna resultatet visade att firn densiteten hade en inverkan på data, men inte tillräckligt signifikant för att ändra de övergripande värdena eftersom förändringen mellan de två åren är av samma storlek. Det finns många olika variabler som kunde ha spelat en roll i de uppnådda resultaten och ytterligare forskning behöver göras för att fastställa en mer djupgående slutsats.