Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-05-07T18:00:09Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Liza Ellen de Oliveira.pdf: 3334596 bytes, checksum: 37dc1ffe138114e3550830b03949654a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-07T18:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO Liza Ellen de Oliveira.pdf: 3334596 bytes, checksum: 37dc1ffe138114e3550830b03949654a (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / CNPQ / Em plataformas continentais, a cobertura sedimentar atual é o reflexo da natureza predominante dos componentes (sejam terrígenos ou marinhos), pela ação de transporte e retrabalhamento promovido pela hidrodinâmica local, por sua vez, o sedimento tem como função ser um compartimento aquático ativo, além de ser uma importante fonte de informações geoquímicas sobre o ambiente deposicional. Um dos componentes do sedimento é a matéria orgânica que possui uma extrema importância em estudos ambientais, visto que a interpretação de sua ocorrência representa uma grande contribuição sobre o ciclo - origem, natureza e destino - dessa matéria no ambiente marinho. O presente trabalho teve como objetivo estudar as distribuições e composições sedimentares das áreas de plataformas continentais internas adjacentes à Ilha de Itamaracá e ao Porto do Recife e da plataforma insular do arquipélago de Fernando de Noronha e, a fim de avaliar o impacto das ações antrópicas nas condições ambientais atuais por meio de estudos sobre a composição geoquímica da matéria orgânica sedimentar. Para isto foram analisados os conteúdos de matéria orgânica total, carbonato de cálcio, carbono orgânico e nitrogênio total, fósforo (sua composição fracionada - orgânica e inorgânica - e a total), as razões isotópicas de δ13C e δ15N, e as razões elementares C/N e C/P para descrição geoquímica dos sedimentos, além de análises granulométricas, da fração arenosa e morfoscopia dos grãos. Foram executadas também análises de correlação (Spearman), componentes principais e agrupamento (Cluster). A plataforma interna de Itamaracá apresentou cobertura sedimentar arenosa, com granulação predominante de areia grossa, moderadamente selecionada. Com 50% das amostras litoclásticas e 50% das amostras bioclásticas, com baixos teores de matéria orgânica total (MOT<3,5%, COT<5,40%, δ¹³C -27,52‰ PDB a -21,12‰ PDB), caracterizando a origem mista da matéria orgânica sedimentar da plataforma. A plataforma interna adjacente ao Porto do Recife apresentou uma cobertura sedimentar arenosa, com granulação predominante de areia média, pobremente selecionada, com material predominantemente composto por sedimentos biolitoclásticos e bioclásticos, com teores medianos de matéria orgânica total (MOT 4,08% em média, COT<8,11%, δ¹³C -26,24‰ PDB a -20,70‰ PDB), caracterizando a origem mista da matéria orgânica sedimentar da plataforma. Independente do período sazonal, a plataforma insular adjacente à costa abrigada do arquipélago de Fernando de Noronha apresentou uma cobertura sedimentar arenosa, com predominância de areia fina, grãos bem selecionados. O material é composto por sedimentos bioclásticos, com baixos teores de matéria orgânica total (MOT>2,87%, COT>4,29%, δ¹³C -23,31‰ PDB a -18,80‰ PDB), de origem marinha. Com base nos dados obtidos, é possível inferir que há uma ampla similaridade entre as plataformas (tanto continentais como insular) estudadas, visto que são regidas por grandes teores de areia e com a presença de elevados teores de carbonato. E dentre todas as plataformas avaliadas, a batimetria mais irregular e atividades antrópicas foram relevantes na plataforma adjacente ao Porto do Recife, onde o quebra-mar possibilitou uma retenção do material aportado pelo sistema estuarino do Capibaribe, imprimindo dois ambientes deposicionais com características em distintas em sua composição sedimentar e geoquímica. Por fim, o material carbonático das plataformas é oriundo da cobertura de algas carbonáticas e demais organismos calcários componentes na biota, propício à ciclagem e sequestro de carbono, permitindo assim um balanço na interface oceano-atmosfera-litosfera. / In continental shelves, the current sedimentary cover reflects the predominance of the components nature (whether terrigenous or marine), the transport action and reworking promoted by hydrodynamic processes, as a function of being an active aquatic compartment, plus to be an important source of geochemical information about the depositional environment. One of the sediment components is organic matter that has a great importance in environmental studies, and the interpretation of its occurrence is a great contribution about the cycle - origin, nature and destiny - of this matter in the marine environment. The present work aimed to study the distributions and sedimentary of the areas of inner continental shelves adjacent to Itamaracá Island and the Port of Recife and insular shelf of Fernando de Noronha archipelago, and evaluates the impact of anthropic activities on modern environmental conditions through studies about geochemical composition of sedimentary organic matter. The employed methods were total organic matter contents analysis, calcium carbonate, organic carbon, total nitrogen, phosphorus (its fractional composition - organic and inorganic - and the total), contents of δ13C and δ15N isotopic ratios, C/N and C/P elemental ratios, the geochemical description of the sediment, grain size, the coarse fraction analysis and morphoscopy. They were also performed correlation analysis (Spearman), principal components and clustering (Cluster). The inner Itamaracá shelf presented a sandy sedimentary cover, with predominance coarse sand, moderately sorted. Is characterized by 50% of lithoclastic sediments, with low contents of total organic matter (MOT<3,5%, COT<5,40%, δ ¹³C -27,52‰ PDB to -21,12‰ PDB), from mixed origin. The adjacent inner shelf to the Port of Recife presented a sandy sedimentary cover, with predominant grain size of medium sand, poorly sorted with a material predominantly composed of biolithoclastic and bioclastic sediments, with median levels of total organic matter (MOT 4,08% average, COT<8,11%, δ ¹³C -26,24‰ PDB to -20,70‰ PDB) and mixed origin. Regardless of the seasonal period, the northern adjacent shelf of the Fernando de Noronha archipelago presented a sandy sedimentary cover, with a predominance of fine sand and well sorted grains. The material consists of bioclastic sediments, with low organic matter (MOT<2,87%, COT<4,29%, δ ¹³C -23,31‰ PDB to -18,80‰ PDB) content of marine origin. Based on these data, we can infer that there is a broad similarity between the studied platforms (both continental and insular), since they are governed by large sand content and the presence of high carbonate content and low organic matter contents. Among all the studied shelves, physiography and human activities were relevant in the adjacent platform to the Port of Recife, where the break-water prints an artificial mud depositional system with retention of material input from the Capibaribe estuarine system. Lastly, the carbonate material from these 3 shelves is mainly originated from the carbonaceous algal cover and other calcareous organisms from biota components, conducive to cycling and carbon sink, thus allowing a balance in the ocean-atmosphere-lithosphere interface.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-21T14:29:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO - RESENDE 2015.pdf: 1812905 bytes, checksum: a279042ee00914f24aa6181c3e1baafe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T14:29:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO - RESENDE 2015.pdf: 1812905 bytes, checksum: a279042ee00914f24aa6181c3e1baafe (MD5) Previous issue date: 2015-09-27 / CNPq / Os estuários são ambientes importantes tanto do ponto de vista ecológico quanto econômico, estando frequentemente sob ação antrópica. A matéria orgânica (MO) depositada no sedimento estuarino pode ser de origem alóctone ou autóctone. O objetivo deste trabalho foi investigar a origem e a distribuição da MO no sedimento coletado no estuário do Rio Capibaribe (Recife – PE). Para tanto foram empregados marcadores geoquímicos elementares, isotópicos e moleculares. As amostras de sedimento foram coletadas em 18 estações ao longo do canal principal do estuário do Rio Capibaribe. Os resultados da análise granulométrica mostraram que houve predominância da fração lamosa no sedimento do estuário. A composição elementar mostrou que mais da metade das estações apresentaram predomínio de mistura de fontes marinha e terrestre. O percentual médio de carbono e nitrogênio reportados neste estudo apresentaram valores acima dos encontrados em estudos feitos em outros ambientes impactados. Os valores de δ13C ao longo do estuário apresentaram média de -24,45‰, com mais da metade deles dentro da faixa tipicamente encontrada em fontes de origem continental (oriunda de plantas C3). O valor médio de δ15N foi 8,34‰, indicando uma mistura de fontes com contribuição de efluentes. A concentração de hidrocarbonetos alifáticos (HAs) totais nas amostras de sedimento apresentou mediana de 178,89 μg g-1 peso seco, indicando que o estuário em questão se encontra contaminado por petróleo e seus derivados. As concentrações de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) totais apresentaram mediana de 424,83 ng g-1 peso seco, indicando contaminação moderada desses compostos no sedimento do estuário, que são oriundos principalmente de fontes pirolíticas. Os resultados obtidos permitem deduzir que o ambiente estuarino do Rio Capibaribe está impactado pela ação antrópica e sua MO sedimentar recebe contribuições de fontes mistas oriunda de fontes marinhas e terrestres, incluindo descarga de esgotos. Além disso, há contaminação moderada de HAs e HPAs, respectivamente. Este último grupo é reconhecidamente tóxico para organismos e os níveis de diversos HPAs no sedimento do Capibaribe estão acima daqueles permitidos para sedimentos sujeitos a operações de dragagem (segundo a resolução 454/2012 do Conselho Nacional do Meio Ambiente). / Estuaries are key environments that are often under anthropogenic pressure. Organic matter (OM) of estuarine sediments may be from either allochthonous or autochthonous sources. This study investigated sources and fate of OM in sediments from the Capibaribe estuary (Recife, northeastern Brazil). Eighteen samples were collected along the main channel of the estuary. Analyses of grain size, elemental composition, stable isotopes and hydrocarbons were carried out in the samples. Grain size analysis showed that sediments are mainly comprised of mud (i.e., silt and clay particles). In over half of the samples, organic carbon and total nitrogen percentages evidenced a mixture of marine and terrigenous sources. The average percent composition of organic carbon and total nitrogen in the Capibaribe estuary is higher than in other impacted areas. The δ13C values in sediment averaged -24,45‰, with more than half of samples ranging within the C3 plants isotopic signature. The average δ15N value was 8,34‰, suggesting high input of anthropogenic effluents. Total concentration of aliphatic hydrocarbons (AHs) in sediment samples exhibited a median value of 178,89 μg g-1 dry weight, indicating moderate petroleum contamination. Total concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) exhibited a median value of 424,83 ng g-1 dry weight. These levels indicate a moderate input of PAHs to the estuary. The data sets evidenced that the Capibaribe estuary is under significant anthropogenic pressure. The sedimentary OM is comprised of several sources, including sewage. PAHs are acknowledged to be toxic for organisms and some of them were detected in estuarine sediments at levels above those permitted by Brazilian regulations.

Os ambientes costeiros marinhos são sítios de uma intensa produção, movimentação e enterramento de carbono orgânico, já que uma fração substancial do material orgânico produzido na zona eufótica deposita-se nos sedimentos e constitui a principal fonte de alimento para o bentos. O objetivo geral deste trabalho é estudar a influência da quantidade, origem e qualidade (composição bioquímica) da matéria orgânica sedimentar sobre a estrutura e distribuição vertical e horizontal da meiofauna e macrofauna bentônicas, em três ambientes com aportes diferenciados de matéria orgânica e submetidos a duas condições oceanográficas diferentes. Foram realizadas 2 campanhas de coleta em 6 estações localizadas no Canal de São Sebastião (CSS), Enseada de Caraguatatuba e Baía de Castelhanos. Em cada estação, foram analisadas as variáveis físico-químicas da água do mar, topografia do fundo, taxa de sedimentação atual. Coletaram-se amostras de sedimentos para análise das características granulométricas, concentração de pigmentos fotossintéticos, teores de matéria orgânica, carbono orgânico, nitrogênio e enxofre total, biopolímeros orgânicos (carboidratos, lipídios e proteínas), concentração e composição dos ácidos graxos, meiofauna e macrofauna, em sete horizontes da coluna sedimentar. As concentrações de pigmentos fotossintéticos, carbono orgânico, biopolímeros orgânicos, carbono biopolimérico e da razão PRT/CHO mostram que com exceção das estações 1 e 6, os sedimentos das demais áreas da região do CSS apresentam um certo grau de eutrofizacão e recebem um aporte importante de detritos orgânicos derivados da produção primária planctônica e bentônica, em diferentes estados de degradação. A composição dos ácidos graxos evidencia que a matéria orgânica particulada possui uma origem principalmente autóctone, e está constituída por uma combinação de material derivado do plâncton vivo ou detrítico, das microalgas bentônicas, da produção bacteriana e da fauna associada ao sedimento, havendo uma contribuição terrestre relativamente pequena. Nos locais estudados na região do CSS a quantidade do alimento não é um fator limitante; porém, a variação na sua qualidade em função de aportes esporádicos de matéria orgânica lábil, derivada da produção primária planctônica e bentônica, é um fator com importante influência na estruturação das comunidades bentônicas. / Coastal marine environments are places of intensive production, movement and burial of organic carbon, due to a considerable fraction of the organic material produced in the euphotic zone is deposited on sediments and represents the main food source for the benthos. The general aim of this work is to study the influence of sedimentary organic matter quantity, origin and quality (biochemical composition) on the structure, vertical and horizontal distribution of benthic meiofauna and macrofauna, in three environments with different organic inputs and under two different oceanographic conditions. Two sampling surveys were performed at 6 stations located in the São Sebastião Channel (SSC), Caraguatatuba Bight, and Castelhanos Bay. At each site the physico-chemical variables of marine water, bottom topography and the sedimentation rate were analyzed. Sediment samples were taken to analyze granulometric characteristics, photosynthetic pigment concentrations, organic matter, organic carbon, nitrogen and sulphur contents, organic biopolymers (carbohydrates, lipids and proteins), concentration and composition of fatty acids, meiofauna and macrofauna in seven sediment layers. Phytopigments, organic carbon, organic biopolymers and biopolymeric carbon concentrations and the PRT/CHO ratio show that excepting stations 1 and 6, the sediments of the other locations have a certain degree of eutrophication and receive a significant input of organic detritus derived from planktonic and benthic primary production at different stages of degradation. Fatty acids composition shows that the particulate organic matter has mainly an autochthonous origin and it is constituted by a mixture of material derived from live or dead plankton, benthic microalgae, bacterial production and from the resident fauna, having a relatively low terrestrial contribution. Food quantity is not a limiting factor at the studied sites in the SSC region; however, variability in food quality related to sporadic inputs of labile organic matter produced by planktonic and benthic primary producers, is an important structuring factor of benthic communities.

Os locais de estudo estão situados no PETAR – Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira e PEI – Parque Estadual Intervales, na região do sudeste do Brasil. A área é caracterizada pela presença de vegetação nativa de Floresta Atlântica e dois lagos naturais conhecidos por Lagoa Grande E Lagoa Vermelha, onde foram coletados três testemunhos sedimentares. Análises químicas (C, N, mineralogia), isotópicas (12C, 13C e 14C) e biológicas (palinologia) foram usadas nesse estudo para entender a história da paleovegetação da região durante o Pleistoceno tardio e o Holoceno, assim como suas relações com as mudanças climáticas. Amostras de solo foram coletadas a partir de trincheiras e tradagens em dez locais sob vegetação de floresta natural no PETAR e no PEI. Os dados isotópicos (&#948;13C) da matéria orgânica do solo em dois pontos do PETAR mostraram valores de &#948;13C mais enriquecidos ( -17,1%0 e -20,1%0) nas camadas mais profundas, indicando a presença de uma vegetação menos densa que a atual, com uma provável mistura de plantas C3, e C4, no período de ~30.000 a 16.000 anos AP, sugerindo a presença de um clima mais seco. De ~16.000 anos AP até o presente um empobrecimento isotópico significativo (até -28,3 %0) foi observado em todos os locais, indicativo de expansão da floresta, provavelmente associada à presença de um clima mais úmido que no período anterior. Os dados isotópicos (&#948;13C) dos solos de PEI indicam a presença de vegetação de floresta desde ~14.000 anos AP, exceto em um local (SAI) onde valores de &#948;13C mais enriquecidos (-21,8 %0) foram observados, relacionados provavelmente à mistura de plantas C3 e C4 e/ou à presença de uma vegetação de floresta menos densa em ~14.000 anos AP. A partir dos resultados da matéria orgânica sedimentar do testemunho da Lagoa Grande foi verificado que as condições ambientais foram relativamente estáveis durante os últimos 1000 anos, caracterizados pela presença de plantas C3, e fitoplâncton, sugerindo condições climáticas úmidas e que o lago provavelmente não se apresentou seco durante o último milênio. Condições ambientais para a Lagoa Vermelha também foram relativamente estáveis durante os últimos 4500 anos, caracterizadas pela presença significativa de plantas C3 na matéria orgânica sedimentar indicando condições climáticas úmidas. Mudanças na composição da vegetação foram registradas pela palinologia durante o período de ~1400 a 1100 anos AP, relacionadas a presença de um provável clima frio que o atual. / The study sites are in the PETAR - Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira and PEI - Parque Estadual Intervales, in the southeastern region of Brazil. The area is characterized by the presence of the native vegetation of Atlantic forest and two natural lakes called LAgoa Grande and Lagoa Vermelha, where three sediment cores were collected. Chemical (C, N and mineralogy), isotope (12C, 13C and 14C), and biological (pollen analyses) tools were used in the study to understand the palaeovegetation history of the region during the late Pleistocene and Holocene and its relation to climate changes. Soils samples were collected from trenches and by drilling at five locations under natural forest vegetation in the PETAR and PEI study sites.The isotope data (&#948;13C)collected in soil at two locations in the PETAR area showed much more enriched &#948;13C values ( -17,1%0 and -20,1%0)in the deeper horizons, indicating the presence of a less dense vegetation than the present modern day, with a probable mixture of C3 and C4 plants, in the period of ~30.000 to ~16.000 years BP. This pattern suggested the presence of a drier climate. From ~16.000 years BP to the present, a significant isotopic depletion (up to -28,3 %0)was observed in all sites indicating an expansion of the forest, probable associated to the presence of a more humid climate than the previous period. The isotope results (&#948;13C) collected at the PEI soils indicated the presence of forest vegetation since ~14.000 years BP, except in one location (SAI), where more enriched &#948;13C values (-21,8 %0) were observed probable related to mixture of C3 e C4 plants, and/or a presence of a less dense forest vegetation around ~14.000 years BP. From the results of the sediment organic matter compositions of LAgoa Grande, it was verified that the environmental conditions were relatively stable during the last 1000 years, characterized by the presence of C3 plants and phytoplankton, suggesting humid climaticconditions and the lake probable wasn't dry during the last millennium. Environmental conditions for the Lagoa Vermelha were also relatively stable during the last 4500 years, characterized by the significant presence of C3 plants in the sediment organic matter indicating humid climatic conditions. The changes in vegetation composition recorded by palynology during the period of ~1400 to 1100 years BP can be related to existence of a probable colder climate than today.

Este estudo constitui parte do Projeto Habitats Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos coordenado pelo CENPES/Petrobras, um projeto multidisciplinar de caracterização ambiental que considera as diferentes feições e habitats da margem continental do sudeste brasileiro. O objetivo desta tese foi investigar os processos relacionados com a origem, o transporte e o acúmulo de matéria orgânica (MO) em sedimentos da margem continental da Bacia de Campos (RJ). Para isso, foram determinados a composição elementar da matéria orgânica (carbono e nitrogênio) por combustão a seco e os lipídios (esteróis, álcoois e ácidos graxos) por CG-MS e CG-DIC. Foram analisadas 215 amostras de sedimento superficial (0-2 cm de profundidade), coletadas em duas amostragens (períodos seco e chuvoso de 2008/2009), distribuídas sobre 12 isóbatas (de 25 a 3000 m) ao longo de 9 transectos de norte a sul da bacia. Além disto, foram ainda consideradas as isóbatas de 400 a 1900 m em dois cânions submarinos no norte da bacia (Almirante Câmara e Grussaí). Com base nos resultados obtidos, a MO sedimentar na plataforma e talude da bacia revelou-se essencialmente autóctone, derivada de produtores primários e secundários. Com isto, a MO contém uma fração reativa significativa e, portanto, é potencialmente biodisponível para os organismos bentônicos. No entanto, foram observados gradientes espaciais significativos na qualidade e na quantidade da MO sedimentar. Na plataforma continental (25 m a 150 m de profundidade) as concentrações de lipídios foram intermediárias e houve predomínio de MO sedimentar lábil. Exceções foram as áreas influenciadas por ressurgência costeira e/ou intrusão sub-superficial (próximo à Cabo Frio, Cabo de São Tomé e no limite norte da bacia), onde as concentrações foram altas. No talude superior e médio (400 a 1300 m) as concentrações de MO foram notadamente mais elevadas, mas com maior influência de processos bacterianos de alteração de sua composição original. E no talude inferior (1900 a 3000 m) as concentrações de MO estiveram muito baixas e apenas os lipídios mais resistentes à degradação bacteriana foram encontrados em concentrações mensuráveis. Isto sugeriu a exportação de materiais da plataforma ao longo do gradiente batimétrico, possivelmente decorrente da ação de meandros e vórtices da Corrente do Brasil e das correntes de fundo atuantes na região. Além disto, por ser lábil e biodisponível, a MO no sedimento apresenta uma fração biodisponível que pode ter uma influência na ecologia das comunidades bentônicas, particularmente aquelas localizadas no talude superior. Os cânions Grussaí e Almirante Câmara se revelaram regiões de acúmulo de MO e importantes no transporte da MO com valor nutritivo para comunidades bentônicas do talude médio e inferior. / This study is part of the Habitats Project - Campos Basin Environmental Heterogeneity - coordinated by CENPES/PETROBRAS, a multidisciplinary project that considers environmental characterization of the different features and habitats of the Brazilian South-Eastern continental margin. The aim of this thesis was to investigate the processes related to the origin, transport and accumulation of organic matter (OM) in sediments of the continental margin of the Campos Basin (RJ).To this end, the elemental composition of organic matter (carbon and nitrogen) - determined by dry combustion - and lipids (sterols, alcohols and fatty acids) - determined by GCMS and GC-FID - were considered. It was analyzed 215 samples of surface sediment (0-2 cm depth) collected in two samplings (dry and rainy seasons of 2008/2009), distributed over 12 isobaths (25 to 3000 m) along transects distributed from north to south of the basin. Moreover, it was also considered samples from the 400 to 1900 m isobaths in two submarine canyons (Almirante Câmara and Grussaí) in the northern basin. Based on the results, the sedimentary OM continental shelf and slope of Campos Basin was considered to be essentially autochthonous, derived from primary and secondary producers. As a consequence, a significant fraction of OM is reactive and therefore is potentially bioavailable to benthic organisms. However, significant spatial gradients in the quality and quantity of sedimentary OM were observed. In the continental shelf (25 m to 150 m depths), concentrations of lipids were intermediate and there was a predominance of labile sedimentary OM. Exceptions to this general feature were the areas influenced by coastal upwelling and/or sub-surface water intrusion (near Cabo Frio, Cabo de São Tomé and the northern boundary of the basin), where high concentrations of both total organic carbon and lipids were measured. In the upper and middle slope (400 to 1300 m) concentrations of OM were notably higher, but with greater influence of bacterial processes changing their original composition. And in the lower slope (1900 to 3000 m) concentrations of OM were very low and only the lipids more resistant to bacterial degradation were found in measurable concentrations. This suggested the export of materials from the continental shelf along the depth gradient, possibly due to the action of eddies and meanders of the Brazil Current and bottom currents operating in the region. Moreover, for its lability and bioavailability, the OM in the sediment can have a major influence on the ecology of benthic communities, particularly those located on the upper slope. The Almirante Câmara and Grussaí canyons revealed to be regions of OM accumulation and important features on the transport of OM with nutritional value for benthic communities of middle and lower slope.

Os ambientes costeiros marinhos são sítios de uma intensa produção, movimentação e enterramento de carbono orgânico, já que uma fração substancial do material orgânico produzido na zona eufótica deposita-se nos sedimentos e constitui a principal fonte de alimento para o bentos. O objetivo geral deste trabalho é estudar a influência da quantidade, origem e qualidade (composição bioquímica) da matéria orgânica sedimentar sobre a estrutura e distribuição vertical e horizontal da meiofauna e macrofauna bentônicas, em três ambientes com aportes diferenciados de matéria orgânica e submetidos a duas condições oceanográficas diferentes. Foram realizadas 2 campanhas de coleta em 6 estações localizadas no Canal de São Sebastião (CSS), Enseada de Caraguatatuba e Baía de Castelhanos. Em cada estação, foram analisadas as variáveis físico-químicas da água do mar, topografia do fundo, taxa de sedimentação atual. Coletaram-se amostras de sedimentos para análise das características granulométricas, concentração de pigmentos fotossintéticos, teores de matéria orgânica, carbono orgânico, nitrogênio e enxofre total, biopolímeros orgânicos (carboidratos, lipídios e proteínas), concentração e composição dos ácidos graxos, meiofauna e macrofauna, em sete horizontes da coluna sedimentar. As concentrações de pigmentos fotossintéticos, carbono orgânico, biopolímeros orgânicos, carbono biopolimérico e da razão PRT/CHO mostram que com exceção das estações 1 e 6, os sedimentos das demais áreas da região do CSS apresentam um certo grau de eutrofizacão e recebem um aporte importante de detritos orgânicos derivados da produção primária planctônica e bentônica, em diferentes estados de degradação. A composição dos ácidos graxos evidencia que a matéria orgânica particulada possui uma origem principalmente autóctone, e está constituída por uma combinação de material derivado do plâncton vivo ou detrítico, das microalgas bentônicas, da produção bacteriana e da fauna associada ao sedimento, havendo uma contribuição terrestre relativamente pequena. Nos locais estudados na região do CSS a quantidade do alimento não é um fator limitante; porém, a variação na sua qualidade em função de aportes esporádicos de matéria orgânica lábil, derivada da produção primária planctônica e bentônica, é um fator com importante influência na estruturação das comunidades bentônicas. / Coastal marine environments are places of intensive production, movement and burial of organic carbon, due to a considerable fraction of the organic material produced in the euphotic zone is deposited on sediments and represents the main food source for the benthos. The general aim of this work is to study the influence of sedimentary organic matter quantity, origin and quality (biochemical composition) on the structure, vertical and horizontal distribution of benthic meiofauna and macrofauna, in three environments with different organic inputs and under two different oceanographic conditions. Two sampling surveys were performed at 6 stations located in the São Sebastião Channel (SSC), Caraguatatuba Bight, and Castelhanos Bay. At each site the physico-chemical variables of marine water, bottom topography and the sedimentation rate were analyzed. Sediment samples were taken to analyze granulometric characteristics, photosynthetic pigment concentrations, organic matter, organic carbon, nitrogen and sulphur contents, organic biopolymers (carbohydrates, lipids and proteins), concentration and composition of fatty acids, meiofauna and macrofauna in seven sediment layers. Phytopigments, organic carbon, organic biopolymers and biopolymeric carbon concentrations and the PRT/CHO ratio show that excepting stations 1 and 6, the sediments of the other locations have a certain degree of eutrophication and receive a significant input of organic detritus derived from planktonic and benthic primary production at different stages of degradation. Fatty acids composition shows that the particulate organic matter has mainly an autochthonous origin and it is constituted by a mixture of material derived from live or dead plankton, benthic microalgae, bacterial production and from the resident fauna, having a relatively low terrestrial contribution. Food quantity is not a limiting factor at the studied sites in the SSC region; however, variability in food quality related to sporadic inputs of labile organic matter produced by planktonic and benthic primary producers, is an important structuring factor of benthic communities.

Este estudo constitui parte do Projeto Habitats Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos coordenado pelo CENPES/Petrobras, um projeto multidisciplinar de caracterização ambiental que considera as diferentes feições e habitats da margem continental do sudeste brasileiro. O objetivo desta tese foi investigar os processos relacionados com a origem, o transporte e o acúmulo de matéria orgânica (MO) em sedimentos da margem continental da Bacia de Campos (RJ). Para isso, foram determinados a composição elementar da matéria orgânica (carbono e nitrogênio) por combustão a seco e os lipídios (esteróis, álcoois e ácidos graxos) por CG-MS e CG-DIC. Foram analisadas 215 amostras de sedimento superficial (0-2 cm de profundidade), coletadas em duas amostragens (períodos seco e chuvoso de 2008/2009), distribuídas sobre 12 isóbatas (de 25 a 3000 m) ao longo de 9 transectos de norte a sul da bacia. Além disto, foram ainda consideradas as isóbatas de 400 a 1900 m em dois cânions submarinos no norte da bacia (Almirante Câmara e Grussaí). Com base nos resultados obtidos, a MO sedimentar na plataforma e talude da bacia revelou-se essencialmente autóctone, derivada de produtores primários e secundários. Com isto, a MO contém uma fração reativa significativa e, portanto, é potencialmente biodisponível para os organismos bentônicos. No entanto, foram observados gradientes espaciais significativos na qualidade e na quantidade da MO sedimentar. Na plataforma continental (25 m a 150 m de profundidade) as concentrações de lipídios foram intermediárias e houve predomínio de MO sedimentar lábil. Exceções foram as áreas influenciadas por ressurgência costeira e/ou intrusão sub-superficial (próximo à Cabo Frio, Cabo de São Tomé e no limite norte da bacia), onde as concentrações foram altas. No talude superior e médio (400 a 1300 m) as concentrações de MO foram notadamente mais elevadas, mas com maior influência de processos bacterianos de alteração de sua composição original. E no talude inferior (1900 a 3000 m) as concentrações de MO estiveram muito baixas e apenas os lipídios mais resistentes à degradação bacteriana foram encontrados em concentrações mensuráveis. Isto sugeriu a exportação de materiais da plataforma ao longo do gradiente batimétrico, possivelmente decorrente da ação de meandros e vórtices da Corrente do Brasil e das correntes de fundo atuantes na região. Além disto, por ser lábil e biodisponível, a MO no sedimento apresenta uma fração biodisponível que pode ter uma influência na ecologia das comunidades bentônicas, particularmente aquelas localizadas no talude superior. Os cânions Grussaí e Almirante Câmara se revelaram regiões de acúmulo de MO e importantes no transporte da MO com valor nutritivo para comunidades bentônicas do talude médio e inferior. / This study is part of the Habitats Project - Campos Basin Environmental Heterogeneity - coordinated by CENPES/PETROBRAS, a multidisciplinary project that considers environmental characterization of the different features and habitats of the Brazilian South-Eastern continental margin. The aim of this thesis was to investigate the processes related to the origin, transport and accumulation of organic matter (OM) in sediments of the continental margin of the Campos Basin (RJ).To this end, the elemental composition of organic matter (carbon and nitrogen) - determined by dry combustion - and lipids (sterols, alcohols and fatty acids) - determined by GCMS and GC-FID - were considered. It was analyzed 215 samples of surface sediment (0-2 cm depth) collected in two samplings (dry and rainy seasons of 2008/2009), distributed over 12 isobaths (25 to 3000 m) along transects distributed from north to south of the basin. Moreover, it was also considered samples from the 400 to 1900 m isobaths in two submarine canyons (Almirante Câmara and Grussaí) in the northern basin. Based on the results, the sedimentary OM continental shelf and slope of Campos Basin was considered to be essentially autochthonous, derived from primary and secondary producers. As a consequence, a significant fraction of OM is reactive and therefore is potentially bioavailable to benthic organisms. However, significant spatial gradients in the quality and quantity of sedimentary OM were observed. In the continental shelf (25 m to 150 m depths), concentrations of lipids were intermediate and there was a predominance of labile sedimentary OM. Exceptions to this general feature were the areas influenced by coastal upwelling and/or sub-surface water intrusion (near Cabo Frio, Cabo de São Tomé and the northern boundary of the basin), where high concentrations of both total organic carbon and lipids were measured. In the upper and middle slope (400 to 1300 m) concentrations of OM were notably higher, but with greater influence of bacterial processes changing their original composition. And in the lower slope (1900 to 3000 m) concentrations of OM were very low and only the lipids more resistant to bacterial degradation were found in measurable concentrations. This suggested the export of materials from the continental shelf along the depth gradient, possibly due to the action of eddies and meanders of the Brazil Current and bottom currents operating in the region. Moreover, for its lability and bioavailability, the OM in the sediment can have a major influence on the ecology of benthic communities, particularly those located on the upper slope. The Almirante Câmara and Grussaí canyons revealed to be regions of OM accumulation and important features on the transport of OM with nutritional value for benthic communities of middle and lower slope.

Os locais de estudo estão situados no PETAR – Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira e PEI – Parque Estadual Intervales, na região do sudeste do Brasil. A área é caracterizada pela presença de vegetação nativa de Floresta Atlântica e dois lagos naturais conhecidos por Lagoa Grande E Lagoa Vermelha, onde foram coletados três testemunhos sedimentares. Análises químicas (C, N, mineralogia), isotópicas (12C, 13C e 14C) e biológicas (palinologia) foram usadas nesse estudo para entender a história da paleovegetação da região durante o Pleistoceno tardio e o Holoceno, assim como suas relações com as mudanças climáticas. Amostras de solo foram coletadas a partir de trincheiras e tradagens em dez locais sob vegetação de floresta natural no PETAR e no PEI. Os dados isotópicos (&#948;13C) da matéria orgânica do solo em dois pontos do PETAR mostraram valores de &#948;13C mais enriquecidos ( -17,1%0 e -20,1%0) nas camadas mais profundas, indicando a presença de uma vegetação menos densa que a atual, com uma provável mistura de plantas C3, e C4, no período de ~30.000 a 16.000 anos AP, sugerindo a presença de um clima mais seco. De ~16.000 anos AP até o presente um empobrecimento isotópico significativo (até -28,3 %0) foi observado em todos os locais, indicativo de expansão da floresta, provavelmente associada à presença de um clima mais úmido que no período anterior. Os dados isotópicos (&#948;13C) dos solos de PEI indicam a presença de vegetação de floresta desde ~14.000 anos AP, exceto em um local (SAI) onde valores de &#948;13C mais enriquecidos (-21,8 %0) foram observados, relacionados provavelmente à mistura de plantas C3 e C4 e/ou à presença de uma vegetação de floresta menos densa em ~14.000 anos AP. A partir dos resultados da matéria orgânica sedimentar do testemunho da Lagoa Grande foi verificado que as condições ambientais foram relativamente estáveis durante os últimos 1000 anos, caracterizados pela presença de plantas C3, e fitoplâncton, sugerindo condições climáticas úmidas e que o lago provavelmente não se apresentou seco durante o último milênio. Condições ambientais para a Lagoa Vermelha também foram relativamente estáveis durante os últimos 4500 anos, caracterizadas pela presença significativa de plantas C3 na matéria orgânica sedimentar indicando condições climáticas úmidas. Mudanças na composição da vegetação foram registradas pela palinologia durante o período de ~1400 a 1100 anos AP, relacionadas a presença de um provável clima frio que o atual. / The study sites are in the PETAR - Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira and PEI - Parque Estadual Intervales, in the southeastern region of Brazil. The area is characterized by the presence of the native vegetation of Atlantic forest and two natural lakes called LAgoa Grande and Lagoa Vermelha, where three sediment cores were collected. Chemical (C, N and mineralogy), isotope (12C, 13C and 14C), and biological (pollen analyses) tools were used in the study to understand the palaeovegetation history of the region during the late Pleistocene and Holocene and its relation to climate changes. Soils samples were collected from trenches and by drilling at five locations under natural forest vegetation in the PETAR and PEI study sites.The isotope data (&#948;13C)collected in soil at two locations in the PETAR area showed much more enriched &#948;13C values ( -17,1%0 and -20,1%0)in the deeper horizons, indicating the presence of a less dense vegetation than the present modern day, with a probable mixture of C3 and C4 plants, in the period of ~30.000 to ~16.000 years BP. This pattern suggested the presence of a drier climate. From ~16.000 years BP to the present, a significant isotopic depletion (up to -28,3 %0)was observed in all sites indicating an expansion of the forest, probable associated to the presence of a more humid climate than the previous period. The isotope results (&#948;13C) collected at the PEI soils indicated the presence of forest vegetation since ~14.000 years BP, except in one location (SAI), where more enriched &#948;13C values (-21,8 %0) were observed probable related to mixture of C3 e C4 plants, and/or a presence of a less dense forest vegetation around ~14.000 years BP. From the results of the sediment organic matter compositions of LAgoa Grande, it was verified that the environmental conditions were relatively stable during the last 1000 years, characterized by the presence of C3 plants and phytoplankton, suggesting humid climaticconditions and the lake probable wasn't dry during the last millennium. Environmental conditions for the Lagoa Vermelha were also relatively stable during the last 4500 years, characterized by the significant presence of C3 plants in the sediment organic matter indicating humid climatic conditions. The changes in vegetation composition recorded by palynology during the period of ~1400 to 1100 years BP can be related to existence of a probable colder climate than today.

A ciclagem de matéria orgânica (MO) no ambiente marinho é um processo-chave para o ciclo global de carbono. Os sedimentos costeiros são de suma importância para a ciclagem de carbono pois atuam como receptores de grandes quantidades de MO alóctone (i.e. terrestre) e autóctone (i.e. marinho). A miríade dos componentes orgânicos e suas diferentes características dificultam o entendimento das fontes de MO em ambientes costeiros. Este trabalho visou entender a origem e a composição da MO (através de biomarcadores lipídicos) e a dinâmica da comunidade microbiana (método ATP) em sedimentos superficiais de diferentes ecossistemas marinhos da costa sudeste do Brasil: (i) margem continental de Cabo Frio; (ii) sistema lagunar de Saquarema; (iii) áreas costeiras e a plataforma continental de Ubatuba; (iv) e a plataforma adjacente ao estuário de Santos. Os resultados apontaram uma origem predominantemente autóctone para a MO nestes sistemas, com contribuição terrestre reduzida e limitada à áreas próximas à costa. Processos oceanográficos e forçantes ambientais são cruciais para a composição da MO sedimentar e são discutidas para cada um dos ecossistemas estudados. / The cycling of the organic matter (OM) in the marine environment is a key process in the global carbon cycle. Coastal sediments are important to the global carbon cycle, since they receive large inputs from both marine and terrestrial OM. The myriad of organic compounds and their spectrum of reactivity complicate the understanding of OM sources in coastal environments. In this work, we aimed to access the origin and composition of the OM (through lipid biomarkers) and the microbial dynamics (ATP method) in surface sediments of diverse marine ecosystems from the SE Brazilian coast: (i) the continental margin off Cabo Frio; (ii) the lagoonal system of Saquarema; (iii) coastal and shelf areas from Ubatuba; and (iv) the continental shelf adjacent to Santos estuary. The results showed a dominance of autochthonous OM, with a minor fraction of the OM derived from terrestrial sources and restricted to areas close to the coast. Oceanographic processes and environmental forces are crucial to the composition of sedimentary OM and are discussed for each of those ecosystems.

A ciclagem de matéria orgânica (MO) no ambiente marinho é um processo-chave para o ciclo global de carbono. Os sedimentos costeiros são de suma importância para a ciclagem de carbono pois atuam como receptores de grandes quantidades de MO alóctone (i.e. terrestre) e autóctone (i.e. marinho). A miríade dos componentes orgânicos e suas diferentes características dificultam o entendimento das fontes de MO em ambientes costeiros. Este trabalho visou entender a origem e a composição da MO (através de biomarcadores lipídicos) e a dinâmica da comunidade microbiana (método ATP) em sedimentos superficiais de diferentes ecossistemas marinhos da costa sudeste do Brasil: (i) margem continental de Cabo Frio; (ii) sistema lagunar de Saquarema; (iii) áreas costeiras e a plataforma continental de Ubatuba; (iv) e a plataforma adjacente ao estuário de Santos. Os resultados apontaram uma origem predominantemente autóctone para a MO nestes sistemas, com contribuição terrestre reduzida e limitada à áreas próximas à costa. Processos oceanográficos e forçantes ambientais são cruciais para a composição da MO sedimentar e são discutidas para cada um dos ecossistemas estudados. / The cycling of the organic matter (OM) in the marine environment is a key process in the global carbon cycle. Coastal sediments are important to the global carbon cycle, since they receive large inputs from both marine and terrestrial OM. The myriad of organic compounds and their spectrum of reactivity complicate the understanding of OM sources in coastal environments. In this work, we aimed to access the origin and composition of the OM (through lipid biomarkers) and the microbial dynamics (ATP method) in surface sediments of diverse marine ecosystems from the SE Brazilian coast: (i) the continental margin off Cabo Frio; (ii) the lagoonal system of Saquarema; (iii) coastal and shelf areas from Ubatuba; and (iv) the continental shelf adjacent to Santos estuary. The results showed a dominance of autochthonous OM, with a minor fraction of the OM derived from terrestrial sources and restricted to areas close to the coast. Oceanographic processes and environmental forces are crucial to the composition of sedimentary OM and are discussed for each of those ecosystems.