This thesis presents the energy spectrum of cosmic rays deduced from Cherenkov-dominated data measured by the fluorescence detector of the Pierre Auger Observatory. Cherenkov-dominated events, used in the energy spectrum analysis at the Observatory for the first time, enable to decrease the energy threshold for the spectrum measurement down to 1015.5 eV. This energy is more than one order of magnitude lower than in preceding studies. The fluorescence detector was originally designed to detect the fluorescence light generated by extensive air showers in a hybrid mode with the surface detector of the Pierre Auger Observatory. The reconstruction of events dom- inated by Cherenkov light is available due to a newly developed reconstruc- tion technique, the profile constrained geometry fit. Its implementation in the Pierre Auger Observatory software is documented. Aspects of the energy spectrum analysis are described. They consist of exposure calculations done with the use of extensive Monte Carlo simulations, unfolding of the detec- tor effects, and inferring the invisible energy correction in the energy region below 1017 eV. Systematic uncertainties of the measurement are estimated. 1

The aim of the thesis is to create a landscape that supports water retention and helps the river Dyje to create a branched, meandering watercourse. The design also deals with the permeability of the territory and the design of wooden objects that respond in function and shape to the created landscape.

Relativity is one of the most important and well tested theories and Lorentz invariance is one of its pillars. Lorentz invariance violation (LIV), however, has been discussed in several quantum gravity and high energy models. For this reason, it is crucial to test it. Several tests, both terrestrial and astrophysical, have been performed in the last years and provide limits on the violation. This work takes part in these efforts and discuss the possibility of testing LIV with ultra-high energy cosmic rays (UHECRs). The effects of LIV in their propagation and the resulting changes in the spectrum of UHECRs are obtained and compared to the experimental data from the Pierre Auger Observatory. An analytical calculation for the inelasticity in the laboratory frame with LIV of any a + b → c + d interaction is presented and used to obtain the phase space and the energy losses of the pion production for protons, the photodisintegration for nuclei and the pair production for photons with LIV. A parametrization for the threshold energy of the photodisintegration with LIV is also proposed. The main effect seen is a decrease in the phase space and a resulting decrease in the energy loss. These changes have been implemented in Monte Carlo propagation codes and the resulting spectra of protons, nuclei and photons on Earth have been obtained and fitted to the data from the Pierre Auger Observatory. It is shown that upper limits on the photon LIV coefficient can be derived from the upper limits on the photon flux from the Pierre Auger Observatory. / Relatividade é uma das mais importantes e bem testadas teorias e a invariância de Lorentz é um de seus pilares. A violação da invariância de Lorentz (VIL), todavia, tem sido discutida em diversos modelos de gravidade quântica e altas energias. Por tal motivo, é crucial testá-la. Diversos testes, tanto terrestres quanto astrofísicos, foram realizados nos últimos anos e fornecem limites na violação. Este trabalho se insere nesses esforços e discute a possibilidade de testar VIL com raios cósmicos de altíssima energia. Os efeitos da VIL em sua propagação e as consequentes mudanças no espectro de raios cósmicos de altíssima energia são obtidos e comparados com os dados experimentais do Observatório Pierre Auger. Um cálculo analítico para a inelasticidade no referencial do laboratório com VIL para qualquer interação da forma a + b → c + d é apresentado e usado para obter o espaço de fase e as perdas de energia para a produção de píons para prótons, a fotodesintegração para núcleos e a produção de pares para fótons com VIL. Uma parametrização para o limiar de energia da fotodesintegração com VIL também é proposta. O principal efeito observado é uma diminuição no espaço de fase e uma consequente diminuição nas perdas de energia. Tais mudanças foram implementadas em códigos de Monte Carlo para a propagação e os espectros resultantes para prótons, núcleos e fótons na Terra foram obtidos e ajustados aos dados do Observatório Pierre Auger. É mostrado que limites superiores nos coeficientes de VIL para o fóton podem ser deduzidos dos limites superiores para o fluxo de fótons do Observatório Pierre Auger.

No estudo dos raios cósmicos de ultra alta energia utilizando detectores de superfície a energia da partícula primária é estimada pela distribuição lateral (LDF - Lateral Distribution Function), que descreve a amplitude do sinal das estações em função da distância ao centro do chuveiro. Entretanto, com exceção da estimativa do centro do chuveiro, não se utiliza a LDF para obter mais nenhuma informação sobre o chuveiro, talvez porque ela não possua uma parametrização que a descreva completamente, especialmente para os chuveiros com energias mais altas. As primeiras interações dos raios cósmicos com a atmosfera são determinantes para o desenvolvimento dos chuveiros atmosféricos extensos. Tais interações dependem, entre outras coisas, da composição química dos raios cósmicos. Diferenças nessas interações podem causar alterações nas flutuações da distribuição lateral. Através de simulações dos chuveiros com diferentes partículas primárias pode ser possível estimar a composição dos raios cósmicos de ultra alta energia, comparando as flutuações das distribuições laterais de eventos reais com as de eventos simulados. Uma das grandezas relevantes para a flutuação da LDF é a incerteza do sinal das estações. O framework de análise do Observatório Pierre Auger aplica uma correção parametrizada empiricamente à incerteza do sinal das estações. Neste trabalho foi apresentada uma justificativa estatística para esta correção, que está relacionada à distribuição do sinal não ser uma Poisson, mas uma composição de processos com diferentes distribuições. Para a realização deste trabalho foi gerada uma biblioteca de chuveiros produzidos por dois simuladores de chuveiros atmosféricos, AIRES e CORSIKA, sendo que o AIRES utilizou o SIBYLL como modelo de interação hadrônica enquanto o CORSIKA utilizou o EPOS. Foram produzidos chuveiros iniciados por prótons e núcleos de ferro com os dois simuladores, e suas distribuições angulares foram consideradas isotrópicas. A distribuição de energia desses eventos segue uma lei de potência e varia entre 1 e 200 EeV. Utilizando a função de Nishimura, Kamata e Greisen (NKG) como parametrização para a LDF se observa resíduos sistematicamente positivos nas estações mais distantes do centro do chuveiro, que também têm o sinal mais próximo do trigger. Uma das hipóteses levantadas em outros trabalhos para esse comportamento é que ele estaria relacionado à influência das estações silenciosas, mas este trabalho mostra que o uso dessas estações tem pouca influência na flutuação da LDF. Na verdade esse efeito é causado porque as parametrizações da LDF no Offline não consideram que os sinais das estações possuem um corte devido o trigger, isto é, que a função de densidade de probabilidade que descreve o sinal real não é a mesma que descreve o sinal que é observado. Neste trabalho é proposta uma correção para as parametrizações da LDF que é implementada no Offline. Como resultado desta correção é observada uma redução significativa dos resíduos que eram sistematicamente positivos e que, após a correção, passam a ser compatíveis com zero. Neste trabalho foram realizadas três análises independentes para comparar os eventos reais com os simulados, das quais duas não dependem diretamente do ajuste da LDF e também não são sensíveis à energia. Elas permitem uma comparação entre os sinais supondo uma relação simples entre eles. No primeiro caso supõe-se que a diferença no sinal é devido à componente muônica do chuveiro e no segundo supõe-se que os dois conjuntos de eventos comparados são bem descritos por funções NKG mas com parâmetros S1000 diferentes. A terceira análise utiliza os resíduos dos ajustes da LDF e permite observar a composição em função da energia da partícula primária. Essa última análise foi realizada utilizando a função NKG com e sem correção do efeito do trigger. As diferentes análises utilizadas para estimar a composição dos raios cósmicos apresentaram resultados consistentes entre si, apesar das limitações encontradas em algumas delas. Todos esses indicadores de composição da partícula primária obtidos pelo detector de superfície são consistentes com os resultados obtidos pelas análises de Xmax do detector de fluorescência, reforçando a tese de que a composição dos raios cósmicos é predominantemente de próton entre 1 e 10 EeV e entre próton e ferro para energias acima de aproximadamente 10 EeV. / The energy of ultra high energy cosmic rays can be estimated from the lateral distribution function (LDF) of the shower as measured by surface detectors. The LDF describes the particle density as a function of the distance from the shower center. However, with the exception of the position of the shower center, no other information is extracted from it, may because it does not have a parametrization or an analytic function that describes it completely. The first interactions of cosmic rays with the atmosphere are decisive for the development of the extensive air showers. Such interactions, among other things, depend on the chemical composition of comic rays. Differences in these interactions can cause changes in the fluctuation shape of lateral distribution. Through simulations of showers with different primary particles it may be possible to estimate the composition of ultra high energy cosmic rays comparing the fluctuation shape of the lateral distributions of real events with those from simulated ones. One of the quantities relevant to the fluctuation of the LDF signal is the uncertainty of the stations. The analysis framework of the Pierre Auger Observatory applies a correction to the signal uncertainty of the signal. The parameterization of this correction is obtained empirically. In this work a statistical justification for this correction is proposed and is related to distribution of the signal which is not Poisson, but a composition of processes with different distributions. For this work a library of showers using two simulators of air showers, AIRES and CORSIKA, was produced. The showers simulated with the AIRES used SIBYLL as a hadronic interaction model while COSIKA used EPOS. Showers initiated by protons and iron nuclei with the two simulators were produced, and their angular distribution was considered isotropic. The energy distribution of these events follows a power law and ranges from 1 to 200 EeV. Using the Nishimura, Kamata and Greisen (NKG) function as a parameterization for the LDF, one obtains residues that are systematically positive at stations further from the center of the shower. These stations have a signalclose to the trigger level. One of the hypothesis raised in other works for this behavior is that it is related to the influence of the silent stations, but this work shows that their use has little impact on the fluctuation shape of the LDF. In fact, this effect is caused because the parametrizations of LDF in the Offline ignore that the signals of the stations have a cut due to the trigger, ie, the probability density function that describes the real signal is not the same that describes the observed signal. This work proposes a correction to the parameterizations of the LDF and implements it in the Offline. As a result of this correction, the residues, which were always positive, are significantly reduced and compatible with zero. In this study three independent analysis were performed to compare real and simulated events, two of them not dependent directly of the LDF fit and also not sensitive to the primary particle energy. They allow a comparison between the signals assuming a simple relationship between them. The first case assumes that the difference in signal is due to the muonic component of the shower and the second assumes that the two compared sets of events are well described by NKG functions but with different S1000. The third analysis uses the residues of the LDF fits and is able to observe the composition of as a function of primary particle energy. This last analysis was performed using the NKG function with and without correction of the trigger effect. The different analysis used to estimate the composition of cosmic rays showed results consistent, despite the limitations found in some of them. The primary particle composition obtained from the surface detectors in this work is consistent with the results derived from the elongation rate measured by the fluorescence detectors, supporting the hypotesis that the composition of cosmic rays is predominantly proton becoming heavier for energies above 10 EeV.

Esta pesquisa investigou o processo de significação da atividade de ensino de matemática que pode emergir durante uma atividade de formação contínua para professores que ensinam matemática nos anos iniciais do Ensino Fundamental. Nesse contexto, entende-se que tal processo deve convergir para o significado social da atividade de ensino, construído coletivamente por sujeitos orientados pela mesma perspectiva teórica que fundamenta tal formação; nesse caso, a teoria histórico-cultural. Entende-se que, durante o movimento da atividade de formação contínua, os significados conceituais, tidos como seus referenciais, são expostos a fim de que sejam apropriados pelos professores. Essa apropriação, por sua vez, se dá por meio da relação que os professores têm com as ações organizadas no decorrer da atividade. Dessa forma, parte-se do princípio de que há uma relação entre as ações organizadas durante a atividade de formação e o processo de significação da atividade de ensino dos professores, o que torna possível perceber o quanto essas ações são importantes e orientadoras de tal processo. A tese defendida neste trabalho é que em uma atividade de formação contínua de professores, na perspectiva da teoria histórico-cultural, a significação da atividade de ensino de matemática desenvolve-se nos sujeitos a partir das ações que realizam coletivamente para objetivar a aprendizagem teórica de conhecimentos matemáticos, ou seja, as ações potencialmente formadoras são aquelas que desenvolvem significação sobre o trabalho docente. O objeto de investigação, portanto, foram as ações propostas e realizadas em uma atividade de formação contínua de professores, que ensinam matemática nos anos iniciais, e as ações dos professores no processo de significação da atividade de ensino de matemática, considerando a perspectiva da teoria histórico-cultural. Os protagonistas na investigação foram professores e coordenadores pedagógicos de escolas públicas que participaram de uma atividade de formação integrada ao Programa Observatório da Educação, da CAPES. As análises tiveram uma fundamentação teórica com base nos princípios teórico-metodológicos da teoria histórico-cultural e da teoria da atividade. Investigou-se, portanto, o processo de significação da atividade de ensino evidenciado pelas ações dos professores para concretização da atividade de formação para, assim, identificar ações potenciais desencadeadoras de tal processo. Os resultados ressaltam o modo como uma atividade de formação em matemática pode ser estruturada, destacando-se as ações que a compõem, possuindo como elementos essenciais a coletividade e o trabalho docente. Também, evidenciam como os professores se mobilizaram e agiram, ao organizarem o ensino de matemática, orientados pelos fundamentos teóricos da atividade orientadora de ensino, tendo como elementos essenciais o conhecimento teórico matemático e a intencionalidade pedagógica no planejamento das ações de ensino. Destaca-se, portanto, que as ações potencialmente formadoras, caracterizadas pelas ações de estudo dos professores na atividade de formação, devem, necessariamente, estar orientadas à formação do pensamento teórico dos professores, dado pela articulação entre a teoria e a prática educativa. / This study investigated the signification process of Mathematics teaching that might come up during a skills upgrading activity for teachers who teach Mathematics in the early years of Elementary School. In this context, it is clear that such process should meet the social significance of the teaching activity, collectively built by subjects sharing the same theoretical perspective underlying such training; in this case, the cultural historical theory. During the skills upgrading process, the concepts, kept as references, are exposed in order for them to be applied by the teachers. This application occurs by means of the actions organized throughout the activity. Thus, assuming that there is a relationship between the actions organized throughout the skills upgrading activity and the signification process of the teaching activity for teachers, enabling the perception of the importance and guidance of these actions to such process. The thesis supported here is that in a skills upgrading activity for teachers, in the cultural historical theory perspective, the signification of Mathematics teaching develops in the group actions they perform in order to achieve the theoretical learning of mathematical knowledge, i.e., the potentially forming actions are those that develop signification on teaching. Therefore, the object of this study were the actions proposed and performed in a skills upgrading activity for teachers, who teach Mathematics in the early years, and the teachers actions in the signification process of Mathematics teaching, considering the cultural historical theory perspective. The main characters in the study are the teachers and the pedagogical coordinators of the public schools that took part in a skills upgrading activity integrated to CAPESs Programa Observatório da Educação (Learning Observatory Program). The analyses had a theoretical foundation based on the theoretical and methodological principles of the cultural historical and activity theories. Hence, it was investigated the signification process of the teaching activity by means of the teachers actions for the performance of the skills upgrading activity in order to identify potential triggers of such process. The results emphasize how a skills upgrading activity in Mathematics can be structured, highlighting the actions that comprise it, having as essential elements teamwork and teaching. In addition, they show how the teachers came together for action by organizing the Mathematics teaching, guided by the theoretical foundations of the Teaching Orienting Activity, having as essential elements the mathematical knowledge and the pedagogical purpose in the planning of the teaching actions. Thus, it is noteworthy that potentially forming actions, characterized by the study actions of the skills upgrading activity for teachers, should be aimed at the teachers theoretical thinking, accomplished by the combination of theory and educational practice.

Esta pesquisa investigou o processo de significação da atividade de ensino de matemática que pode emergir durante uma atividade de formação contínua para professores que ensinam matemática nos anos iniciais do Ensino Fundamental. Nesse contexto, entende-se que tal processo deve convergir para o significado social da atividade de ensino, construído coletivamente por sujeitos orientados pela mesma perspectiva teórica que fundamenta tal formação; nesse caso, a teoria histórico-cultural. Entende-se que, durante o movimento da atividade de formação contínua, os significados conceituais, tidos como seus referenciais, são expostos a fim de que sejam apropriados pelos professores. Essa apropriação, por sua vez, se dá por meio da relação que os professores têm com as ações organizadas no decorrer da atividade. Dessa forma, parte-se do princípio de que há uma relação entre as ações organizadas durante a atividade de formação e o processo de significação da atividade de ensino dos professores, o que torna possível perceber o quanto essas ações são importantes e orientadoras de tal processo. A tese defendida neste trabalho é que em uma atividade de formação contínua de professores, na perspectiva da teoria histórico-cultural, a significação da atividade de ensino de matemática desenvolve-se nos sujeitos a partir das ações que realizam coletivamente para objetivar a aprendizagem teórica de conhecimentos matemáticos, ou seja, as ações potencialmente formadoras são aquelas que desenvolvem significação sobre o trabalho docente. O objeto de investigação, portanto, foram as ações propostas e realizadas em uma atividade de formação contínua de professores, que ensinam matemática nos anos iniciais, e as ações dos professores no processo de significação da atividade de ensino de matemática, considerando a perspectiva da teoria histórico-cultural. Os protagonistas na investigação foram professores e coordenadores pedagógicos de escolas públicas que participaram de uma atividade de formação integrada ao Programa Observatório da Educação, da CAPES. As análises tiveram uma fundamentação teórica com base nos princípios teórico-metodológicos da teoria histórico-cultural e da teoria da atividade. Investigou-se, portanto, o processo de significação da atividade de ensino evidenciado pelas ações dos professores para concretização da atividade de formação para, assim, identificar ações potenciais desencadeadoras de tal processo. Os resultados ressaltam o modo como uma atividade de formação em matemática pode ser estruturada, destacando-se as ações que a compõem, possuindo como elementos essenciais a coletividade e o trabalho docente. Também, evidenciam como os professores se mobilizaram e agiram, ao organizarem o ensino de matemática, orientados pelos fundamentos teóricos da atividade orientadora de ensino, tendo como elementos essenciais o conhecimento teórico matemático e a intencionalidade pedagógica no planejamento das ações de ensino. Destaca-se, portanto, que as ações potencialmente formadoras, caracterizadas pelas ações de estudo dos professores na atividade de formação, devem, necessariamente, estar orientadas à formação do pensamento teórico dos professores, dado pela articulação entre a teoria e a prática educativa. / This study investigated the signification process of Mathematics teaching that might come up during a skills upgrading activity for teachers who teach Mathematics in the early years of Elementary School. In this context, it is clear that such process should meet the social significance of the teaching activity, collectively built by subjects sharing the same theoretical perspective underlying such training; in this case, the cultural historical theory. During the skills upgrading process, the concepts, kept as references, are exposed in order for them to be applied by the teachers. This application occurs by means of the actions organized throughout the activity. Thus, assuming that there is a relationship between the actions organized throughout the skills upgrading activity and the signification process of the teaching activity for teachers, enabling the perception of the importance and guidance of these actions to such process. The thesis supported here is that in a skills upgrading activity for teachers, in the cultural historical theory perspective, the signification of Mathematics teaching develops in the group actions they perform in order to achieve the theoretical learning of mathematical knowledge, i.e., the potentially forming actions are those that develop signification on teaching. Therefore, the object of this study were the actions proposed and performed in a skills upgrading activity for teachers, who teach Mathematics in the early years, and the teachers actions in the signification process of Mathematics teaching, considering the cultural historical theory perspective. The main characters in the study are the teachers and the pedagogical coordinators of the public schools that took part in a skills upgrading activity integrated to CAPESs Programa Observatório da Educação (Learning Observatory Program). The analyses had a theoretical foundation based on the theoretical and methodological principles of the cultural historical and activity theories. Hence, it was investigated the signification process of the teaching activity by means of the teachers actions for the performance of the skills upgrading activity in order to identify potential triggers of such process. The results emphasize how a skills upgrading activity in Mathematics can be structured, highlighting the actions that comprise it, having as essential elements teamwork and teaching. In addition, they show how the teachers came together for action by organizing the Mathematics teaching, guided by the theoretical foundations of the Teaching Orienting Activity, having as essential elements the mathematical knowledge and the pedagogical purpose in the planning of the teaching actions. Thus, it is noteworthy that potentially forming actions, characterized by the study actions of the skills upgrading activity for teachers, should be aimed at the teachers theoretical thinking, accomplished by the combination of theory and educational practice.

O conhecimento sobre a composição de raios cósmicos de altas energias é fundamental na abordagem da maior parte das grandes questões referentes à astrofísica de altas energias. Entretanto, do ponto de vista experimental, determinar o tipo de partícula medida nesse regime de energia ainda é um enorme desafio e essa tarefa tem recebido especial atenção por parte das colaborações responsáveis pelos experimentos em atividade. A principal dificuldade está no fato das medidas serem realizadas indiretamente através das cascatas de partículas formadas a partir da interação do raio cósmico inicial com átomos da atmosfera, os chamados chuveiros atmosféricos. Entre os principais experimentos em funcionamento, o Observatório Pierre Auger se destaca por ter a maior área de detecção (3000 km2) e por utilizar pioneiramente um sistema híbrido de detecção, com detectores de superfície e de fluorescência funcionando simultaneamente. Os telescópios de fluorescência medem o número de partículas do chuveiro em função da profundidade, o que chamamos de perfil longitudinal. Alguns parâmetros extraídos desse perfil são sensíveis à composição das partículas primárias. No presente trabalho, aplicamos métodos estatísticos novos aos dados extraídos dos perfis longitudinais de chuveiros medidos pelo Auger com o objetivo de inferir informações sobre a massa média, ou seja, a composição dos raios cósmicos. A primeira análise apresentada é baseada no parâmetro XMax. A evolução do valor médio de XMax com a energia contém informações sobre a composição inicial. Com o objetivo de eliminar vieses experimentais, corrigindo os efeitos dos detectores, aplicamos métodos de deconvolução às distribuições de XMax. A segunda análise é do tipo multiparamétrica e aplica redes neurais do tipo Multilayer Perceptrons a outros parâmetros extraídos dos perfis longitudinais. A partir desse procedimento é possível obter informações sobre a composição média das partículas e também reconstruir a energia dos eventos. / The knowledge about high energy cosmic rays composition is fundamental to approach most of the big questions regarding high energy astrophysics. However, from the experimental point of view, to determine the kind of the measured particle in this energy range is still a huge challenge and this task has received special attention from the collaborations responsible for running the experiments in activity. The main difficulty is on the fact that the measurements are made indirectly by the secondary particles cascades formed by the interaction of primary particles with atmosphere atoms, which are called air showers. Among the main experiments in operation, Pierre Auger Observatory has the larger collecting area (3000 km2) and uses a pioneer hybrid detection system, with surface detectors and fluorescence telescopes working simultaneously. The fluorescence telescopes measure the number of particles in the shower as a function of atmospheric depth, which we call longitudinal profiles. Some parameters extracted from these profiles are sensitive to primary composition. In this study, we applied new statistical methods to the data from longitudinal profiles measured by the Pierre Auger Observatory aiming to infer information about the mean mass, in other words, the composition of cosmic rays. The first analysis shown (chapter 4) is based on the known parameter called XMax. The evolution of XMax mean value with energy contains information about primary composition. Unfolding methods have been applied to the XMax distribution in order to minimize experimental bias and to correct detector effects. The second analysis shown is of the multi-parametric type and applies neural networks of the Multilayer Perceptrons class to longitudinal profiles parameters. From this procedure, it is possible to obtain information about average composition and to reconstruct the energy of events.

This thesis provides background information on the Hobby-Eberly Telescope (HET), HET Dark Energy Experiment (HETDEX), Gough-Stewart platforms (GSP), the Prime Focus Instrument Package (PFIP) support structure, and the design methodology used to design said support structure. Each component is analyzed from the point of view of Professor Alex Slocum’s FRDPARRC design methodology. Each aspect of the design is shown to have been derived by following the steps of Slocum’s design method. Material selection, manufacturing techniques, and integration of off-the-shelf components into the support system are also discussed in reference to FRDPARRC. The assembly procedure for the PFIP structure is outlined. Finally, using specific examples from the detailed design, the FRDPARRC method itself is analyzed and its ability to drive innovation in design is evaluated. / text

Τρεις περιοχές της Δυτικής Ελλάδας, στις οποίες είχαν καταγραφεί διαφυγές ρευστών από τον πυθμένα της θάλασσας μελετήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής, το υποθαλάσσιο πεδίο κρατήρων διαφυγής ρευστών στον Πατραϊκό κόλπο, το υποθαλάσσιο πεδίο κρατήρων διαφυγής στον Όρμο του Ελαιώνα στο Δυτικό Κορινθιακό κόλπο και οι διαφυγές ρευστών στον κόλπο του Κατακόλου. Η διατριβή βασίζεται στη μελέτη θαλάσσιων γεωφυσικών δεδομένων, στη μελέτη των φυσικοχημικών παραμέτρων της υδάτινης στήλης, στη χημική και ισοτοπική ανάλυση των ρευστών, στη μελέτη των δεδομένων που προέκυψαν από την πρώτη παγκόσμια καταγραφή μακράς περιόδου διαφυγών ρευστών από τον πυθμένα, στη μελέτη των διαφυγών στην παράκτια ζώνη πλησίον των υποθαλάσσιων θέσεων και τέλος στην οπτική παρατήρηση των θέσεων διαφυγών ρευστών. Το πεδίο κρατήρων διαφυγής ρευστών του Πατραϊκού κόλπου σχηματίζεται σε Ολοκαινικές ιλυούχες αποθέσεις που υπέρκεινται Πλειστοκαινικών ιζημάτων, και ελέγχεται από ρηξιγενείς δομές. Το πεδίο κρατήρων διαφυγής ρευστών του Πατραϊκού κόλπου παρουσιάζει μία σχεδόν συνεχή μικροδραστηριότητα η οποία διακόπτεται από παροξυσμικά γεγονότα μεγάλων διαφυγών ρευστών που σχετίζονται με μεγάλους σεισμούς. Το καθεστώς ενεργοποίησης ελέγχεται από το μέγεθος, το επίκεντρο και το είδος του σεισμού. Τα ρευστά που διαφεύγουν είναι αέριοι υδρογονάνθρακες (μεθάνιο μικροβιακής προέλευσης) με ή χωρίς νερό των πόρων των ιζημάτων. Στην παράκτια ζώνη της Πάτρας, πλησίον του πεδίου εντοπίζονται τρεις περιοχές με έντονες διαφυγές αερίων από το έδαφος. Συνολικά η παράκτια ζώνη της Πάτρας, τόσο το χερσαίο όσο και το θαλάσσιο περιβάλλον της, προσφέρει τουλάχιστον 4.7tn μεθανίου ετησίως στην ατμόσφαιρα, με τη μέγιστη προσφορά μεθανίου να μπορεί να φτάσει τους 19 τόννους ετησίως, ενώ μετά από ένα ισχυρό σεισμικό γεγονός εκτιμήθηκε ότι διαφεύγουν 500 κιλά περίπου μεθανίου από το θαλάσσιο πυθμένα σε διάστημα 16 ημερών. Στην περιοχή του Όρμου του Ελαιώνα οι κρατήρες διαφυγής ρευστών σχηματίζονται σε Ολοκαινικές ιλύες και ο πυθμένας των κρατήρων φτάνει στην διεπιφάνεια Ολοκαίνου/Πλειστοκαίνου, με κύριο μηχανισμό σχηματισμού την εκφόρτιση του γλυκού νερού. Οι βενθικές βιοκοινωνίες που εντοπίστηκαν στο εσωτερικό των κρατήρων διαφυγής ρευστών οδηγεί στο συμπέρασμα ότι το υπόγειο νερό, εμπλουτισμένο με θρεπτικά συστατικά και διαλυμένο οξυγόνο δημιουργεί ένα εξαιρετικό οικότοπο για την ανάπτυξη βενθικών οργανισμών. Στην περιοχή του Κατακόλου εντοπίστηκαν και καταγράφηκαν πολύ μεγάλες διαφυγές ρευστών σε τρεις περιοχές, στον Λιμένα Κατακόλου, στη θέση «Φάρος» Κατακόλου και νότια του Λιμένα. Οι έντονες διαφυγές ρευστών, κυρίως θερμογενούς μεθανίου με σημαντικές ποσότητες υδροθείου, φαίνεται να συνδέονται με τις ενεργές διαπυρικές δομές στην περιοχή, που επηρεάζουν τις υπερκείμενες ακολουθίες σχηματίζοντας κανονικά ρήγματα, τα οποία συγκροτούν μία ιδανική δίοδο μετανάστευσης των αερίων από τους Μεσοζωικούς ταμιευτήρες υδρογονανθράκων προς την επιφάνεια. Στην υποθαλάσσια περιοχή του Λιμένα Κατακόλου εκτιμήθηκε ότι η ποσότητα μεθανίου που διαφεύγει από το θαλάσσιο πυθμένα είναι της τάξεως των 1260-1500 τόννων το χρόνο. επικινδυνότητα τόσο για τον άνθρωπο, όσο και τις κατασκευές στην περιοχή του Λιμένα. H υψηλή συγκέντρωση μεθανίου στην ατμόσφαιρα μπορεί να προκαλέσει έκρηξη ή πυρκαγιά, ενώ οι υποθαλάσσιες διαφυγές και η παρουσία αερίων υδρογονανθράκων στα επιφανειακά ιζήματα μπορούν να προκαλέσουν εκρήξεις κατά τη διάρκεια γεωτρήσεων ή να καταστρέψουν θαλάσσιες κατασκευές. Το υδρόθειο είναι το πιο επικίνδυνο και τοξικό γεωρευστό και μπορεί να προκαλέσει σημαντικές ιατρικές βλάβες στον άνθρωπο στις συγκεντρώσεις που μετρήθηκε στην περιοχή του λιμένα. / Three areas in Western Greece studied, where seabed fluid flow have been reported. The dissertation is based on the study of marine geophysical data, on physicochemical parameters of seawater, on chemical and isotopic analysis of fluids, on the study of the data collected during the first long-term monitoring of seabed fluid flow ever done and on the study of the fluid flow on the surroundings inshore areas. The Patras Gulf pockmark field is formed on Holocene muds which overlies Pleistocene coarser sediments and is controlled by normal faults. The Patras Gulf pockmark field is characterized by ‘normal’ micro-activity which is interrupting by high activity periods after strong earthquakes. The fluids that flows from the pockmarks is mainly methane of microbial origin with/or without porewater. An estimation of the total methane that flows from the pockmark field and the surrounding inshore area of the field shows that the methane that leaks to the atmosphere is about 4.7-19 tn/year. After strong earthquakes, when the pockmark field is activated, the estimation of the methane that leaks from the seabed is about 500kgr for a period of 16 days. The Eleonas Bay pockmark field is formed on Holocene muds whereas the base of the pockmarks reaches the Holocene/Pleistocene boundary. The main mechanism for the formation of these pockmarks is the groundwater discharge. Benthic macrofauna that observed on the base of the pockmarks shows that the groundwater which is enriched in nutrients and dissolved oxygen is creating an excellent environment for the growth of benthic fauna. In the area of Katakolo have been observed three areas of enhanced fluid flow offshore and onshore. The studies of these areas have shown that the seeps are caused by thermogenic methane that had accumulated in Mesozoic limestone and had migrated upward through faults, or zones of weakness, induced by salt diapirism. An estimation of the methane that flows from the offshore part of the Katakolo Harbour area have shown that the methane that reaches the atmosphere is about 1260-1500 tn/year. Methane seeps in potentially explosive amounts at the area of the Harbour, and hydrogen sulfide is over the levels necessary to induce toxicological diseases and lethal effects.

Made available in DSpace on 2009-11-18T18:56:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 C.Rezende.pdf: 559377 bytes, checksum: 60b35e030ab58cae6c63e7e04a70e816 (MD5) Previous issue date: 2008 / The 'Observatório de Inovação Social do Turismo' was created due to the need of studies and researches related to tourism and its social impacts. The Escola Brasileira de Administração Pública e de Empresas, of Fundação Getulio Vargas, in partnership with the Ministry of Tourism and the Childhood Brazil, started in 2007, studies about the sexual exploration of children and adolescents. The present work has the objective to analyze, based on the results of the 'Observatório de Inovação Social do Turismo', its contributions to the prevention and repression of sexual exploration of children and adolescents associated to the tourism. / O Observatório de Inovação Social do Turismo foi criado em razão da necessidade de realizarem-se estudos e pesquisas relacionados com o turismo e seu impacto social. A Escola Brasileira de Administração Pública e de Empresas, da Fundação Getulio Vargas, em parceria com o Ministério do Turismo e com a Childhood Brasil, iniciou, em 2007, estudos sobre o tema - exploração sexual de crianças e adolescentes. O presente trabalho tem o objetivo de analisar, por meio dos resultados do Observatório, de que maneira o Observatório de Inovação Social do Turismo contribuiu para a prevenção e o enfrentamento da exploração sexual de crianças e adolescentes associada ao turismo.