Au cours des derniers 40 ka, le Groenland et l'Atlantique Nord ont enregistré des oscillations de température rapides et de grande amplitude (8 à 15°C en à peine 300 ans) associées à de profondes modifications de la circulation océanique et atmosphérique. Les mécanismes à l’origine de ces changements climatiques rapides ne sont encore que partiellement élucidés. L’objectif de cette thèse est de quantifier les changements de circulation océanique qui ont accompagné ces changements climatiques abrupts. La première partie de cette thèse a consisté à combiner les informations paleocéanographiques de trois traceurs géochimiques, de manière à s'affranchir des limitations de chaque traceur pris séparément. Les rapports isotopiques du carbone des foraminifères benthiques (δ13C et Δ14C) et le Pa/Th sédimentaire ont été mesurés sur la carotte sédimentaire de l'Atlantique Nord SU90-08 (43°N, 30°W, 3080m). Les proxies semblent dépeindre une situation contradictoire au cours du dernier maximum glaciaire: les isotopes du carbone indiquent une faible ventilation des masses d'eau profondes alors que le Pa/Th sédimentaire atteste d'une circulation active. Ce résultat interroge sur la nature exacte du signal enregistré par chaque proxy. Par ailleurs, le recours à la modélisation est nécessaire afin de quantifier les variations de la circulation océanique passée. La seconde partie de cette thèse a donc consisté à ajouter le calcul du Pa/Th sédimentaire dans le modèle de climat de complexité intermédiaire iLOVECLIM. Ce modèle, capable de simuler l'évolution simultanée des trois proxies, a été utilisé pour analyser la réponse de chaque proxy à des changements abrupts de circulation. Les résultats montrent que la réponse des proxies est différente dans les trois principales masses d'eau de l'Atlantique. Dans l'Atlantique Nord-Ouest profond (> 2000 m), la réponse du Pa/Th précède celle des isotopes du carbone de quelques centaines d'années, constituant un exemple de découplage entre les différents proxies. / The last 40 ky, have been characterized by abrupt and high amplitude temperature changes (8 to 15 °C in less than 300 years) in Greenland and in the North Atlantic region, associated with drastic ocean and atmospheric circulation changes. The mechanisms behind these abrupt climate changes are still debated. The objective of this thesis is to quantify the ocean circulation changes associated with these abrupt climate changes. In the first part of this thesis, I combined the information of three geochemical proxies in order to overcome the limitations of each proxy taken separately. The carbon isotopic ratios of the benthic foraminifers (δ13C and Δ14C), as well as the sedimentary Pa/Th ratio, have been measured in the North Atlantic sediment core SU90-08 (43°N, 30°W, 3080m). The proxies depict an apparently inconsistent situation over the last glacial maximum: the carbon isotopes indicate that the deep water mass was poorly ventilated while the Pa/Th evidence an active overturning cell. These observations question the type of signal recorded by each proxy. Besides, in order to quantify the circulation changes, a modeling approach is required. In the second part of this thesis, I have implemented the calculation of the Pa/Th in the climate model of intermediate complexity iLOVECLIM. The model is able to simulate the simultaneous evolution of the three proxies and has been used to decipher the multi-proxy response to abrupt circulation changes. The results show that the proxy response varies in the three main Atlantic water masses. In the deep (>2000m) western North Atlantic, the carbon isotopes response lags the Pa/Th response by a few hundreds of years, exemplifying/illustrating a possible decoupling between the different proxies.

No description available.

[pt] As condições do aporte e a composição do material que é depositado no talude continental brasileiro e sua relação com a paleoceanografia e o paleoclima da margem continental sudeste brasileira (SEBCM) entre os períodos eventos glacial e interglacial ainda são pouco estudados e assim a pesquisa da tese tem como eixo principal a aplicação de indicadores orgânicos e inorgânicos para reconstruir variações das condições paleoambientais na porção sudoeste do Atlântico Sul. Adicionalmente, a pesquisa aplica métodos analíticos e ferramentas interpretativas recentes desenvolvidas para a análise de compostos orgânicos aplicada de forma inédita em amostras da região, como a determinação de (14)C-alquenonas. Além disso, neste estudo a discussão de biomarcadores específicos como esteróis e glicerol dialquil glicerol tetraéteres (GDGTs) é feita a partir da mais antiga reconstrução destes marcadores na região da SEBCM. Amostras de registros sedimentares da SEBCM foram utilizadas para aplicar uma metodologia de isolamento das alquenonas pela primeira vez na literatura (Capítulo 4). A purificação se apresentou eficiente para isolar as alquenonas de forma adequada para análise isotópica (14C-alquenonas), importante para avaliar processos paleoambientais. O modelo de idade foi desenvolvido para dois testemunhos e uma descrição geral do ambiente de sedimentação (Capítulo 5) foi realizada a partir de parâmetros bulk ((porcento)COT, (porcento)NT, (porcento)carbonatos), granulometria e elementos majoritários (Ti/Ca, Fe/Ca, Ti/Al e Si/Al) que mostrou diferenças na composição do material depositado no transecto do talude e permitiu estimar processos sedimentares que influenciaram a transição entre glaciação e interglaciação em relação aos aportes continentais, em que a distância da costa e a profundidade da coluna d água são fatores controladores da composição sedimentar. Foi possível observar e um gradiente de profundidade bem definido em relação a composição do material orgânico entre a região de quebra de plataforma e talude intermediário a partir de uma abordagem de investigação de biomarcadores múltiplos (registros de alquenonas, esteróis, n-álcoois e n-alcanos e também sucessões dos ecossistemas entre os eventos MIS3 a MIS1 (Capítulo 6). Na região mais externa, o perfil de temperatura acoplada com as mudanças na composição de organismos planctônicos evidenciou uma importante contribuição de dinoflagelados no MIS3, diatomáceas durante condições climáticas mais adversas (MIS2) e cocolitoforídeos associados a maiores temperaturas no Holoceno (MIS1). O aporte de lipídeos terrígenos na região de quebra de plataforma refletiu a história da cobertura vegetal e clima na região e indicou predomínio de plantas adaptadas a clima mais seco durante os MIS3 e MIS2 e expansão de plantas de clima úmido (ex. Mata Atlântica) a partir do início do Holoceno. A reconstrução da oceanografia das águas do Atlântico sudoeste foi realizada em uma abordagem inédita a partir da composição isotópica de delta18(O) e delta13(C) de foraminíferos planctônicos, determinação da temperatura superficial e subsuperficial (U37(k) e TEX86(h) respectivamente) e da estimativa salinidade (deltaD-alquenonas e delta 18(O)água do mar) (Capítulo 7). Dois registros sedimentares possibilitaram a investigação das diferenças entre a história oceanográfica costeira e oceânica da região. Apesar da proximidade dos dois registros, as histórias glaciais são distintas, em que as condições oceanográficas históricas de circulação revelaram acoplamentos entre temperatura e salinidade das águas superficiais da SEBCM e as condições do clima continental adjacente (anomalias do Sistema de Monções do Atlântico Sul) durante o glacial, Terminação I e Holoceno. Há indícios que este gradiente é controlado na quebra da plataforma pelos processos influenciados pela dinâmica das Águas de plataforma e no talude intermediário pelos processos oceânicos externos (Corrente do Brasil e Giro Subtropical do Atlântico Sul). Por fim, os resultados mostraram que o enfraquecimento da Célula de Revolvimento Meridional do Atlântico (CRMA) no período e após a Terminação I pode transportar águas mais quentes para região mais próxima à costa, que pode acarretar aumento gradativo de chuva sobre a região costeira sudeste do Brasil. / [en] The conditions of the inputs and the composition of burial material and its relations with paleoceanography and paleoclimate in the Southeast Brazilian Continental Margin (SEBCM) during glaciation and interglaciation has been insufficiently researched. The goal of study in this thesis is the application of organic and inorganic proxies to reconstruct the variations in the paleoenvironmental conditions in the southwestern portion of the South Atlantic. Additionally, the survey applies analytical methods and recent interpretative tools developed for the analysis of organic compounds, which were applied in an unprecedented way to samples of the region, such as the determination of (14)C-alkenones. Furthermore, the discussion of specific biomarkers in this study, such as sterols and Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers (GDGTs), is done based on the oldest reconstruction of these proxies in the SEBCM region. Samples of cores collected from SEBCM were used to apply a methodology of alkenone isolation (Chapter 4) the first time. The purification methodology was efficient in adequately isolating the alkenones for isotopic analysis (14C-alquenonas), an important tool to evaluate paleoenvironmental processes. Age model from two cores was determinate and a general description of the sedimentary environment (from bulk parameters, grain size, and major elements: (percent)TOC, (percent)TN, (percent)carbonates, Ti/Ca, Fe/Ca, Ti/Al and Si/Al) showed an estimate of the differences in the overall composition of the material deposited on a transect through the southeastern Brazilian slope, which enabled an estimate of the sedimentary processes that influenced the transition between glaciation and inter-glaciation in relation to continental input. The coast distance and water column are the main driver factors (Chapter 5). The succession of ecosystems between the temporal events MIS3 to MIS1 could be observed based on the multi-biomarker approach (from records of alkenones, sterols and alcohols, n-alcohols and n-alkanes) and a depth gradient relating to the organic matter composition (Chapter 6). The temperature profile in the more external site fitted with the changes in the composition of planktonic organisms revealed an important contribution of dinoflagellates in MIS3, of diatoms during the most adverse climatic conditions (MIS2) and of coccolithophores associated to higher temperatures in the Holocene (MIS1). The terrigenous lipids input in shallower station reflected the history of vegetation cover and climate in the region, thus indicating a predominance of plants adapted to drier climates during MIS3 and MIS2 and expansion of plants of humid climates (ex. Rain forest) after the Early Holocene. The reconstruction of waters oceanography of the South Atlantic was studied based on delta18(O) and delta (13)C- foram isotopic composition, determination of the superficial and sub-superficial temperature (from U(37)k and TEX86(H) ), and the estimated salinity (from deltaD-alkenone and delta(18)O sea water) for the first time (Chapter 7). The two records provided an opportunity to investigate the differences between coastal and oceanic oceanographic history, despite their proximity. Based on the cross-slope approach was noted a circulation history gradient revealed a connection between superficial temperature and salinity and the continental climate conditions (South Atlantic Monsoon System anomalies) during glacial, Termination I and Holocene. There is evidence to suggest that this depth gradient have been controlled by hydrodynamics processes of the Shelf Waters in shelf continental break region and of the oceanic processes (Brazil Current and South Atlantic Subtropical Gyre) in the intermediate slope. At last, there are indications that the weakening of Atlantic Meridional Overturning Cell during and after Termination I can carry warmer waters to the Southeast coastal region of Brazil that a rain increase could result.

No description available.

Stratigraphic successions of sedimentary rocks represent an important repository for signals pertaining to the history and evolution of Earth. Whereas the specific processes reflected by the stratigraphic record differ with respect to a given depositional environment, deposits in deep-marine settings, particularly passive margins, provide a unique, long-term record of paleoclimate, paleoceanography, and tectonics affecting the basin in question. Whereas deep-marine strata may be used to answer myriad of questions regarding the evolution and development of Earth systems, this dissertation narrowly targets two distinct aspects of sedimentation in deep-sea settings. The first two chapters focus on the utility of sortable silt in reconstructing bottom-current intensity linked to major shifts in climate. First, the relationship of sortable silt to flow velocity was tested under controlled conditions in a flow-through flume. This chapter investigates the correlation of sortable silt metrics across several experimental parameters, which is found here to dispute longstanding assumptions that multiple metrics must correlate to infer sediment sorting by deep currents. Additionally, the results are compared to calibrations from natural settings, where the correlation between the two datasets is remarkably similar, validating the relationship of sortable silt with current velocity in the deep ocean. Chapter two leverages sortable silt to investigate the long-term evolution of the Deep Western Boundary Current in the North Atlantic, targeting contourite drifts offshore Newfoundland to investigate the Eocene-Oligocene Transition (EOT), the most recent global greenhouse-to-icehouse transition. Results suggest that the Deep Western Boundary Current intensified gradually from 35-26 Ma, not abruptly at the EOT, and change consistent with deepening of the Greenland-Scotland Ridge and enhanced overflow of deep water into the North Atlantic. Chapter three utilizes detrital zircon U-Pb dating to characterize source-to-sink pathways and linkages during the rift-to-drift transition, in the Early Cretaceous, along the U.S. mid-Atlantic passive margin. This work shows that onshore and offshore system segments were initially disconnected, and progressively integrated over the course of ~45 Myr. Taken together, this work demonstrates a focused yet powerful example of how deep-marine sedimentary systems can be leveraged to robustly model major changes throughout Earth history. / Doctor of Philosophy / Sediments and sedimentary rocks deposited in the deep ocean house long-term signals pertaining to important Earth processes and properties. The nature of a given deposit, for example, can be the direct result of climatic conditions or tectonic development in adjacent mountainous and coastal environments. While the range of questions that can be answered using the sedimentary record is vast, this dissertation narrowly focuses on 1) how deep-ocean currents change over long periods of time, and 2) how onshore and offshore depositional environments correlate during the early phases of supercontinent break-up. To address the reconstruction of deep-ocean currents, laboratory experiments were performed to test how the sortable silt proxy – the 10-63 um fraction of a deposit – correlates with current velocity, the first controlled test of the proxy since its inception by paleoceanographers nearly three decades ago. Sortable silt is then applied to sediments of Eocene-Oligocene age, recovered from contourites offshore Newfoundland, Canada, to assess the long-term behavior of the Deep Western Boundary Current in the North Atlantic across the Eocene-Oligocene Transition (EOT). While the EOT, a major global cooling that occurred ~33.7 Ma, is well-studied with respect to Antarctica and its surrounding ocean basins, little is known about the paleoceanographic response of the North Atlantic. Grain-size records show a gradual increase in sortable silt before, during, and after the EOT, through entirety of the 9 Myr record. This trend is interpreted to reflect a long-term invigoration of the Deep Western Boundary Current in North Atlantic, likely due to progressive deepening of the Greenland-Scotland Ridge. The final chapter leverages detrital zircon U-Pb geochronology to compare sediment provenance of Early Cretaceous fluvial sandstones with coeval, distal turbidite sands. Results suggest that coastal rivers were fed by a single source terrane during the earliest Cretaceous, disconnected from the regional catchment feeding the submarine fan. By the Aptian-Albian, coastal rivers share a detrital zircon signature with turbidite strata, suggesting that rivers were progressively integrated into the sediment-routing system feeding the offshore margin.

This thesis contributes to the development of dinoflagellate cysts as indicators of past environmental change in the Northeastern Pacific coastal ocean, and investigates past variations in sea-surface temperature, salinity and primary productivity encoded in dinoflagellate cyst sedimentary records from the Santa Barbara Basin (SBB, southern California) and Effingham Inlet (Vancouver Island, British Columbia) over the last millennium. The dinoflagellate cyst records extracted from the SBB and Effingham Inlet predominantly laminated sediments and analysed at sub-decadal resolutions, constitute some of the most detailed records of cyst-producing dinoflagellate populations in the world. A two year-long sediment trap study from the SBB documents the seasonality in dinoflagellate cyst production for the first time on the Pacific coast of the United States. The study shows that dinoflagellate cyst data can be used as indicators of changes in sea-surface temperature and primary productivity associated with seasonal upwelling in the SBB. In particular, several dinoflagellate cyst taxa such as Brigantedinium spp. and Lingulodinium machaerophorum are identified as indicators of “active upwelling” (typically occurring in spring and early summer) and “relaxed upwelling” conditions (fall and early winter) at the site, respectively. Analysis of a dinoflagellate cyst record from the SBB spanning the last ~260 years at biannual resolution documents the response of cyst-producing dinoflagellates to instrumentally-measured warming during the 20th century, and reveals decadal scale variations in primary productivity at the site that are coherent with phases of the Pacific Decadal Oscillation (PDO). The cyst assemblages are dominated by cysts produced by heterotrophic dinoflagellates (in particular Brigantedinium spp.), but the turn of the 20th century is marked by an abrupt increase in concentrations of L. machaerophorum and Spiniferites ramosus, two cyst taxa of autotrophic affinity. Their increasing abundances during the 20th century are interpreted to reflect warmer conditions and possibly stronger stratification during summer and fall. The dinoflagellate cyst data suggest a warming pulse in the early 1900s and provide further evidence that persistently warmer and/or more stratified conditions were established by the late 1920s. The dinoflagellate cyst record from Effingham Inlet, spanning the last millennium, is characterized by the proportionally equal contribution of cysts produced by autotrophic and heterotrophic dinoflagellates in most samples. The cyst data indicate variations in sea-surface temperature, salinity and primary productivity that are associated with local expressions of the Medieval Climate Anomaly (from the base of the record to ~1230), the Little Ice Age (from ~1230 to ~1900) and warming during the second half of the 20th century. Both dinoflagellate cyst records reveal that since the beginning (in the SBB) and mid-20th century (in Effingham Inlet), autotrophic dinoflagellates contribute to a greater portion of the primary production in the region, whereas heterotrophic dinoflagellates, as indicators of diatom populations, decline. Variability in the dinoflagellate cyst data is coherent at both sites and suggest a reduced expression of decadal scale variability associated with the PDO during the 19th century. / Graduate / 0416 / 0427 / mbringue@uvic.ca

The Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) has a central role in the interhemispheric transport of heat and changes in its intensity are known to have profound impact on global climate. Disturbances in the AMOC are also supposedly associated with the past changes in marine productivity and oceanic uptake of atmospheric carbon dioxide, which contributed to the global climate changes that led to the termination of the last glacial cycle. Although the South Atlantic Ocean constitutes an important pathway for the return flow of the AMOC, the changing impacts of the AMOC especially in the subtropical western South Atlantic still remain elusive. In this study, high-resolution records of upper water column properties and productivity have been applied to reconstruct the evolution of oceanographic conditions in the subtropical western South Atlantic covering the last 40,000 years. The proxy records employed here are based both on faunal assemblages and on the stable oxygen isotopic composition of planktonic foraminifera from a marine sediment core collected off southern Brazilian continental margin (27°S). The main findings of the present study reveal, for the first time, enhanced primary productivity in the subtropical western South Atlantic during Heinrich Stadials along the last glacial, when the AMOC showed reduced strength. Additionally, this study reveals decreased primary productivity over the Last Glacial Maximum and the Younger Dryas, when the AMOC showed only moderate reductions. The most outstanding productivity decline is depicted after the Holocene inception, when the AMOC recovered its strength. Further, the findings of the present work also reveal that rather overall glacial-like conditions prevailed at the onset of the Holocene, before complete reinvigoration of the AMOC. Full interglacial configuration would only establish at approximately 9,000 years, when the AMOC fully recovered; although such interglacial setting would be abruptly interrupted during the Mid Holocene, accompanying a sudden reduction of the AMOC. Those findings suggest that the impact of the AMOC on the subtropical western South Atlantic would have played a critical role not only over the last glacial, but also throughout the glacial-interglacial transition and even under full interglacial conditions. The main hypothesis of this research is that the observed changes were triggered by the dynamics of the Brazil Current primarily driven by disturbances in the AMOC. / A célula de revolvimento meridional do Atlântico (AMOC) desempenha um papel central no transporte inter-hemisférico de calor e mudanças em sua intensidade têm profundo impacto sobre o clima global. Distúrbios na AMOC supostamente também estariam associados a alterações pretéritas na produtividade marinha e absorção oceânica de dióxido de carbono atmosférico, que contribuíram para mudanças no clima global e levaram à terminação do último ciclo glacial. Embora o Atlântico Sul constitua importante rota para o fluxo de retorno da AMOC, impactos de alterações na AMOC especialmente na porção subtropical do Atlântico Sudoeste ainda permanecem elusivos. Neste estudo, registros de alta resolução de propriedades da camada superior da coluna de água e de produtividade foram utilizados para reconstruir a evolução de condições oceanográficas na porção subtropical do Atlântico Sudoeste ao longo dos últimos 40,000 anos. Os indicadores empregados se baseiam na composição de assembleias faunísticas e de isótopos estáveis de oxigênio em foraminíferos planctônicos de testemunho sedimentar marinho coletado na margem continental sul do Brasil (27°S). Os principais resultados deste estudo revelam, pela primeira vez, aumento de produtividade primária na porção subtropical do Atlântico Sudoeste durante Heinrich Stadials ao longo do último glacial, quando a AMOC apresentou reduzida intensidade. Adicionalmente, o presente estudo revela diminuição de produtividade primária durante o Último Máximo Glacial e Younger Dryas, quando a AMOC apresentou apenas moderada redução. O declínio de produtividade mais proeminente é observado após o início do Holoceno, quando a AMOC recuperou sua intensidade. Os resultados do presente trabalho também revelam que, de modo geral, condições similares ao glacial prevaleceram no princípio do Holoceno, antes de completa retomada da AMOC. Plenas condições interglaciais apenas teriam se estabelecido há cerca de 9,000 anos, quando a AMOC foi completamente revigorada; embora plena configuração interglacial tenha sido abruptamente interrompida em meados do Holoceno, acompanhando repentina redução da AMOC. Estes resultados sugerem que o impacto da AMOC na porção subtropical do Atlântico Sudoeste teria desempenhado um papel crítico não apenas durante o último glacial, mas também ao longo da transição glacial-interglacial e mesmo sob plenas condições interglaciais. A principal hipótese deste estudo é de que as mudanças observadas foram ocasionadas por dinâmicas da Corrente do Brasil primariamente induzidas por distúrbios na AMOC.

The Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) has a central role in the interhemispheric transport of heat and changes in its intensity are known to have profound impact on global climate. Disturbances in the AMOC are also supposedly associated with the past changes in marine productivity and oceanic uptake of atmospheric carbon dioxide, which contributed to the global climate changes that led to the termination of the last glacial cycle. Although the South Atlantic Ocean constitutes an important pathway for the return flow of the AMOC, the changing impacts of the AMOC especially in the subtropical western South Atlantic still remain elusive. In this study, high-resolution records of upper water column properties and productivity have been applied to reconstruct the evolution of oceanographic conditions in the subtropical western South Atlantic covering the last 40,000 years. The proxy records employed here are based both on faunal assemblages and on the stable oxygen isotopic composition of planktonic foraminifera from a marine sediment core collected off southern Brazilian continental margin (27°S). The main findings of the present study reveal, for the first time, enhanced primary productivity in the subtropical western South Atlantic during Heinrich Stadials along the last glacial, when the AMOC showed reduced strength. Additionally, this study reveals decreased primary productivity over the Last Glacial Maximum and the Younger Dryas, when the AMOC showed only moderate reductions. The most outstanding productivity decline is depicted after the Holocene inception, when the AMOC recovered its strength. Further, the findings of the present work also reveal that rather overall glacial-like conditions prevailed at the onset of the Holocene, before complete reinvigoration of the AMOC. Full interglacial configuration would only establish at approximately 9,000 years, when the AMOC fully recovered; although such interglacial setting would be abruptly interrupted during the Mid Holocene, accompanying a sudden reduction of the AMOC. Those findings suggest that the impact of the AMOC on the subtropical western South Atlantic would have played a critical role not only over the last glacial, but also throughout the glacial-interglacial transition and even under full interglacial conditions. The main hypothesis of this research is that the observed changes were triggered by the dynamics of the Brazil Current primarily driven by disturbances in the AMOC. / A célula de revolvimento meridional do Atlântico (AMOC) desempenha um papel central no transporte inter-hemisférico de calor e mudanças em sua intensidade têm profundo impacto sobre o clima global. Distúrbios na AMOC supostamente também estariam associados a alterações pretéritas na produtividade marinha e absorção oceânica de dióxido de carbono atmosférico, que contribuíram para mudanças no clima global e levaram à terminação do último ciclo glacial. Embora o Atlântico Sul constitua importante rota para o fluxo de retorno da AMOC, impactos de alterações na AMOC especialmente na porção subtropical do Atlântico Sudoeste ainda permanecem elusivos. Neste estudo, registros de alta resolução de propriedades da camada superior da coluna de água e de produtividade foram utilizados para reconstruir a evolução de condições oceanográficas na porção subtropical do Atlântico Sudoeste ao longo dos últimos 40,000 anos. Os indicadores empregados se baseiam na composição de assembleias faunísticas e de isótopos estáveis de oxigênio em foraminíferos planctônicos de testemunho sedimentar marinho coletado na margem continental sul do Brasil (27°S). Os principais resultados deste estudo revelam, pela primeira vez, aumento de produtividade primária na porção subtropical do Atlântico Sudoeste durante Heinrich Stadials ao longo do último glacial, quando a AMOC apresentou reduzida intensidade. Adicionalmente, o presente estudo revela diminuição de produtividade primária durante o Último Máximo Glacial e Younger Dryas, quando a AMOC apresentou apenas moderada redução. O declínio de produtividade mais proeminente é observado após o início do Holoceno, quando a AMOC recuperou sua intensidade. Os resultados do presente trabalho também revelam que, de modo geral, condições similares ao glacial prevaleceram no princípio do Holoceno, antes de completa retomada da AMOC. Plenas condições interglaciais apenas teriam se estabelecido há cerca de 9,000 anos, quando a AMOC foi completamente revigorada; embora plena configuração interglacial tenha sido abruptamente interrompida em meados do Holoceno, acompanhando repentina redução da AMOC. Estes resultados sugerem que o impacto da AMOC na porção subtropical do Atlântico Sudoeste teria desempenhado um papel crítico não apenas durante o último glacial, mas também ao longo da transição glacial-interglacial e mesmo sob plenas condições interglaciais. A principal hipótese deste estudo é de que as mudanças observadas foram ocasionadas por dinâmicas da Corrente do Brasil primariamente induzidas por distúrbios na AMOC.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-13T15:30:02Z No. of bitstreams: 1 disserta__o_de_Mestrado_de_Rodrigo_Portilho_Ramos2006.pdf: 839579 bytes, checksum: d63e3eae7dc3dd0de942d14085db1dbc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T15:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 disserta__o_de_Mestrado_de_Rodrigo_Portilho_Ramos2006.pdf: 839579 bytes, checksum: d63e3eae7dc3dd0de942d14085db1dbc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / As freqüentes oscilações climáticas ocorridas nos últimos dois milhões de anos geraram grandes transformações na biodiversidade, na dinâmica de circulação oceânica e nas propriedades físico-químicas dos oceanos. Em estudos com abordagens paleoceanográficas e paleoclimáticas a partir de sedimentos oceânicos, é reconhecida a alta sensibilidade dos foraminíferos planctônicos às variações na temperatura da água do mar, com decorrente flutuação na diversidade e abundância relativa dos vários táxons. Por outro lado, a precipitação do CaCO3 ocorre em equilíbrio com o ambiente, possibilitando identificar variações paleoceanográficas e paleoclimáticas através da composição isotópica das carapaças de foraminíferos. Desse modo, é possível correlacionar as variações isotópicas com a freqüência dos táxons de foraminíferos planctônicos ao longo de um testemunho, permitindo inferências sobre a paleoceanografia e o paleoclima de uma região. O trabalho identificou as variações paleoceanográficas no talude da margem continental Sul brasileira através da análise da freqüência de táxons de foraminíferos planctônicos correlacionando-os com isótopos estáveis de oxigênio extraídos das carapaças de foraminíferos bentônicos, através do estudo do testemunho JPC 95, coletado em 1998, durante o cruzeiro KNORR 159-5, do Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI – EUA), no talude da Bacia de Santos (270 52,73’ S e 460 55,25’ W). Foram identificados três grandes intervalos paleoclimáticos: o último intervalo interglacial (1641cm – 920 cm) e o último glacial (911 – 20 cm) ocorridos durante o Pleistoceno, além do intervalo pós-glacial (11cm – topo), correspondente ao Holoceno; esse intervalos são também correlacionáveis, respectivamente, às Biozonas X , Y e Z, e aos Estágios Isotópicos Marinhos 5, 4/3/2 e 1. Também foram reconhecidas flutuações paleoclimáticas ao longo dos intervalos interglaciais e glaciais do Pleistoceno, as quais correspondem às subzonas X1 a X6 e Y1 a Y5. A associação microfossilifera encontrada nesses intervalos sugere influência das águas quentes da Corrente do Brasil durante o intervalo de tempo representado pelas Biozonas X e Z; e influência da Zona de Convergência Subtropical/Subantártica e/ou das águas frias da Corrente das Malvinas durante o tempo correlacionável à Biozona Y. A comparação dos resultados das associações de foraminíferos planctônicos com análises isotópicas de d18O em carapaças de foraminíferos bentônicos para os cinco metros superiores do testemunho sugerem que os ambientes bentônico e pelágico responderam diferentemente às pequenas flutuações paleoceanográficas durante a porção final do último intervalo glacial (subzonas Y3 superior, Y2 e Y1), na região estudada. O posicionamento do limite Pleistoceno / Holoceno foi confirmado por uma datação de 14C, obtida pra a amostra 16,5 cm. Taxas de sedimentação foram estimadas para os diversos intervalos reconhecidos no testemunho JPC95 / The frequent climatic oscillations during the past two million years has caused great changes in biodiversity, on ocean circulation patterns and in the physicochemical properties of seawater. Since the precipitation of CaCO3 occurs in equilibrium with the water environment, it is possible to evaluate the paleoceanography and paleoclimatic variations through the biogenic calcareous isotopic composition of marine sediment. Among others, planktic foraminifera are important paleoceanographic proxies in the ocean due to their high sensitivity to temperature variations of sea water masses. These changes are evident on diversity and relative abundance of the species, and therefore it’s possible to correlate the stable isotopic records with the changes on planktonic foraminiferal populations. The work identified the paleoceanographic variations on the south Brazilian continental margin slope using planktonic foraminifera frequency of species and stable oxygen isotopes extracted from benthic foraminifera on the core JPC-95, collected in 1998 during cruise on the R/V KNORR 159-5 from Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI,EUA), which was retrieved from the slope of Santos Basin at coordinates 270 52,73’ S and 460 55,25’ W. In this study three major paleoclimatic intervals were recognized, the last interglacial interval (base at 1641cm – 920 cm) and the last glacial interval (911cm – 20 cm), which occurred during the Pleistocene, besides the Post-glacial interval ( 11cm – 3 cm) that corresponds to the Holocene. These are similar to Biozones X, Y and Z and it was possible to further subdivide the core data into paleoclimatic fluctuations during the last interglacial and glacial intervals from the Pleistocene, which correspond to X1 to X6 and Y1 to Y5 . Further, through the use of stable oxygen isotopes it was possible to recognize the Marine Isotopic Stages 1 and 2 (MIS 1 and 2), that corresponds to post- glacial and glacial intervals. The planktonic foraminifera association suggests to the intervals represented by biozones X and Z the influence of warm water masses of Brazil current; and the influence of the subtropical/subantarctic convergence zone and/or cold water of Malvinas current during the time interval related to biozone Y. The correlation of planktonic foraminifera with d18O isotopic data from benthic foraminifera to the top 5m of the core suggest that benthic and pelagic environments responded differently to the short term paleoceanographic changes during the final portion of the last glacial at this region (upper subzone Y3, Y2 and Y1). The Pleistocene/Holocene limit was confirmed through a radiocarbon dating at sample 16,5cm. Sedimentation rates were estimated to several intervals within JPC95 core.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-26T16:37:19Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Aline Roberti da Silva.pdf: 3265958 bytes, checksum: 1613e551abbb25858a5f297c7609135f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-26T16:37:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Aline Roberti da Silva.pdf: 3265958 bytes, checksum: 1613e551abbb25858a5f297c7609135f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Para a realização deste trabalho foram analisadas amostras sedimentares superficiais coletadas por box core e van Veen e distribuídas na área adjacente entre as bacias de Campos e de Santos, em especial próximo à região de Cabo Frio. O objetivo do trabalho foi caracterizar a distribuição das espécies de foraminíferos planctônicos recentes, relacionando-a às condições oceanográficas locais, o que pode favorecer trabalhos de reconstruções paleoceanográficas. As condições oceanográficas consideradas foram profundidade da coluna de água, temperatura da superfície do mar (TSM) e salinidade. A região estudada é influenciada por duas massas de água que constituem a Corrente do Brasil, sendo a Água Tropical (AT) superficial, quente, salina e oligotrófica e a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) profunda, fria, com menor salinidade e alta produtividade. A predominância destas diferentes massas de água influencia a distribuição de determinadas espécies de foraminíferos planctônicos. Próximo a Cabo Frio ocorre o fenômeno de ressurgência costeira que favorece a subida da ACAS devido ao deslocamento da AT da região. Foram identificadas 31 espécies de foraminíferos planctônicos, mas apenas 14 delas apresentaram abundâncias relativas que contribuíram para o entendimento da influência das diferentes massas de água. Houve dominância da espécie Globigerinoides ruber, seguida de Globigerinita glutinata, Globoturborotalia rubescens e Globigerina bulloides. G. ruber e G. rubescens são características de águas quentes e oligotróficas o que as tornariam representantes da AT na região e G. glutinata e G. bulloides, de águas frias e ricas em nutrientes, sendo representantes da ACAS. Destas, apenas G. ruber foi encontrada mais abundantemente longe da costa e da região de ressurgência. A profundidade e a TSM se correlacionaram com o aumento da densidade de indivíduos e da riqueza de espécies e foram os fatores que mais influenciaram a distribuição de foraminíferos planctônicos. A análise de agrupamento separou as amostras em dois grupos, um próximo à costa e, consequentemente, à região de ressurgência, que apresentou maior contribuição de espécies correlacionadas à ACAS e menor contribuição de espécies de águas quentes, e o outro, em maiores profundidades e mais afastado da região de influência da ressurgência, que apresentou maior contribuição de espécies características da AT e menor contribuição de espécies de águas frias. Assim, a distribuição espacial de foraminíferos planctônicos identificada neste trabalho se apresentou significativamente relacionada às condições oceanográficas determinadas pela influência das massas de água. / In this work, we analyzed superficial sedimentary samples collected by box core and van Veen and distributed in the adjacent area between Campos and Santos basins, especially near Cabo Frio region. The objective was to characterize the distribution of recent planktonic foraminifera species, relating them to local oceanographic conditions, which can help paleoceanographic reconstructions works. The oceanographic conditions considered were water depth, sea surface temperature (SST) and salinity. The study area is influenced by two water masses forming the Brazil Current, which are the Tropical Water (TW), superficial, warm, saline and oligotrophic water, and the South Atlantic Central Water (SACW), which is deep, cold, with low salinity and high productivity. The predominance of these different water masses influences the distribution of certain planktonic foraminifera species. Near Cabo Frio region occurs a coastal upwelling phenomenon that favors the rise of SACW with the TW displacement. We identified 31 planktonic foraminifera species, but only 14 of them had a relative abundance that contributed to understand the influence of the different water masses. There was dominance of Globigerinoides ruber species, followed by Globigerinita glutinata, Globoturborotalia rubescens and Globigerina bulloides. G. ruber and G. rubescens are oligotrophic warm waters characteristic species that make them representatives of TW in the region and G. glutinata and G. bulloides, that are cold and rich in nutrients waters characteristic species, being representatives of SACW. Between these species, only G. ruber was found more abundantly distant from the coast and the upwelling region. Water depth and SST were correlated with planktonic foraminifera density and species richness and were the principal factors affecting the species distribution. Cluster analysis separated the samples into two groups, one of them near the coast and, consequently, the upwelling region, with higher contribution of species correlated with SACW and lower contribution of warm water species, and the other one occurring in deeper waters and further of the upwelling influence region that had higher contribution of TW characteristic species and lower contribution from cold water species. Therefore, the spatial distribution of planktonic foraminifera identified in this work was significantly related to oceanographic conditions determined by the influence of water masses.