Orientador : Prof. Dr. Sandro Froehner / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 06/10/2014 / Inclui referências / Resumo: Este estudo apresenta uma avaliação do potencial de biomarcadores na construção de
cenários passados. Registros de mudanças ambientais ocorridas em duas áreas de
estudo distintas foram obtidos a partir do uso de biomarcadores de mudanças
antropogênicas e climáticas em sedimentos datados.Mudanças ambientais ocorridas a
mil anos atrás foram estudadas na bacia do Lago Ohrid (Sudoeste da Macedônia),
enquanto alterações mais recentes, nos últimos 400 anos, foram avaliadas na região
norte de Curitiba e Almirante Tamandaré (Sul do Brasil). O ultimo milênio corresponde
ao final do Holoceno, no qual ocorreram importantes eventos climáticos da história do
planeta, tais como a Era Negra, Período Medieval Quente (PMQ), Pequena Idade do
Gelo (PIG) e a Idade Moderna. No Lago Ohrid, alterações na quantidade e
composição da matéria orgânica no sedimento foram observadas. A distribuição de
lipídios mostrou uma substituição de fontes de matéria orgânica de plantas por solo e
consequente aumento da produtividade no lago. Esta alteração se deve ao aumento
do desmatamento na área devido a eventos históricos tais como a fundação do
Monastério Saint Naum e a elevação da cidade de Ohrid a capital do Império Búlgaro.
Associado a influência humana na região está o aumento das chuvas, característico
da transição da Era Negra (frio e seco) para o PMQ (quente e úmido). Outro cenário
foi observado no sul do Brasil, com mudanças mais recentes, referentes a transição da
PIG para a Idade Moderna. Evidências de alterações na vegetação, clima e
composição atmosférica foram discutidas e de maneira geral, três estágios foram
observados: 1600-1730, mais quente e seco, predomínio de plantas herbáceas sobre
lenhosas, 1730-1800, mais frio e seco, predomínio de plantas lenhosas e 1800-
presente, final da PIG, mais quente e úmido. Do ponto de vista atmosférico, alterações
nos níveis de CO2 parecem ter ocorrido nos últimos 400 anos. Com base na razão
isotópica de plantas, dois aumentos significativos foram observados entre 1600-1880 e
1930-2012. Fontes de CO2 com influência global seriam as principais responsáveis
pelo primeiro aumento, enquanto fontes regionais parecem ser predominantes no
segundo. Dentre as fontes em nível global, o vulcanismo pode ter contribuído para a
mudança na composição atmosférica, principalmente entre 1600 e 1880, uma vez que
alterações no pH do solo são evidentes. No período mais recente, o aumento do CO2
atmosférico foi atribuído a fontes antropogênicas, tais como queima de biomassa e
combustíveis fosseis. O impacto antrópico na região foi avaliado através da
distribuição de hidrocarbonetos poliaromáticos, cujas fontes indicaram a evolução das
atividades humanas na região nos últimos 150 anos, de forma a complementar o
entendimento da mudança na composição atmosférica. De maneira geral, o presente
estudo contribui para a elucidação das alterações ambientais ocorridas em períodos
significativos da história, em regiões onde informações desta natureza são escassas.
Em tempos de discussão sobre mudanças climáticas, o entendimento de eventos do
passado, que podem vir a se repetir em um ciclo, e dos reais efeitos da ação do
homem no planeta, contribuem para a construção de cenários e previsões futuras.
Palavras-chave: Variações Climáticas, Impacto Antrópico, Biomarcadores, Holoceno / Abstract: This study presents an assessment of the potential of biomarkers in the construction of
past scenarios. Records of environmental changes in two distinct areas of study were
obtained from the use of biomarkers from anthropogenic and climate changes in dated
sediment cores. Changes that occurred between 840 to 1330 were studied in Lake
Ohrid watershed (Southwest Macedonia), while more recent changes, in the last 400
years, were evaluated in the northern region of Curitiba and Almirante Tamandaré
(Southern Brazil). The last millennium corresponds to the late Holocene climate in
which important events in the history of the planet, such as the Dark Age, Medieval
Warm Period-MWP, Little Ice Age-LIA, and the Modern Age occurred. In Lake Ohrid,
changes in the amount and composition of organic matter inputted in the sediment
were observed. The distribution of lipids showed a replacing of organic matter sources
from plants by soil and a consequent increase in productivity in the lake. This change is
related to increased deforestation in the area due to historical events, such as the
foundation of the Saint Naum monastery and the elevation of Ohrid City to the capital
of the Bulgarian Empire. Associated with human influence in the region is increased
rainfall, characteristic of the transition from the Dark Age (colder and dry) for the MWP
(warmer and humid). Another scenario was observed in southern Brazil, with more
recent changes regarding the transition from LIA to the Modern Time. Evidence of
changes in vegetation, climate and atmospheric composition were discussed, and in
general, three periods were observed: 1600-1730, warmer and dry, predominance of
herbaceous over woody plants; 1730-1800, colder and dry, predominance of woody
plants and 1800-nowadays, the end of LIA, warmer and more humid. From the
atmospheric compartment, changes in CO2 levels appear to have occurred in the last
400 years. Based on the isotopic ratios from plant sources, two significant increases
were observed between 1600-1880 and 1930-2012. Sources of CO2 with global
influence would be primarily responsible for the initial increase, while regional sources
seem to be predominant in the second. Among the global sources, volcanism may
have contributed to the change in atmospheric composition, especially between 1600
and 1880, since changes in soil pH were evident. More recently, the rise of
atmospheric CO2 has been attributed to anthropogenic sources such as biomass and
fossil fuels burning. The anthropogenic impact on the region was assessed through the
distribution of polyaromatic hydrocarbons, whose sources have indicated the evolution
of human activities in the region over the past 150 years, complementing the
understanding of changes in atmospheric composition. Overall, this study contributes
to the elucidation of environmental changes in significant periods of history, in regions
where information of this approach are scarce. In times of strong discussion about
climate change, the understanding of past events that may be repeated in a cycle and
the real effects of human actions on the planet contribute to the construction of future
scenarios and forecasts.
Keywords: Climate Changes, Anthropogenic Impact, Biomarkers, Holocene
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/36785 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Machado, Karina Scurupa |
| Contributors | Froehner, Sandro Jose, Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Inglês |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 137f. : il. algumas color., grafs., tabs., maps., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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