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Tracking abrupt climatic events during the last 40 kyr in SW Iberia (Gulf of Cadiz)
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Tendo em conta a importância das alterações climáticas nos dias de hoje, diversos estudos têm
sido realizados de modo a melhor compreender os seus impactos sobre os ecossistemas e a
população humana. Tendo as alterações climáticas um caracter cíclico, o registo das mesmas em
material geológico é esperado, facultando uma excelente fonte de dados com os quais é possível
recolher informação importante que permitem uma visão para o passado. Deste modo, o estudo
da evolução climática do passado (paleoclima), permite realizar uma comparação entre o
passado e o presente para uma melhor compreensão dos fenómenos climáticos actuais e uma
eventual previsão dos seus impactos no futuro.
Os dados para o presente estudo foram obtidos num core sedimentar - PC06 (Lat: 36.05 N; long:
8.87 W ) com aproximadamente 350 cm, recolhido através do método piston core na base do
Banco de Portimão a 3000 m abaixo do nível médio das águas do mar. Tendo em conta a sua
localização, o Banco de Portimão apresenta uma morfologia simples mas de complexa
formação, que consiste na sua grande maioria em complexos movimentos tectónicos e
sedimentação oriunda de diferentes origens, nomeadamente, do Oceano Atlântico, Mar
Mediterrânico, Península Ibérica e do norte do continente Africano, como as quatro as origens
mais plausíveis do sedimento depositado no Banco de Portimão.
O presente trabalho consiste em um estudo multidisciplinar de sedimentologia, geoquímica,
magnetismo ambiental e geocronologia, com o objectivo de identificar os principais eventos
climáticos abruptos ocorridos nos últimos 40 mil anos. Esta janela temporal inicia na transição
entre o Pleistocénico superior e o Holocénico e termina nos dias de hoje.
O estudo magnético assentou na determinação de vários parâmetros magnéticos realizados em
163 amostras cúbicas com 2 cm de aresta, recolhidas a cada 2 cm da coluna sedimentar
amostrada. Tais parâmetros magnéticos tiveram como objectivo a determinação das principais
fases magnéticas, a sua concentração e estado granulométrico, parâmetros físicos estes. As
medidas foram realizadas com recurso a equipamentos existentes no Laboratórios de
Paleomagnetismo do Instituto Dom Luiz (Laboratório Associado), em concreto: magnetómetro
JR-6 Sipnner (AGICO), desmagnetizador por Campos Alternos LDA AF (AGICO) e indutor de
pulsos magnéticos ASC Impulse Magnetizer e susceptibilímetro MFK1 (AGICO). Tais análises
permitiram a determinação da susceptibilidade magnética por unidade de massa (χm) e a sua
dependência da frequência (χFD) avaliada para campos fracos com frequências de 1 e 16 kHz,
magnetização remanescente natural (MRN), Magnetização remanescente anhisteretic (MRA),
Magnetização remanescente isotérmica (MRI) adquirida a 1200 mT (considerada como
Magnetização remanescente isotérmica de saturação MRIS) seguida da aplicação de campos
magnéticos no sentido inverso de 100 mT e 300 mT. Com base nestas medidas foi também
possível a determinação de vários rácios, em concreto MRA/MRI, Rácio-S, Rácio-H e Rácio-L.
No que diz respeito à determinação dos elementos químicos e sua concentração a coluna
sedimentar foi submetida ao longo de todo o seu comprimento a uma análise por fluorescência
geoquímica de raios X, conduzida com um scanner de núcleo Avaatech XRF, uma metodologia
não destrutiva que permite a determinação da composição química de sedimentos de fundo
marinho. Medições da quantidade de cada elemento químico foram realizadas em cada
centímetro. Com um processo de desconvolução assistido por computador, sendo o espectro de
potência individual transformado em conteúdos relativos. Para um melhor aprofundamento dos
dados químicos foram também calculados alguns rácios, previamente conhecidos como indicadores de actividade biológica ou de deposição sedimentológica especifica (deposição
eólica ou glaciar são alguns dos exemplos).
As análises supracitadas foram complementadas por análises sedimentológicas realizadas a
aproximadamente cada 5 cm da coluna sedimentar, permitindo a caracterização da
granulometria, do tipo textural e dos respectivos parâmetros estatísticos. As análises
granulométricas foram realizadas com instrumento laser Beckman Coulter LS, as percentagens
dos tipos texturais e os parâmetros estatísticos foram calculados utilizando o software
GRADISTAT. O sedimento foi então classificado como areia, silte e argila, o teor de carbonato
foi calculado através de um calcímetro Eijkelkamp pelo método Scheibler.
Por último, a avaliação da idade dos sedimentos foi efetuada através de análises de
espectrometria de massa de acelerador 14C de radiocarbono para cinco amostras recolhidas a
diferentes profundidades no Laboratório de Radiocarbono de Poznań. A calibração foi realizada
por um programa Calib REV 7.0.4 e com o conjunto de dados marinhos globais, tendo sido
utilizados intervalos de confiança de 95,4%, as áreas relativas sob a curva de probabilidade e a
probabilidade mediana da distribuição de probabilidade para o processo de calibração. Com este
estudo multidisciplinar foi possibilitada uma compreensão pormenorizada da história e evolução
sedimentológica dos sedimentos depositados em redor do Banco de Portimão.
A comparação dos vários dados independentes foi possível identificar dois tipos de
variabilidades: uma resultante de variações a longo termo e outras rápidas e abruptas. Nas
variações a longo termo, foram identificados três intervalos principais, SU1 entre a base e 172
cm, SU2 entre 172 e 108 cm, e SU3 entre 108 e o topo da coluna sedimentar, os quais
correspondem a um período glaciar, ao Último Máximo Glacial (UMG) e o período interglacial,
respetivamente. Nas variações abruptas, foram detetados eventos de menor duração temporal,
tais como, : i) ciclos de Dansgaard-Oeschger (D-O) caracterizados por oscilações importantes
dos parâmetros magnéticos e químicos de grande amplitude e alta frequência; ii) os últimos
Eventos de Heinrich (EH4, EH3, EH2 e EH1) caracterizados por aumentos dos parâmetros
magnéticos sensíveis à concentração de minerais ferromagnéticos como resultado do aumento
da concentração de elementos terrígenos (Fe, K, entre outros) e granulometria magnética mais
grosseira, evidenciando uma sedimentação tipicamente resultante da deposição de detritos
transportados por icebergs (DTI). Associada a esta variação dos parâmetros magnéticos,
verifica-se uma diminuição da concentração de elementos químicos associados à actividade
biológica, tais como Ca. De assinalar que a presença de DTI a estas baixas latitudes (36º) e no
Golfo de Cádiz nunca antes tinha sido reportada, ou seja, a possível presença de icebergs a
latitudes mais baixas que o esperado; iii) O UMG é caracterizado por uma estabilidade
assinalável dos valores associados aos parâmetros magnéticos e químicos, sem variações
assinaláveis, ou seja, período de muito baixas temperaturas, mas estável. Para o segmento
superior da coluna sedimentar, SU3, são observadas variações significativas dos parâmetros
magnéticos e químicos, os quais estão de acordo com variações climáticas significativas que
acompanharam a transição Pleistocénico superior – Holocénico acompanhado da subida do
nível médio das águas; iv) os rácios magnéticos Rácio-H e Rácio-L, indicam que as fases
magnéticas de alta coercividade, tais como a hematite, encontradas para o intervalo SU1 são
distintas das encontradas para SU2 e SU3. Tais resultados sugerem distintas fontes como
principais contribuidores destes minerais de origem terrígena no período aqui avaliado. Poeiras
do Sahara, deposição de contournitos do Mediterrâneo na bacia oceânica do Algarve durante
períodos frios, são algumas das fontes possíveis. Contudo, tais resultados são ainda
preliminares, carecendo de estudos suplementares que visem a sua confirmação.
A importância deste estudo multidisciplinar, não fornece apenas uma compreensão aprofundada
do paleoclima da região, mas também uma visão aprimorada da história sedimentar em torno do
Banco de Portimão. Ao longo da coluna sedimentar, muitos dos eventos climáticos mencionados neste trabalho foram facilmente identificados, no entanto eventos como Oldest
Dryas e Bølling-Allerød (BA) não foram identificados com um grau de certeza suficiente para
confirmar a presença dos mesmos. Anomalias não identificadas foram observadas ao longo do
core de forma muito consistente por parâmetros magnéticos e químicos, dando assim robustez
aos resultados obtidos como evidências de variações climáticas associadas ao tipo de
mineralogia depositada. A falha de identificação de eventos e interpretação de anomalias que
poderão indicar eventos não identificados na região, salienta a importância da continuidade de
estudos complementares no futuro.
This work consists in a multidisciplinary study of sedimentology, geochemistry, magnetism, and geochronology to detect the impact of the climatic vulnerability on the region from the last 40 kyr on the southern of the Portimão Bank (offshore of SW, Gulf of Cadiz). It was also explored possible main sources of the studied sediment, such as: The magnetic peaks are associated with a possible presence of icebergs in this region; The magnetic peaks are reflecting the intensification of the MOW; The magnetic peaks are associated with intensified northward Saharan dust aeolian input. Three main sedimentary intervals were identified, from which several abrupt events were identified such as the Heinrich events (HE), Bølling-Allerød (BA) and the Younger Dryas (YD) as well as the Last Glacial Maximum (LGM). This multidisciplinary studied provides a better understanding of the paleoclimate of the region and a better knowledge of the sedimentary history of Portimão Bank.
This work consists in a multidisciplinary study of sedimentology, geochemistry, magnetism, and geochronology to detect the impact of the climatic vulnerability on the region from the last 40 kyr on the southern of the Portimão Bank (offshore of SW, Gulf of Cadiz). It was also explored possible main sources of the studied sediment, such as: The magnetic peaks are associated with a possible presence of icebergs in this region; The magnetic peaks are reflecting the intensification of the MOW; The magnetic peaks are associated with intensified northward Saharan dust aeolian input. Three main sedimentary intervals were identified, from which several abrupt events were identified such as the Heinrich events (HE), Bølling-Allerød (BA) and the Younger Dryas (YD) as well as the Last Glacial Maximum (LGM). This multidisciplinary studied provides a better understanding of the paleoclimate of the region and a better knowledge of the sedimentary history of Portimão Bank.
Descrição
Tese de Mestrado, Ciências Geofísicas (Geofísica Interna), 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
Palavras-chave
Banco de Portimão Golfo de Cádiz Último Máximo Glacial (LGM) Younger Dryas (YD) Eventos de Heinrich (HE) Teses de mestrado - 2024