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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.21.2019.tde-01022019-152118
Document
Author
Full name
Paulo Alves de Lima Ferreira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Figueira, Rubens Cesar Lopes (President)
Madi Filho, Tufic
Mahiques, Michel Michaelovitch de
Martins, César de Castro
Title in Portuguese
Métodos de estudo de variáveis e processos de dinâmica sedimentar marinha com radionuclídeos naturais e artificiais
Keywords in Portuguese
137Cs
210Pb
230Th
Atlântico Sul
espectrometria gama
sedimento
Abstract in Portuguese
A onipresença dos radionuclídeos naturais e artificiais nas diversas matrizes ambientais é passível de ser aproveitada como ferramenta em estudos de dinâmica sedimentar marinha, pois estes nuclídeos registram processos em escalas espaciais e temporais de acordo com seus níveis e distribuição espacial e vertical em sedimentos. Dentro deste contexto, este trabalho demonstrou o uso de radionuclídeos naturais (210Pb, 226Ra, 230,232Th, 234,238U) e artificiais (137Cs) em estudos de dinâmica sedimentar marinha com a espectrometria gama como única técnica analítica, através da apresentação de um conjunto de métodos de aplicação de radionuclídeos, modelos matemáticos e de interpretação de seus resultados. A primeira aplicação descrita foi uma avaliação quantitativa da sedimentação no Sistema Santos-São Vicente, que permitiu um estudo das variações espaciais e ao longo do tempo na sedimentação deste sistema costeiro. Outra aplicação foi o uso da ocorrência e distribuição espacial de 137Cs como uma ferramenta estratigráfica em sistemas costeiros do Oceano Atlântico Sul, com um modelo matemático cujos resultados indicaram um padrão latitudinal nos níveis de atividade deste nuclídeo consistente com observações de sua deposição atmosférica reportadas pela literatura internacional. Finalmente, um modelo de sedimentação e idade baseado nas relações entre isótopos de Th e U (validado com resultados de isótopos estáveis de oxigênio e bio/magnetoestratigrafia) foi empregado para estimar taxas de sedimentação e idades em testemunhos quaternários de duas margens continentais passivas (oeste do Oceano Atlântico Sul e Mar do Sul da China). Com os resultados deste modelo, observou-se períodos de aumento nos níveis de 230Th que podem sugerir a influência de fatores como variações na taxa de deposição de 230Th e ciclos orbitais de Milankovitch.
Title in English
Methods of study of variables and processes of marine sedimentary dynamics with natural and artificial radionuclides
Keywords in English
137Cs
210Pb
230Th
gamma spectrometry
sediment
South Atlantic
Abstract in English
The occurrence of natural and artificial radionuclides in the environment can be used as a tool for studies of marine sedimentary dynamics, as these nuclides record environmental processes at both spatial and temporal scales. Within this context, this work aimed at demonstrating the use of natural (210Pb, 226Ra, 230,232Th, 234,238U) and artificial (137Cs) radionuclides in studies of sedimentary dynamics with gamma spectrometry as sole analytical technique. This was done through the application of several mathematical models and methods of radionuclides' data interpretation. The first application was a quantitative assessment of sedimentation in the Santos-São Vicente coastal system, studying its spatial variations during the last century. Another application was the use of the occurrence and spatial distribution of 137Cs as a stratigraphical tool for age studies in coastal systems of the South Atlantic Ocean. With the results of a mathematical model it was possible to infer values of radionuclide deposition that showed a latitudinal pattern in the levels of this element, consistent with international reports of fallout atmospheric deposition. Finally, a model of sedimentation and age determination based on the relationships between Th and U isotopes was used to estimate sedimentation rates in Quaternary cores from two passive continental margins (South Atlantic western margin and South China Sea margin). The model was validated by statistical comparison with data of stable oxygen isotopes and bio/magnetostratigraphy. The results of this model showed periods with an increase on the 230Th excess activity that could be related to variations on Th deposition rate and the influence of Milankovitch orbital cycles on Th and U deposition.
 
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Publishing Date
2019-02-04
 
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