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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.44.2016.tde-17062016-094820
Document
Auteur
Nom complet
Eline Alves de Souza Barreto
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2016
Directeur
Jury
Cruz Júnior, Francisco William da (Président)
Auler, Augusto Sarreiro
Dias, Pedro Leite da Silva
Karmann, Ivo
Millo, Christian
Titre en portugais
Reconstituição da paleoprecipitação no sul do Nordeste Brasileiro durante os dois últimos ciclos glaciais a partir da aplicação de registros isotópicos de oxigênio de estalagmites da Chapada Diamantina, Bahia.
Mots-clés en portugais
Bahia
Estalagmites
Glaciações
Paleoprecipitação
Quaternário
Registros isotópicos de oxigênio
sul do Nordeste brasileiro
Resumé en portugais
Registros isotópicos de oxigênio obtidos em alta resolução das estalagmites CL2 e MAG das cavernas Calixto e Marota, região da Chapada Diamantina (CD) (12ºS), Estado da Bahia, sul do Nordeste brasileiro (sNEB), permitiram reconstituir as mudanças passadas da precipitação entre 165-128 e 59-39 mil anos A.P. Para a reconstituição paleoclimática considerou-se resultados de um estudo de calibração realizado em duas cavernas da CD o qual demonstrou uma relação entre composição isotópica da água meteórica e de gotejamento e sugeriu um ambiente adequado para a deposição do espeleotema em condições equilíbrio e/ou próximas com a água de gotejamento. A interpretação da paleoprecipitação através dos registros isotópicos ''delta' POT.18'O das estalagmites também foi baseada na relação entre composição isotópica da água da precipitação e a quantidade de chuva obtidos em estações da IAEA-GNIP no Brasil e de simulações das variações do ''delta' POT.18'O da chuva através do modelo climático ECHAM-4. Esses dados indicaram o efeito quantidade (amount effect) como fator preponderante de controle isotópico da água da chuva que formam os espeleotemas na CD, significando que a diminuição dos valores de ''delta' POT.18'O está associada ao aumento do volume de chuvas e vice-versa. Os registros de ''delta' POT.18'O dos espeleotemas permitiram reconstituir a variação da paleoprecipitação na escala orbital e milenar durante o penúltimo glacial bem como correlacionar mudanças na paleoprecipitação no sNEB com eventos milenares registrados na Groelândia no último glacial. Os registros da CD indicaram um aumento (diminuição) da paleoprecipitação na Bahia relacionado a diminuição (aumento) da insolação austral de verão a 10ºS durante o penúltimo glacial, similar ao observado no último ciclo precessional. Na escala orbital os registros da CD estiveram em antifase com os paleoindicadores isotópicos do Sudeste brasileiro e em fase com os valores de''delta' POT.18'O dos espeleotemas do leste da China. Esse padrão de precipitação é similar ao observado na última glaciação e sugere que a variação na insolação de verão afetou as monções sul-americanas (MSA) promovendo mudanças na precipitação no sNEB no penúltimo glacial. Condições áridas no sNEB durante o aumento da insolação de verão estariam provavelmente associadas ao aprofundamento da subsidência de ar provocado pelo fortalecimento da circulação leste-oeste da MSA devido ao aumento das atividades convectivas na Amazônia o que teria, favorecido um posicionamento mais a sul da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). O oposto também ocorreria durante as fases de baixa insolação de verão quando a MSA estaria provavelmente mais desintensificada. Durante o penúltimo glacial (Terminação Glacial II) abruptas oscilações nos registros da CD para valores mais baixos de ''delta' POT.18'O indicaram um profundo aumento da precipitação coincidente com o evento Heinrich (H11). Nesse período a paleoprecipitação no sNEB esteve correlacionada negativamente com as mudanças climáticas na China e no oeste amazônico (Peru) e positivamente com o Sudeste brasileiro. Interpretou-se que as anomalias positivas da precipitação no sNEB podem ter estado relacionadas ao deslocamento para sul da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) bem como com a intensificação da MSA e ZCAS nesse período. Finalmente, oscilações isotópicas abruptas para valores mais altos observadas durante o estágio marinho isotópico 3 coincidentes com os eventos quentes registrados na Groelândia, denominados de eventos Dansgaard-Oeschger (DO), foram interpretados como a ocorrência de eventos muito secos no sNEB. Essas variações da precipitação na escala milenar, que estão em fase com os registros no Peru, podem ter estado relacionadas ao deslocamento para norte da ZCIT o que teria promovido uma profunda desintensificação da MSA.
Titre en anglais
Paleoprecipitation reconstruction in Southern Northeast Brazil during the two last glaciation cycles based on the application of oxygen isotopic records of stalagmites from Chapada Diamantina, Bahia
Mots-clés en anglais
Bahia
Glaciations
Isotopic oxygen
Paleoprecipitation
Quaternary
Records
Southern Northeast Brazeil
Speleothems
Resumé en anglais
High-resolution oxygen isotopic records of CL2 and MAG stalagmites of Calixto and Marota caves, Chapada Diamantina (CD) region (12ºS), Bahia State, southern Northeast Brazil (sNEB), allowed to reconstruct the past changes in precipitation between approximately 165-128 and 59-39 kyr B.P. The paleoclimatic reconstruction takes into account results from a calibration study performed in two caves in the CD region that showed a relationship between isotope signature in precipitation and cave drip water and suggested adequate environmental conditions for speleothem deposition in isotopic equilibrium with drip water. The interpretation of the speleothem ''delta' POT.18'O records was also based on the relationship between isotope composition of precipitation and rainfall amount from IAEA-GNIP stations in Brazil and also results from the climate model ECHAM-4. These data indicate the "amount effect" as the dominant isotope fractionation factor controlling the ''delta' POT.18'O variations in meteoric water forming speleothems, meaning that the decrease in the ''delta' POT.18'O values is associated with an increase in rainfall amount. Speleothem ''delta' POT.18'O records allow reconstructing the variation of paleoprecipitation on orbital and millennial time-scales during the penultimate glacial as well to correlate paleoprecipitation changes in sNEB with millennial Greenland events during the last glaciation. The CD records indicate an increase (decrease) of paleoprecipitation over Bahia related to the decrease (increase) of austral summer precipitation (ASI) at 10ºS during the penultimate glacial, similar to observed in the last precession cycle. On orbital time-scale, the CD records were in antiphasing with isotopic records from southern Brazil and in phase with ''delta' POT.18'O speleothem values from eastern China. This pattern of precipitation is similar to observed in the last glaciation and suggest that variation in ASI affected the South American Monsoon System (SAMS) promoting changes in precipitation over sNEB in the penultimate glacial. Arid conditions in sNEB during the higher incoming of ASI are probably linked to increased east-west upper-level subsidence into the region induced by stronger convection in the monsoon core keeping a position of South America Convergence Zone (SACZ) southward. The opposite also may occur during periods of low summer insolation in SH when the SASM was probably weaker. During the penultimate deglacial period (called Termination II) abrupt oscillations of CD records to lower values of ''delta' POT.18'O indicate a profound increase of precipitation coinciding with "Heinrich Stadial 11" (H11). Our interpretations are negatively correlated with precipitation changes observed in China and in western Amazon (Peru) and are positively correlated with southern Brazil. The positive anomalies of precipitation over sNEB would be associated with the displacement southward of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) as well with the intensification of the SASM and SACZ. Finally, abrupt isotopic oscillations to higher values observed during the marine isotope stage 3 that coincided with warm episodes in Greenland, called Dansgaard-Oeschger events (DO), were interpreted as the occurrence of drier conditions in sNEB. These precipitation changes on millennial time-scale, that is in phase with the observed in Peru, could be related to the displacement of ITCZ northward which promoting a profound desintensification of SAMS.
 
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Date de Publication
2016-06-17
 
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