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Tese de Livre Docencia
DOI
10.11606/T.44.2017.tde-15022017-091311
Documento
Autor
Nome completo
Ivo Karmann
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2016
Banca examinadora
Sigolo, Joel Barbujiani (Presidente)
Boggiani, Paulo Cesar
Bonotto, Daniel Marcos
Kiang, Chang Hung
Pessenda, Luiz Carlos Ruiz
Título em português
Carste e cavernas no Brasil: distribuição, dinâmica atual e registros sedimentares, breve histórico e análise crítica das pesquisas realizadas no âmbito do IGc USP
Palavras-chave em português
Brasil
Cavernas
Registros sedimentares no carste
Sistema cárstico
Resumo em português
Apresenta-se a discussão e análise crítica de um conjunto representativo dos resultados e das atividades de pesquisa referentes à carreira científica e docente do candidato ao Concurso de Livre Docência junto ao Departamento de Geologia Sedimentar e Ambiental do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo. A trajetória de pesquisa do candidato no período de 1994 a 2016 teve como meta geral a implantação e desenvolvimento da linha de pesquisa em geologia de sistemas cársticos junto à graduação e pós-graduação deste Instituto. Considerando o caráter sistêmico, a pesquisa foi planejada e compartimentada de acordo com os subsistemas que compõem o carste, ou seja: o sistema geomórfico (inclui o espeleológico), o geoquímico, o hidrológico e o sedimentológico. Seguindo estes principais temas que compõem as questões científicas do sistema cárstico, os trabalhos iniciaram-se com o estudo da geomorfologia de terrenos cársticos em áreas representativas das principais unidades de rochas carbonáticas e em ambientes tectônicos distintos: as rochas carbonáticas do Grupo Acunguí, com evolução geomórfica fortemente condicionada pela tectônica cenozóica da serra do mar, em contraste com as rochas carbonáticas do Grupo Una, no ambiente tectônico do Cráton do São Francisco, e ainda, um ambiente de transição entre os anteriores, as rochas carbonáticas da Serra da Bodoquena. Obtiveram-se assim os diferentes padrões de relevo cárstico, característicos de cada unidade geológica. As pesquisas do relevo foram integradas ao estudo da ocorrência e desenvolvimento de sistemas de cavernas devido ao condicionamento do relevo pela drenagem subterrânea na maioria dos terrenos cársticos. O sistema químico relativo ao carste foi abordado visando a obtenção de parâmetros quantitativos de taxas de erosão química em bacias de rochas carbonáticas, assim como, dos controles geoquímicos e ambientais, principalmente dos isótopos estáveis do O e C e elementos menores, Mg e Sr, da percolação vadosa em sistemas cársticos e seus depósitos associados de carbonato de cálcio secundário em cavernas. Relações entre origem da umidade e efeitos de quantidade de chuva foram avaliadas em relação ao efeito sobre o δ18O e δ13C de depósitos químicos em cavernas. Estas relações foram utilizadas para calibrar interpretações paleoclimáticas em estalagmites do Brasil, as quais representam atualmente os registros continentais contínuos mais antigos de paleopluviosidade da América do Sul (últimos 120 mil anos). Os resultados obtidos consolidaram a linha de pesquisa, conforme é documentado com publicações anexadas. Os sedimentos clásticos preservados nas cavernas da Chapada Diamantina, BA, revelaram um registro que atinge cerca de 2 milhões de anos de agradação fluvial subterrânea associada à variações do nível de base em ambiente de taxa de erosão baixa (estimada em 2m/milhão de anos). São discutidos ainda exemplos de integração de pesquisas multidisciplinares, como a geocronologia da megafauna pleistocênica e sua possível associação com humanos, a partir dos estudos de sedimentos clásticos em cavernas do Vale do Ribeira, e a hidrologia de sistemas cársticos, com determinação de parâmetros hidrodinâmicos a partir de hidrogramas de nascentes cársticas.
Título em inglês
not available
Palavras-chave em inglês
not available
Resumo em inglês
We present a critical discussion and analysis of a representative set of results and research activities related to the scientific and teaching career of the candidate for the Habilitation Contest (as Associate Professor) within the Department of Sedimentary and Environmental Geology of the Geosciences Institute of the University of São Paulo. The candidate's research trajectory in the period 1994-2016 had as a general goal the implementation and development of the research line in karst geology in undergraduate and graduate programs of the Institute. Given the systemic nature of karst, the research was planned and compartmentalized according to the subsystems that make up the karst, ie the geomorphic, geochemical, hydrological (including the Speleological) and sedimentological systems. Following these major themes that make up the scientific issues of the karst system, the work began with the study of the geomorphology of karst terrains in representative areas of the main units of carbonate rocks and in different tectonic environments. Therefore, the carbonate rocks of the Acungui Group, with a geomorphic evolution strongly conditioned by the Cenozoic up lift tectonics of the Serra do Mar, in contrast to the carbonate rocks of the Una Group, in a tectonic setting of the São Francisco craton (very slow uplift) were studied, as well as, a transitional environment between the previous ones, the carbonate rocks of the serra da Bodoquena have been investigated, resulting in different patterns of karst topography according to the geologic unit. The incidence of surface topographic features was related to underground drainage and cave systems, represented in karst maps. The chemical system was approached in order to obtain quantitative parameters of chemical denudation rates of carbonate rock basins, as well as, the geochemical and environmental controls, especially of stable isotopes of O and C and minor elements ( Mg and Sr), of the vadose percolation system and the associated secondary deposits of calcium carbonate in caves. Relations between source of moisture and rainfall effects were evaluated for the effect on the δ18O and δ13C of chemical deposits in caves. These relationships were used to calibrate paleoclimatic interpretations based on stalagmites from Brazil, which currently represent the oldest continuous records of paleopluviosity in South America (last 120,000 years). These results consolidated the research line, as exemplified with attached publications. The siliciclastic sediments preserved in caves of the Chapada Diamantina, BA, revealed a record that reaches about 2 million years of underground river aggradation (using the 26Al/10Be burial dating method) associated with changes in the base-level and environment of low erosion rate (estimated at 2m / million years). Furthermore, multidisciplinary studies of cave sediments of the Upper Ribeira valley (Sao Paulo) also supported new findings of the dating of the extinct South American Megafauna and its possible association with humans. Finally, some advances in the hydrology of karst systems are presented, discussing the determination of hydrodynamic parameters (groundwater residence time, aquifer conduit morphology, input pulse response) from time series analysis of pluviosity and discharge of karst springs in the Ribeira karst.
 
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Data de Publicação
2017-02-15
 
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