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Evolução do aporte de metais dos últimos 150 anos no Estuário de Caeté, Bragança-PA e aplicação de >i<proxies>/i< geoquímicos no contexto paleoclimático e dinâmica sedimentar

Authors :
Nancy Kazumi Taniguchi
Rubens Cesar Lopes Figueira
Nils Edvin Asp Neto
Michel Michaelovitch de Mahiques
María Alejandra Gómez Pivel
Source :
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, Universidade de São Paulo (USP), instacron:USP
Publication Year :
2022
Publisher :
Universidade de Sao Paulo, Agencia USP de Gestao da Informacao Academica (AGUIA), 2022.

Abstract

Este trabalho prop&#245;e o estudo da evolu&#231;&#227;o do aporte de metais num estu&#225;rio da regi&#227;o amaz&#244;nica, com foco na varia&#231;&#227;o do ciclo hidrol&#243;gico no continente e din&#226;mica sedimentar durante os &#250;ltimos 150 anos. Foram analisados quatro registros sedimentares distribu&#237;dos ao longo do estu&#225;rio e um registro sedimentar proveniente de um canal de mar&#233;. A geocronologia foi estabelecida por 210Pb e indicou taxas de sedimenta&#231;&#227;o m&#233;dia que variaram entre 0,58 cm ano-1 a 1,04 cm ano-1. Primeiramente compararam-se os resultados de metais obtidos por fluoresc&#234;ncia de raios-X port&#225;til (XRF-p) e por ICP/OES, e avaliou-se a aplicabilidade das raz&#245;es Fe/Ca, Ti/Ca, Fe/Ti, Fe/K, Rb/Sr como proxies de proveni&#234;ncia de sedimento e de per&#237;odo &#250;mido da regi&#227;o. As concentra&#231;&#245;es de metais obtidas por XRF-p e por ICP/OES (Cr, Ca, Fe, K, Mn, Pb, Sr, Ti, V e Zn) exibiram equival&#234;ncia em magnitude e amplitude. Os resultados do m&#233;todo XRF-p mostraram-se excelentes par&#226;metros para estudos de reconstru&#231;&#245;es ambientais. Com os resultados do testemunho proveniente do canal de mar&#233; (TAI), reconheceram-se grupos de elementos indicadores de aporte continental, identificado como componente principal 1 (CP1) (Al, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Pb, Sc e V), e marinho (CaCO3, Mg, Sr, Ba) atrav&#233;s da an&#225;lise de componentes principais e agrupamento. A varia&#231;&#227;o de CP1 contraposta a dados de precipita&#231;&#227;o anual do per&#237;odo entre 1973 e 2015 apresentou covaria&#231;&#245;es em que valores positivos de CP1 foram sincr&#244;nicos a per&#237;odos &#250;midos, ao passo que valores negativos de CP1, a per&#237;odos de seca. Assim, foi poss&#237;vel inferir per&#237;odos &#250;midos e secos entre 1777 e 2015. As varia&#231;&#245;es da CP1 foram aplicadas como indicador do fluxo de transporte de sedimento entre os estu&#225;rios Caet&#233; e Tapera&#231;u, onde valores positivos da CP1 foram associados a fluxo de sedimento proveniente do estu&#225;rio Caet&#233;. A an&#225;lise da evolu&#231;&#227;o do aporte de metais por meio da aplica&#231;&#227;o das raz&#245;es Fe/Ca, Ti/Ca, Fe/Ti, Fe/K e Rb/Sr foi realizada a partir dos resultados de XRF-p dos quatro testemunhos distribu&#237;dos ao longo do estu&#225;rio. Atrav&#233;s de imagens de sat&#233;lite reconheceram-se evolu&#231;&#245;es e modifica&#231;&#245;es de fei&#231;&#245;es geomorfol&#243;gicas em intervalos inferiores a cinco anos. Mudan&#231;as destas fei&#231;&#245;es s&#227;o influenciadas pela hidrodin&#226;mica local e clima, o que se reflete nos resultados de conte&#250;do de metais, taxa de sedimenta&#231;&#227;o e acumula&#231;&#227;o de massa. O desenvolvimento urbano de Bragan&#231;a, caracterizado pelo aumento dos teores de metais a partir de 1890, propiciou altera&#231;&#227;o da din&#226;mica sedimentar. As raz&#245;es Fe/Ca e Ti/Ca indicaram influ&#234;ncia continental nos testemunhos internos ao estu&#225;rio (CAT-S, CAT-N), enquanto que os testemunhos da regi&#227;o de m&#233;dio estu&#225;rio e regi&#227;o externa (CAT1, CAT-F), apontaram influ&#234;ncia tanto continental quanto marinha. A raz&#227;o Fe/Ti revelou diferentes fontes de sedimentos a partir de 1890. A amostra de superf&#237;cie do testemunho do m&#233;dio estu&#225;rio (CAT1) apresentou valores de εNd(0) igual a -18,65 e 87Sr/86Sr igual 0,742560, enquanto que a amostra de superf&#237;cie da plataforma continental interna adjacente ao estu&#225;rio (P4) apresentou valores de εNd(0) igual a -11,05 e 87Sr/86Sr igual a 0,721749 Esses resultados mostram que h&#225; diferentes fontes de sedimentos nestas duas &#225;reas, sugerindo que o estu&#225;rio n&#227;o tem capacidade de exportar sedimentos para a plataforma continental adjacente. As raz&#245;es metal/metal analisadas em testemunhos costeiros mostraram-se de complexa interpreta&#231;&#227;o, pois um mesmo elemento pode ter mais de uma proveni&#234;ncia. This work proposes to study the evolution of metal contents inputs in an estuary of the Amazon region, focusing on the variation of the hydrological cycle in the continent and sediment dynamics during the last 150 years. Four cores distributed along the estuary and one core from a tidal channel were analyzed. The geochronology was established by 210Pb and showed average sedimentation rates ranging from 0.58 cm year-1 to 1.04 cm year-1. First we compared first the metals results obtained by portable X-ray fluorescence (XRF-p) and ICP/OES, and evaluated the applicability of Fe/Ca, Ti/Ca, Fe/Ti, Fe/K, Rb/Sr ratios as proxies for sediment provenance and wet period of the region. Comparison between XRF-p and ICP/OES (Cr, Ca, Fe, K, Mn, Pb, Sr, Ti, V, and Zn) exhibited equivalence in magnitude and amplitude. The results from the XRF-p method proved to be excellent parameters for environmental reconstruction studies. With the results from the tidal channel (TAI) core, groups of continental (Al, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Pb, Sc, and V) and marine (CaCO3, Mg, Sr, Ba) elements were recognized through principal component analysis and clustering. The CP1 variation counterposed to annual precipitation data from the period between 1973 and 2015 showed covariations in which positive CP1 values were synchronous to wet periods and negative CP1 values, to drought periods. Thus, it was possible to infer wet and dry periods from 1777 to 2015. The CP1 variations were applied as an indicator of the sediment transport flux between the Caet&#233; and Tapera&#231;u estuaries, where positive CP1 values were associated with sediment flux coming from the Caet&#233; estuary. The analysis of metal input evolution based on the application of the Fe/Ca, Ti/Ca, Fe/Ti, Fe/K, and Rb/Sr ratios were carried out from the XRF-p results of the four core samples distributed along the estuary. Through satellite images, evolutions and modifications of geomorphological features have been recognized in intervals of less than five years. Changes in these features are influenced by local hydrodynamics and climate, which are reflected in the results of metal content, sedimentation rate, and mass accumulation. The urban development of Bragan&#231;a, characterized by an increase in the metal content from 1890, caused a change in the sedimentary dynamics.. The Fe/Ca and Ti/Ca ratios indicated a continental influence in the cores from the inner estuary (CAT-S, CAT-N) and both continental and marine influences in the mid-estuarine and outer (CAT1, CAT-F) cores. The Fe/Ti ratio revealed different sediment sources from 1890. Results of the surface sample from the middle estuary core (CAT1) showed Nd(0) value of -18.65 and 87Sr/86Sr of 0.742560, and the surface sample from the inner continental shelf adjacent to the estuary (P4) showed Nd(0) value of -11.05 and 87Sr/86Sr of 0.721749, which indicate different sediment sources for these two areas, suggesting that the estuary has no capacity to export sediments to the adjacent continental shelf. The use of metal/metal ratios analyzed in coastal cores proved to be of complex interpretation because the same element can have more than one provenance.

Details

Database :
OpenAIRE
Journal :
Biblioteca Digital de Teses e Disserta&#231;&#245;es da USP, Universidade de S&#227;o Paulo (USP), instacron:USP
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6ec652e0d476c8be5b061e70ebc9995d
Full Text :
https://doi.org/10.11606/t.21.2021.tde-20012022-121925