Sedimentary dynamics on insular shelves of volcanic islands: insights from two marine cores of Faial shelf, Azores
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| Data de Publicação: | 2020 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/45424 |
Resumo: | Tese de mestrado em Ciências do Mar, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020 |
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Sedimentary dynamics on insular shelves of volcanic islands: insights from two marine cores of Faial shelf, AzoresIlha do FaialPlataforma insularDinâmica sedimentarAnálise de coreTeses de mestrado - 2020Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências BiológicasTese de mestrado em Ciências do Mar, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020As ilhas vulcânicas são geralmente rodeadas por zonas relativamente planas e de baixo declive designadas por plataformas insulares. Imediatamente após o fim da atividade vulcânica, a ação erosiva das ondas forma plataformas litorais (shore platforms). No entanto, nos casos em que a atividade vulcânica tenha cessado há dezenas de milhares de anos, o efeito das variações do nível do mar durante os períodos glaciares e interglaciares associa-se ao efeito erosivo das ondas formando plataformas insulares que se estendem desde a linha de costa até à profundidade correspondente ao último máximo glaciar (120/130 metros). Assim, existe uma relação quase direta entre a ação erosiva das ondas e a largura das plataformas. Consequentemente, as plataformas mais largas encontram-se normalmente adjacentes a linhas de costa mais antigas, tal como se verifica na ilha do Faial. As ilhas sendo circulares e estando num ambiente oceânico encontram-se expostas à ação erosiva das ondas. Destarte, a maioria dos sedimentos que se encontra na plataforma resulta da erosão das arribas. Existe igualmente produção de sedimentos, embora em menores percentagens, resultante da ação erosiva das linhas de água, de vulcanismo explosivo e da acumulação de conchas carbonatadas de organismos que vivem nas plataformas. Devido à elevada energia das ondas a que as ilhas dos Açores se encontram sujeitas, os sedimentos junto à costa (plataforma interna) são transportados para o largo (plataforma média a externa) durante eventos de tempestade, formando corpos sedimentares sigmóides de grande espessura (que por vezes atingem 50 metros). Os sedimentos nas plataformas das ilhas representam um papel importante do ponto de vista socioeconómico. Estes acomodam comunidades bentónicas neríticas que por sua vez alimentam recursos pesqueiros e ajudam a proteger da erosão costeira. Estes sedimentos são ainda uma importante fonte de agregados para fins de construção civil. Deste modo, o estudo de processos de deposição em plataformas insulares tem especial relevância. O presente trabalho pretende melhorar o conhecimento da dinâmica sedimentar em plataformas insulares de ilhas vulcânicas, usando como caso de estudo, a ilha do Faial. Com este intuito, dois cores colhidos em duas localizações distintas da plataforma (noroeste e sudeste) foram estudados. Devido à diferente posição geográfica, os cores encontram-se expostos a diferentes regimes de ondulação. O presente trabalho inclui a análise ao longo dos cores das propriedades físicas e magnéticas dos sedimentos, do tamanho dos grãos, do conteúdo em carbonato inorgânico, dos graus de rolamento dos grãos e identificação dos minerais e bioclastos mais frequentes. Os dois cores revelaram grandes diferenças entre eles nos vários parâmetros analisados. Assim, o core a noroeste (K20) é composto essencialmente por partículas de origem vulcânica e uma pequena percentagem de bioclastos (< 4 %). Os sedimentos do K20 possuem uma moda principal (de areia média e grosseira) constante ao longo do core, e uma moda secundária de cascalho (entre os 309.5 e os 49 cm de profundidade). Ambas as modas são compostas essencialmente por material volcanoclástico. O core a SE (K22), por outro lado, possui quase tantos bioclastos (29 – 49 %) como partículas de origem vulcânica e o tamanho médio do grão corresponde a areia fina a média. Neste core, os sedimentos também possuem uma tendência bimodal, com uma moda principal constituída por areia fina e cuja composição é partilhada por litoclastos e bioclastos. A moda secundária é constituída por areia muito grosseira e a sua composição é essencialmente bioclástica. Ambos os cores exibem principalmente partículas sub-angulosas, sendo ligeiramente mais angulosas no K22. Em termos de composição, ambos os cores são bastante homogéneos. Entre os volcanoclastos encontrados, os basaltos são os mais frequentes, seguidos por olivina e piroxena, que constituem os minerais pesados mais abundantes. Muitos dos grãos observados revelam oxidação. Entre os bioclastos, as conchas de polychaeta (ditrupa) e bivalvia são as mais comuns no K20, enquanto que no K22 as conchas de briozoários são as mais abundantes. A densidade dos grãos é superior no K20 (1,96 – 2,74 g/cm3 ) relativamente ao K22 (1,83 – 2,09 g/cm3 ), tal como a suscetibilidade magnética (valores entre os 1336 e 9303 SI no K20 e entre 451 e 1599 SI no K22). Essa diferença está relacionada com uma maior quantidade de minerais e litoclastos de origem vulcânica (mais densos e magnéticos) no K20. O K22 exibe valores de velocidade das ondas primárias (PWV) mais elevados, o que sugere que seja menos poroso, provavelmente porque os grãos que o constituem são menores e rearranjam-se com mais facilidade, deixando menos espaços vazios. A anisotropia da suscetibilidade magnética analisada no K22 revela um elipsoide de forma oblata e uma foliação magnética sub-horizontal. Este padrão é típico de uma deposição contínua, sem perturbações consideráveis, tal como seria de esperar neste ambiente sedimentar. Os depósitos de transporte em massa são pouco prováveis numa plataforma insular devido ao baixo declive, com exceção daqueles derivados da queda de arribas. Os resultados obtidos sugerem que a principal fonte de sedimentos em ambos os cores é terrígena, nomeadamente de fontes subaéreas devido à frequente oxidação dos grãos. A angulosidade destes (a maioria é sub-angulosa) sugere ainda que sejam formados junto ao litoral, tenham um tempo de residência curto e sejam transportados por correntes dirigidas para o largo, para a plataforma média a externa, durante eventos de tempestade. O facto de os grãos do K20 serem mais grosseiros e possuírem poucos bioclastos pode ser explicado pela exposição da zona do core às ondas predominantes de noroeste e oeste, que são também as mais energéticas. Um maior hidrodinamismo leva os grãos de maior dimensão a serem transportados do litoral para esta zona onde acabam por se depositar, enquanto que os grãos mais finos continuam a ser transportados para o largo, perdendo-se no talude da ilha. Além disso, a moda secundária do K20 (constituída por grãos menos angulosos) poderá corresponder a sedimentos palimpsestos, que teriam sido depositados quando o nível do mar se encontrava mais baixo, i.e., durante o último máximo glacial. O K22 encontra-se numa zona da plataforma mais abrigada, logo os sedimentos são mais finos e os bioclastos mais abundantes. Um menor hidrodinamismo dificulta o transporte de sedimentos mais grosseiros para esta zona. Ademais, um ambiente calmo pode facilitar o estabelecimento de organismos calcificantes bentónicos e a deposição de conchas de organismos planctónicos, assim como previne o transporte de conchas (que são menos densas) para o talude da plataforma. Existem, no entanto, outros fatores que poderão influenciar a abundância de bioclastos, tais como a produtividade primária que por sua vez pode ser facilitada por um aumento de nutrientes ou da sua disponibilidade, que ocorre mais numas zonas da ilha que noutras. Um estudo anterior, com amostragem na plataforma à volta da ilha do Faial mostrou que os sedimentos em áreas menos expostas a hidrodinamismo possuem uma maior quantidade de bioclastos. Ao longo dos cores é possível inferir alterações dos níveis de hidrodinamismo, separados por horizontes em que se verifica uma variação brusca do tamanho do grão (com diminuições ou aumentos). Assim, em ambos os cores foi possível definir três intervalos cujas idades são desconhecidas devido à inexistência de datações. No entanto, os diferentes ambientes hidrodinâmicos dos locais de proveniência dos cores sugerem taxas de sedimentação distintas. Assim, o K20, encontrando-se num ambiente com maior hidrodinamismo, possivelmente representa um período mais curto do ambiente deposicional, enquanto que o K22 corresponderá a um período mais longo, uma vez que se encontra numa zona mais protegida da plataforma.The present work aims to improve the understanding of the sedimentary dynamics taking place on the Faial Island shelf in the Azores. For the purpose, two cores collected in different locations of the shelf (NW and SE) were studied. Analysis of magnetic and physical properties, grain size and total inorganic carbon (TIC) were used to characterise the sedimentary regime in both sites of the shelf. The two cores revealed several differences between them throughout the various parameters. For instance, the core from NW (K20) is constituted mostly by volcaniclastic sediments with fewer bioclastic particles and a predominant grain size classified as coarse to medium sand. The core from SE (K22), on the other hand, has a higher content of bioclasts (29 – 49 %) when compared to K20 (2 – 4%), while the predominant grain size classifies as fine to medium sand. K20 is denser and displays higher magnetic susceptibility, while K22 presents higher primary waves velocity (PWV). The anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) analysed in K22 revealed no signs of sediment deformation such as those from mass transport deposits (MTD’s), which agrees with the depositional setting. It is unlikely to find MTD’s in a shelf environment, except for those derived from cliff failures near the coastline. The main source of sediments in both cores is terrigenous, most likely brought from the nearshore by downwelling currents formed during storms. The poor roundness found in grains, which are mostly subangular in both cores agrees with this theory. The coarser grains and fewer bioclasts found in K20 may be explained by stronger downwelling currents in this sector of the shelf which is fully exposed to the NW and W prevailing waves that are also the most energetic. Less hydrodynamism promotes a calmer environment allowing calcifying benthonic organisms to live as well as the accumulation of shells of planktonic organisms, as seen in K22. In addition, in a more energetic environment these particles would likely be transported beyond the shelf break onto the island slopes.Cachão, Mário A. P.,1961-Quartau, RuiRepositório da Universidade de LisboaValente, Elisabete Maria Lourenço2020-12-17T15:52:34Z202020202020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/45424TID:202604039enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:47:17Zoai:repositorio.ul.pt:10451/45424Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:57:52.457345Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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