Assessing climatic changes through environmental magnetic analyses of three sedimentary columns of the North Atlantic Ocean (between 29ºN and 35ºN)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Ana Isabel de Jesus
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/9825
Resumo: Tese de mestrado em Ciências Geofísicas, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
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spelling Assessing climatic changes through environmental magnetic analyses of three sedimentary columns of the North Atlantic Ocean (between 29ºN and 35ºN)Magnetismo ambientalMontanhas submarinas do Atlântico NorteAlterações climáticasPeríodos glaciares-interglaciaresIce-rafted debris (IRD)Teses de mestrado - 2013Tese de mestrado em Ciências Geofísicas, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013Errata disponível em papelAo longo dos últimos milhões de anos, o clima tem oscilado entre períodos glaciares e interglaciares impulsionado por variações orbitais da Terra e modulado por mecanismos de feedback. Dados paleoclimáticos sugerem que os períodos interglaciares começaram e acabaram de forma súbita, ao passo que os períodos glaciares terão resultado de uma série de eventos de arrefecimento menores, que culminaram nos períodos glaciares. Apesar da escassez de informações para períodos anteriores a 300 mil anos, sabe-se que, ao contrário dos períodos interglaciares, que são caracterizados por condições climáticas relativamente estáveis, os períodos glaciares são marcados por mudanças climáticas abruptas. O último período interglaciar, também chamado Eemiano, ter-se-á estendido desde aproximadamente há 130-140 mil até acerca de 110 mil anos. Durante este período, o clima da Terra assemelhar-se-ia em muito ao atual, sendo no entanto ligeiramente mais quente. No final deste ciclo, originou-se um período glacial que se estendeu até aproximadamente há 10 mil anos. Este último período glaciar foi marcado acentuadamente por flutuações rápidas e de curta duração, em que o clima variou entre períodos extremamente frios e outros mais quentes, conhecidos como eventos de Dansgaard-Oeschger. Associados a estes, ocorreram também os eventos de Heinrich, que corresponderam a enormes descargas de icebergs no oceano Atlântico provenientes dos glaciares que cobriam a América do Norte (Laurentide Ice Sheet-LIS) e o Norte da Europa (Fennoscandinavian Ice Sheet). A ocorrência dos eventos de Heinrich encontra-se vastamente descrita na literatura, tendo sido atribuída a ocorrência destes eventos a cada 7-13 mil anos. Estes fenómenos extremos tiveram importantes consequências no clima, um pouco por todo o mundo e alteraram profundamente a circulação oceânica global, havendo estudos que mostram a interrupção da formação da Água Profunda do Atlântico Norte (NADW) e da corrente termohalina. Atualmente ainda não existe consenso sobre o que terá originado os eventos de Heinrich, mas o modelo mais aceite estabelece que durante o último período glaciar as camadas de gelo teriam crescido promovidas pelas baixas temperaturas, estando então assentes em solos congelados. No entanto, a partir de uma certa espessura de gelo ter-se-ia começado a gerar calor na base do glaciar, o qual teria contribuído para sua destabilização, resultando assim nos eventos de Heinrich. As camadas de sedimentos depositadas no fundo oceânico durante estes fenómenos, chamadas de “Heinrich layers”, foram inicialmente identificadas em sedimentos marinhos entre as latitudes de 45º e 50ºN, mas desde então têm sido encontradas um pouco por todo o Atlântico Norte até à latitude de 37ºN, e distribuídas em longitude desde a América do Norte até à Península Ibérica. As “Heinrich layers” são identificáveis pela sua abundância em ice-rafted debris (IRD) e carbonatos detríticos, mínimos de abundância de foraminíferos e picos de Neogloboquadrina pachyderma (sinistral). O estudo das suas propriedades magnéticas revelou aumentos da susceptibilidade magnética, denotando assim aumentos da concentração de minerais ferromagnéticos, bem como da sua granulometria. A mineralogia é essencialmente composta por (titano)magnetites, que se crê terem sido originadas em rochas vulcânicas presentes na zona de captação de sedimentos da LIS. O estudo de propriedades magnéticas de sedimentos tem-se revelado extremamente muito útil não só na identificação das “Heinrich layers”, mas principalmente aplicado ao estudo de mudanças ambientais, embora se trate ainda de uma área relativamente recente. O princípio básico da utilização dos métodos magnéticos aplicado ao estudo das mudanças ambientais (tais como o clima), baseia-se no facto destas influenciarem o tipo e modo de transporte e deposição dos sedimentos, bem como reações diagenéticas. Desta forma, a partir de medições de susceptibilidade magnética, magnetizações anhisterética e isotérmica e dos parâmetros obtidos a partir das curvas de hysteresis é possível aceder a informações como a concentração, granulometria e tipo de portadores magnéticos presentes nos sedimentos e, desta forma inferir variações ambientais. Assim, e de forma a avaliar as mudanças climáticas ocorridas no Oceano Atlântico ao longo dos últimos milhares de anos, detalhadas análises magnéticas foram conduzidas em três colunas sedimentares (C02, C05 e C07) localizadas maioritariamente em montanhas submarinas entre as latitudes de 29ºN e 35ºN. Estas análises compreenderam medições de susceptibilidade magnética, magnetização remanescente anhisterética e isotérmica e curvas de histereses. Os principais portadores magnéticos correspondem a minerais ferrimagnéticos de baixa coercividade, como magnetite e/ou maghemite. Além disso, e particularmente no core C07, uma contribuição significativa de minerais de alta coercividade são também encontrados a certas profundidades, devendo-se provavelmente a um enriquecimento em hematite e/ou goethite. A sedimentologia do core C07 mostra que este é muito heterogéneo, sendo constituído por argilas, siltes e areias. O conteúdo de argila e de areia encontra-se em oposição de fase e variam entre 6-38% e 8-66%, respectivamente. O conteúdo de areia acompanha o comportamento da granulometria média dos sedimentos. Análises espectrais de parâmetros magnéticos sensíveis à concentração e granulometria dos minerais ferromagnéticos mostram periodicidades estritamente ligadas aos ciclos orbitais de Milankovitch, quando se assumem taxas de sedimentação de 1 cm/kyr e 1.6 cm/kyr, para os cores C02 e C07, respectivamente. Em ambos os cores, valores máximos de susceptibilidade magnética e portadores magnéticos grosseiros sugerem a presença de ice-rafted debris (IRD) transportados pelos icebergs durante os eventos de Heinrich, porém mais estudos como estratigrafia isotópica e composição isotópica de Ca/Sr e Sr-Nd sejam necessários para o confirmar. O outro core, C05 apresenta valores de susceptibilidade muito baixos e bastante estáveis bem como a ausência de intervalos bem definidos e idades de 14C indicam que o core deverá corresponder a um deslizamento de terras.This study is devoted to the evaluation of climatic changes over the past thousands of years recorded on sedimentary columns of the North Atlantic Ocean. For that were conducted detailed environmental magnetic analyses along three sedimentary columns (C02, C05 and C07) with 2.5 to 3.0 m of length. These analyses comprehended measurements of magnetic susceptibility, anhysteretic and isothermal remanent magnetizations and hysteresis loops. Low coercivity ferrimagnetic carriers, magnetite and/or maghemite, appear as the main magnetic carriers. Additionally and particularly in core C07, a significant contribution of high coercivity minerals is also retrieved at some sedimentary depths, must probably corresponding to an enrichment of hematite and/or goethite. Along the cores C02 and C07, coherent transitions between stable and rather variable intervals of magnetic susceptibility and grain size are well defined, revealing different environmental conditions. Spectral analyses of magnetic parameters sensitive to the concentration and granulometry of main ferromagnetic carriers identified periodicities that are closely related to the Milankovitch orbital cycles when assumed sedimentation rates of 1 cm/kyr and 1.6 cm/kyr, for cores C02 (mostly) and C07, respectively. According to these sedimentation rates there is no close link between the variable/stable values of χ and grain size and the glacial/interglacial periods. In both cores maxima of magnetic susceptibility and coarser magnetic carriers suggest the presence of ice-rafted debris (IRD) transported by icebergs during the Heinrich events, however complementary studies are necessary to confirm it. For the remaining core C05, low and quite stable values of magnetic susceptibility as well the absence the well defined intervals and 14C ages indicate that the core correspond to landslide.Silva, Pedro Fernandes, 1972-Pires, Carlos, 1963-Repositório da Universidade de LisboaLopes, Ana Isabel de Jesus2013-12-20T15:39:16Z20132013-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/9825TID:201289326enginfo: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:RCAAP2023-11-08T15:54:35Zoai:repositorio.ul.pt:10451/9825Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:33:55.552142Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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