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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2010.tde-24052010-183923
Documento
Autor
Nome completo
Eline Alves de Souza Barreto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2010
Orientador
Banca examinadora
Cruz Júnior, Francisco William da (Presidente)
Auler, Augusto Sarreiro
Sallun Filho, William
Título em português
Reconstituição da pluviosidade da Chapada Diamantina (BA) durante o Quaternário Tardio através de registros isotópicos (O e C) em estalagmites
Palavras-chave em português
Bahia
cavernas
Chapada Diamantina
espeleotemas
insolação
isótopos estáveis
paleoclima
Quaternário.
Resumo em português
Registros das razões isotópicas do oxigênio (d18O) e do carbono (d13C), juntamente com as taxas de crescimento de espeleotemas, precisamente datados pelo método U/Th, foram utilizados para reconstituição das variações de pluviosidade dos últimos 93 mil anos A.P. na região da Chapada Diamantina, porção central do Estado da Bahia. A reconstituição paleoclimática foi apoiada por estudo de calibração realizado em duas cavernas da região estudada, através do qual se obteve boa relação entre a assinatura isotópica da chuva e do d18O dos gotejamentos e evidências de condições ambientais propícias para deposição de espeleotemas em equilíbrio isotópico com a água de gotejamento. A interpretação climática dos dados de d18O dos espeleotemas considera também a análise da composição isotópica da água da chuva em face da pluviometria, a partir de dados de estações do IAEA-GNIP no Brasil e de simulações das variações do d18O da chuva através do modelo climático ECHAM-4. Esses dados indicam o fator amount effect, como relação preponderante na discussão de pluviosidade através dos registros de espeleotemas, a qual é caracterizada pela diminuição dos valores de d18O com o aumento do volume de chuvas. A partir dos registros de d18O dos espeleotemas foi possível reconstituir os padrões regionais de pluviosidade segundo o ciclo de insolação, como também identificar eventos de mudança abrupta de pluviosidade em escala milenar ocorridos durante o último período glacial e Holoceno. Em escala orbital, foi observado aumento (diminuição) da paleoprecipitação na Bahia durante fases de baixa (alta) insolação de verão (10ºS). Essa relação é evidente na maior parte do registro baiano com exceção do período entre 40 e 20 ky A.P., quando houve predomínio de clima seco, mesmo em fases de insolação baixa. No entanto, tal é relação inversa a que foi descrita em estudos paleoclimáticos do Sul/Sudeste do Brasil e dos Andes. Além disso, variações de paleopluviosidade da Chapada Diamantina estão em fase com as registradas nos trópicos do Hemisfério Norte, na China e Venezuela. Esses resultados indicam influência direta do sistema de Monções Sul-americana (MSA) sobre o regime de chuvas do Nordeste em longa escala de tempo, a qual é primariamente modulada pela intensidade da insolação de verão. Aumentos abruptos da paleopluviosidade em escala milenar, indicados por baixos valores de d18O e d13C, como pelas altas taxas de crescimento de espeleotemas, ocorreram durante predomínio de condições frias no Atlântico Norte, em períodos de grandes mudanças nas condições oceânicas, e são concomitantes com os eventos Heinrich e Younger Dryas. Já fortes diminuições foram observadas durante alguns eventos Dansgaard-Oeschger e Bølling-Allerød. Ao contrário do que foi observado durante os ciclos orbitais, o impacto no clima da Bahia atribuído a esses eventos é semelhante em todo país e também nos Andes, de acordo com estudo comparativo entre testemunhos marinhos/lacustres e espeleotemas. Esses eventos produz efeito na pluviosidade de regiões (sub)tropicais do Hemisfério Norte, assim como registrados em arquivos paleoclimáticos da China e Venezuela. O mecanismo mais provável para geração desses eventos está relacionado com mudanças na Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). Com a AMOC desintensificada durante eventos Heinrich no Hemisfério Norte, existe predomínio de um gradiente da temperatura da superfície do Atlântico tropical que favorece posicionamento da Zona de Convergência Intertropical mais a sul durante os eventos úmidos na Bahia.
Título em inglês
Precipitation reconstruction in Chapada Diamantina (BA) during the Late Quaternary through isotopic records (O e C) on stalagmites
Palavras-chave em inglês
Bahia
caves
Chapada Diamantina
insolation
last glacial period.
paleoclimate
Quaternary
speleothems
stable isotopes
Resumo em inglês
Speleothem records of stable oxygen (d18O) and carbon isotope ratios (d13C) and speleothem growth rates, precisely dated by U/Th method, were used to reconstruct past changes in precipitation in the last 93,000 years B.P. from Chapada Diamantina region, Bahia State. The paleoclimatic reconstruction takes into account results from a calibration study performed in two caves in the Chapada Diamantina region. It was found a robust relationship between isotope signature in precipitation and cave drip water and also evidenced adequate environmental conditions for speleothem deposition in isotopic equilibrium with drip water. The interpretation of the speleothem d18O records is based on the relationship between isotope composition of precipitation and rainfall amount from IAEA-GNIP stations in Brazil and also results from climate experiments coupled with d18O in precipitation using ECHAM-4. These data indicate the amount effect as the dominant isotope fractionation factor controlling the d18O variations in meteoric water forming speleothems, which is characterized by a decrease in the d18O values with an increase in rainfall amount. Speleothem d18O records allow reconstructing the regional paleoprecipitation patterns on both orbital and millennial time-scales during last glacial period and Holocene. These records indicate an increase (decrease) in paleoprecipitation over central Bahia during low (high) summer insolation (10ºS) phases. This relationship is evident is most of this new speleothem record, except in the period between 40 and 20 ka B.P., when dry climate conditions predominate in the region even during the low insolation phases. However, this relationship is exactly the contrary of the one reported from southern/southeastern Brazil and Central Andes paleoclimate studies. Furthermore, the precipitation variations in Chapada Diamantina are in phase with records from Northern Hemisphere on orbital time-scales, particularly from China and Venezuela. These results suggest a direct influence of the South American Monsoon System (SAMS) on long-term changes in precipitation over northeastern Brazil, which is primarily controlled by gradual changes in summer insolation. Abrupt wet events are defined on millennial time-scales in the Chapada Diamantina records by low values of d18O e d13C and high speleothem growth rates. They occurred under prevalence of cold conditions in Northern Hemisphere, triggered by major changes in oceanic circulation in Atlantic Ocean, during Heinrich and Younger Dryas (YD) events. On the other hand, abrupt decreases in regional precipitation are coincident with some of the Dansgaard-Oeschger (D-O) e Bølling-Allerød (B-A), which are typical warm events in Northern Hemisphere. However, differently from the isotope-climate relationship established on orbital times, the impact of these millennial events on the precipitation variations of Bahia is similar to what is documented in speleothem, lake and marine records from Brazil and Central Andes and opposite to changes described in China and Venezuela, among many other records from Northern Hemisphere. The climate mechanism behind the origin of these millennial events is associated with changes in the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). The Heinrich events are linked to periods of weaker AMOC and sea surface temperature gradients that favor a mean southern position of Intertropical Convergence Zone, which results in very wet conditions in Bahia.
 
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EASB.pdf (2.64 Mbytes)
Data de Publicação
2010-07-01
 
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