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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.21.2020.tde-16122021-104552
Documento
Autor
Nome completo
Ana Beatriz Leite Cavalcante
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Saraiva, Elisabete de Santis Braga da Graca (Presidente)
Júnior, Osmar Olinto Moller
Kampel, Milton
Título em português
Indicadores biogeoquímicos de massas d’água costeiras e oceânicas no sudoeste do oceano Atlântico Sul, com ênfase em um transecto em 34,5 °S (Rede Transatlântica SAMOC)
Palavras-chave em português
Circulação de Revolvimento Meridional do Atlântico
Nutrientes
Oxigênio dissolvido
Rio da Prata
Traçadores biogeoquímicos
Resumo em português
A Circulação de Revolvimento Meridional do Atlântico é um importante mecanismo de distribuição de calor, sal, carbono e nutrientes entre hemisférios, possuindo um papel fundamental na regulação climática. Essa circulação é composta por massas d’água originárias do Atlântico Norte e Sul, caracterizadas por manterem as propriedades específicas do seu local de formação em seu deslocamento pelos oceanos. Entretanto, pequenas alterações nas propriedades dessas massas d’água podem causar mudanças substanciais na circulação, afetando a distribuição de calor e consequentemente, o clima. As massas d’água são comumente identificadas a partir de dados de temperatura (T), salinidade (S) e densidade, porém, propriedades biogeoquímicas, como o oxigênio dissolvido (OD) e nutrientes podem ser associados aos parâmetros termohalinos para complementar o monitoramento e fornecer evidências de processos hidrodinâmicos e biogeoquímicos que podem estar ocorrendo em águas costeiras e oceânicas. Dessa maneira, este trabalho teve como objetivo principal associar indicadores biogeoquímicos (OD, silicato, fosfato e nitrato) às características termohalinas (T, S e densidade) de identificação das massas d’água presentes no sudoeste do Atlântico Sul, com foco na região costeira próxima à desembocadura do rio da Prata e ao longo da porção oeste de um transecto oceânico em 34,5°S. Os dados foram adquiridos durante duas campanhas realizadas em períodos sazonais diferentes, em abril de 2018 (outono) e junho de 2019 (inverno), tornando-se possível avaliar as diferenças sazonais observadas entre os períodos, especialmente sobre águas costeiras. Nove massas d’água foram observadas na região, com as seguintes características principais: i) baixa salinidade (<33,5) e altas concentrações de silicato (máx. 46,72 µmol kg-1 no inverno) em águas superficiais relacionadas à Água da Pluma do Prata, que foi observada até 51,8°W; ii) alta concentração de nutrientes e o menor valor de oxigênio (152,95 µmol kg-1) dentre as duas campanhas em uma área mais profunda da plataforma continental ocupada pela Água Subtropical de Plataforma, evidenciando um canal em 33,6°S/52,2°O e processo de regeneração de nutrientes; iii) Água Tropical com salinidade máxima (37,04 no outono) e baixas concentrações de nutrientes; iv) aumento relativo das concentrações de nitrato (máx. 23,17 µmol kg-1) na Água Central do Atlântico Sul, que atuou como o melhor indicador biogeoquímico dessa massa, também observada ao fim da plataforma continental; v) Água Intermediária Antártica apresentou altos valores de OD (máx. 256,53 µmol kg-1) em relação às massas d’água adjacentes e valores relativamente altos de fosfato e nitrato; vi) Água Circumpolar Superior foi distinta principalmente pela baixa concentração de OD (mín. 182,94 µmol kg-1) e máximo vertical de nutrientes; vii) um ligeiro aumento de salinidade acompanhado por uma elevação dos teores de OD e diminuição de nutrientes foi observado na Água Profunda do Atlântico Norte; viii) os níveis de oxigênio voltaram a diminuir (mín. 208,93 µmol kg-1) indicando a presença da Água Circumpolar Inferior; e ix) a Água Antártica de Fundo foi acompanhada por valores máximos de silicato (máx. 144,92 µmol kg-1). Os dados aqui apresentados reforçaram a concepção de que indicadores biogeoquímicos podem ser utilizados como traçadores complementares de massas d’água, fornecendo uma base mais robusta de informações sobre as massas d’água do Atlântico Sul, que certamente auxiliarão futuros trabalhos de monitoramento.
Título em inglês
Biogeochemical indicators of coastal and oceanic water masses in the Southwestern Atlantic Ocean, with emphasis on a transect at 34.5 °S (SAMOC transatlantic network)
Palavras-chave em inglês
Atlantic Meridional Overturning Circulation
Biogeochemical tracers
Dissolved oxygen
La Plata river
Nutrients
Resumo em inglês
The Atlantic Meridional Overturning Circulation is an important mechanism for the distribution of heat, salt, carbon and nutrients between hemispheres, having a fundamental role in climate regulation. This circulation is formed by water masses of Northern and Southern origin, which are characterized by the maintenance of specific properties from their formation region along their displacement through the oceans. However, small changes in water masses properties can cause substantial modifications in circulation, affecting the heat distribution and, consequently, the climate. Water masses are commonly identified from temperature (T), salinity (S) and density data, however, biogeochemical properties, such as dissolved oxygen (DO) and nutrients, can be associated with thermohaline parameters to complement monitoring studies and provide evidence of hydrodynamic and biogeochemical processes that might be occurring in coastal and ocean waters. Thus, the main objective of this work was to associate biogeochemical indicators (DO, silicate, phosphate and nitrate) to the thermohaline characteristics (T, S and density) of identification of the water masses present in the southwestern region of the South Atlantic, focusing on the coastal region near the La Plata River mouth and along the western portion of an oceanic transect at 34.5 °S. The data were acquired during two campaigns carried out in different seasonal periods, in April 2018 (fall) and June 2019 (winter), making it possible to assess the seasonal differences observed between the periods, especially on coastal waters. Nine water masses were observed in the region, with the following main characteristics: i) low salinity (<33.5) and high silicate concentrations (max. 46.72 µmol kg-1 in winter) in surface waters related to Plata Plume Water, which was observed up to 51.8°W; ii) high concentration of nutrients and the lowest oxygen value (152.95 µmol kg-1) among the two campaigns in a deeper area of the continental shelf occupied by Subtropical Shelf Water, evidencing a channel at 33.6 °S/ 52.2°W and nutrient regeneration process; iii) Tropical Water with maximum salinity (37.04 during fall) and low nutrient concentrations; iv) relative increase in nitrate concentrations (max. 23.17 µmol kg-1) in South Atlantic Central Water, which was the best biogeochemical indicator of this mass, also observed at the end of the continental shelf; v) Antarctic Intermediate Water showed high DO values (max. 256.53 µmol kg-1) in relation to adjacent water masses and relatively high phosphate and nitrate values; vi) Upper Circumpolar Deep Water was distinguished mainly by the low DO concentration (min. 182.94 µmol kg-1) and vertical maximum of nutrients; vii) a slight increase in salinity followed by an increase in DO levels and a decrease in nutrients were observed in North Atlantic Deep Water; viii) oxygen levels decreased again (min. 208.93 µmol kg-1) indicating the presence of Lower Circumpolar Deep Water; and ix) Antarctic Bottom Water was followed by maximum silicate values (max. 144.92 µmol kg-1). The data presented here reinforced the concept that biogeochemical indicators can be used as complementary water mass tracers, providing a more robust base of information about the South Atlantic water masses, which will certainly help future monitoring works.
 
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Data de Publicação
2022-01-27
 
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