Publicação

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

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Ao 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.
Autores principais:	Lopes, Ana Isabel de Jesus
Assunto:	Magnetismo ambiental Montanhas submarinas do Atlântico Norte Alterações climáticas Períodos glaciares-interglaciares Ice-rafted debris (IRD) Teses de mestrado - 2013
Ano:	2013
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	Ao 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.

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