Sumário da Aula 4 Prof. Francisco Cruz

Transcrição

1 Sumário da Aula 4 Prof. Francisco Cruz Aplicação das razões isotópicas em estudos do clima do passado Registros paleoclimáticos em espeleotemas Variação climática na América do sul em escala orbital

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5 Eccentricity modulates precession

6 Precessão Obliqüidade

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8 OxenteQue negócio de delta é esse? δ 18 O = ( 18 ( 18 O / O / O) amostra O) padrão 1 δ 18 O δ 18 O ( ) = [(18O/16O) amostra/(18o /16O) padrão - 1] x 1000 δ 13 C ( ) = [(13C/12C) amostra/(13c/12c) padrão - 1] x 1000

9 Quantidade de chuva ou amount effect Média de precipitação (mm) Estação Fortaleza R²=0, δ 18 O H 2 16 O (líquido) fluxo H 2 16 O (vapor) H 18 2 O (líquido) H 18 2 O (vapor) Fluxo 16 > Fluxo 18

10 δ = 0.69T -13.6

11 Isotopos Leves Isotopos pesados σ = Depende de movimento molecular Urey, 1947

12 Porque os valores de δ 18 Ο dependem da temperatura

13 Mapa global da Composição isotópica da precipitação chuva/neve

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16 Datação de carbonato Quaternários pelo método U/Th Corais e Espeleotemas

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18 Significado das razões isotópicas em foraminíferos

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21 Mecanismo: T = Continente - Sup. Mar

22 Mecanismos Climáticos das Monções de Verão T = T Continente - SST Atlântico Sul

23 Último Período Glacial Estalagmite Bt2 Botuverá-SC 23 ky Insolation Feb. 30S (W/m 2 ) δ 18 O Age (ky B.P.) Cruz et al., Nature, 2005

24 Cenas do próximo capítulo: interação climática do pólos ao trópicos.

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28 Fator de fracionamento entre água-carbonato

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32 Dinâmica atual - princípio do atualismo Hidrologia, hidroquímica x Clima

33 Monitoramento isotópico Chuva Gotejamento Água solo δd Solo y = 7.77x R 2 = gotejamentos Média δ 18 O e δd gotejamentos ~ chuva δ 18 O δd δ O δ 18 O

34 Rápida infiltração, pequena alteração no δ 18 O da chuva (m) Altitude Poço Salão das Flores Salão Ester m Monthly rainfall (mm) δ 18 O Date (days after 03/01/2000) Cruz et al., Chemical Geology 2005

35 Efeito Altitude Altitude

36 Como entender variações climáticas e paleoclimáticas? Monitoramento, calibração: Modelamento

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38 δd in rainfall over Bolivian Andes : Importance of Amazon moisture Vimeux et al., 2005, EPSL

39 Vuille et al., JGR 2003

40 Províncias Cársticas Santana Botuverá

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42 Stalagmite Bt2 Botuverá 70 cm = ~ 116 ky Stalagmite St8 - Santana 160 cm = ~131 ky

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44 Espeleotemas como indicador paleoclimático e paleoambiental δ 18 O =( 18 O/ 16 O) sample 18 O/ 16 O) VPDB ( 18 O/ 16 O) VPDB U U 4.58 Ga 234 Pa 1.18 m Decay of U to Pb 234 α 24.1 d Th Th 238 U Series Ra 3 α 1 β β ka 75.4 ka Pb

45 Mean rainfall amount δ 18 O da chuva mensal x pluviosidade mensal Monthly rainfall weight mean δ 18 O Rio de Janeiro Porto Alegre Buenos Aires (R 2 =0.89) (R 2 =0.13) (R 2 =0.01) jan feb mar april may june july aug sept oct nov dec -- δ 18 O δ 18 O Porto Alegre Rio de Janeiro

46 26 Estações de monitoramento IAEA Mean monthly temperature jan feb mar april may june july aug sept oct nov dec Mean monthly rainfall amount jan Rio de Janeiro Porto Alegre Buenos Aires feb mar april may june july aug sept oct nov dec -2-4 δ 18 O -6-8 jan feb mar april may june july aug sept oct nov dec

47 Pluviosidade durante verão Regime das monções Valores mais baixos do δ 18 O da chuva 7 per mil

48 Pluviosidade inverno - regime extratropical Valores mais altos do δ 18 O da chuva ~-3 per mil

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50 Efeito continentalidade

51 Último Período Glacial Estalagmite Bt2 Botuverá-SC 23 ky Insolation Feb. 30S (W/m 2 ) δ 18 O Age (ky B.P.) Cruz et al., Nature, 2005

52 Botuverá-SC x Iporanga-SP 820 δ 18 O Age (ky B.P.) Bt2 St Insolation Feb. 30S (W/m 2 ) Cruz et al., EPSL, 2006 isotópico Variação Regional de Pluviosidade

53 Mecanismo: T = Continente - Sup. Mar

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55 Feb. insolation (30 0 S) Bt2 St Anomalies Monsoon Intensity Wet Age (ky B.P.)

56 EE2 Sr/Ca Drip CO 2 degassing and Prior calcite precipitation y July September November January March May July September November January March May 250 Rainfall (mm/month) Ca Sr/Ca Mg/Ca ESF Mg/Ca ESF Ca (mg/l)) ESF Sr/Ca EE2 Mg/Ca EE2 Ca (mg/l)) EE2 drip discharge (ml/h) ESF drip discharge (ml/h) Days (since 03/01/2000) Karmann et al., Chemical Geology 2007

57 820 (a) (b) δ 18 O (d) St8 Bt2 Sr/Ca Mg/Ca H3 H4 H Mg/Ca*(10 3 ) Feb. insolation (30 0 S) Sr/Ca*(10 3 ) (c) Pluviosidade anual é diretamente proporcional a intensidade das chuvas de verão 1 G. bulloides δ 18 O LGM MIS 2 MIS 3 MIS 4 Abreu et al., Cruz et al., 2007 Geochimica et Cosm. Acta Age (ky B.P.)

58 Situação Durante o LGM CO 2, Orbital and Ice-Forcing

59 Palinologia para sul e sudeste do Brasil 1 ky B.P. Behling et al., 3 Paleos, Domínio de campos - Clima seco e frio 40 ky B.P.

60 Pessenda, de Oliveira et al., QR 2009

61 Pessenda, de Oliveira et al., QR 2009