Tectonics and paleogeography of the Marajó Basin, northern Brazil

A área da Bacia do Marajó apresenta feições geológicas e geomorfológicas devidas principamente à distensão Mesozóica e à neotectônica pós-miocênica. O evento de distensão, com fases do Cretáceo Inferior e Superior, originou quatro sub-bacias que contituem a Bacia do Marajó, com uma espessa seqüência clástica continental mostrando influência marinha. Falhas normais NW e NNW e direcionais NE e ENE controlaram a geometria da bacia. A distensão, relacionada com a abertura do Atlântico Equatorial, propagou-se continente adentro ao longo de zonas de fraqueza crustal dos cinturões orogênicos pré-cambrianos Tumucumaque, Amapá e Araguaia. O evento neotectônico é um regime transcorrente que desenvolveu bacias transtensivas preenchidas por sedimentos marinhos rasos (Formação Pirabas) e seqüências transicionais (Grupo Barreiras) do Terciário Superior, seguidos por depósitos fluviais e seqüências transicionais do Quaternário, derivadas dos rios Amazoans e Tocantins e do estuário do Marajó. A paisagem atual tem morfologia tipicamente estuarina. A morfologia costeira apresenta escarpas em seqüências transicionais do Terciário Superior, enquanto no interior dominam elevações sustentadas por crosta laterítica do Pleistoceno Médio, aparadas por superfície erosiva a 70 m. No leste da Ilha do Marajó são reconhecidas várias gerações de paleocanais com seqüências estuarinas associadas, enquanto no lado oeste predomina uma planície flúvio-marinha.

Air-sea interaction studies at the station occupied by R/V Sirius

The transfer formulas are used to compute hourly values of sensible and latent heat exchanges for the period July 29 to July 31, 1974. Also, values of eddy shearing stress at the sea surface, Bowen's ratio and dissipation of kinetic energy are computed. The data used cover part of the GATE period for station 20 occupied by the Brazilian Naval Ship R/V Sirius in the Equatorial Atlantic (0730 N 4000 W). The variations in the computed values are studied in relation to rainfall and the synoptic situation. © 1980 D. Reidel Publishing Co.

Precipitação sazonal sobre a Amazônia oriental no período chuvoso: observações e simulações regionais com o RegCM3

O presente trabalho apresenta uma contribuição aos estudos de modelagem climática com ênfase na variabilidade pluviométrica sazonal da Amazônia oriental, durante as estações de verão e outono (DJF e MAM). Baseado nos resultados das simulações regionais do RegCM3 para um período de 26 anos (1982/83 a 2007/08) e usando domínio em alta resolução espacial (30 Km) e dois diferentes esquemas de convecção (Grell e MIT), foi investigado o desempenho do modelo em simular a distribuição regional de precipitação sazonal na Amazônia oriental, com referência a um novo conjunto de dados observacional compilado com informações de uma ampla rede integrada de estações pluviométricas. As análises quantitativas evidenciaram que o RegCM3 apresenta erros sistemáticos, sobretudo aqueles relacionados com viés seco no Amapá e norte/nordeste do Pará usando ambos os esquemas Grell e MIT, os quais apontam que o modelo não reproduz as características da ZCIT sobre o Atlântico equatorial. As simulações usando MIT, também apresentaram viés úmido no sudoeste/sul/sudeste do Pará e norte do Tocantins. Além disso, através da técnica de composições, também foi investigado o desempenho do RegCM3 em reproduzir os padrões espaciais anômalos de precipitação sazonal em associação aos episódios ENOS, e as fases do gradiente térmico sobre o Atlântico intertropical. Os resultados demonstraram que o modelo conseguiu representar realisticamente bem o padrão espacial das anomalias pluviométricas acima (abaixo) do normal em grande parte da Amazônia oriental, durante os conhecidos cenários favoráveis, i.e., condições de La Niña e gradiente de aTSM para o Atlântico sul (desfavoráveis, i.e., El Niño e gradiente de aTSM para o Atlântico norte.

Eventos extremos da zona de convergência intertropical sobre o Atlântico durante o período chuvoso da Amazônia oriental

Este trabalho reporta uma investigação observacional sobre as características climatológicas (período de 1985 a 2007) associadas aos eventos extremos da ZCIT observados sobre o Oceano Atlântico equatorial, procurando estabelecer as influências na variabilidade pluviométrica da Amazônia oriental, durante os meses de fevereiro, março e abril. Tais eventos foram selecionados objetivamente através da análise de Funções Ortogonais Empíricas e os padrões oceano-atmosfera associados aos eventos da ZCIT, bem como seus impactos na precipitação da Amazônia oriental, foram investigados com base em composições mensais. Os resultados evidenciaram algumas diferenças mensais, principalmente no padrão da circulação atmosférica em 200 hPa e na configuração vertical da circulação troposférica meridional associada à célula de Hadley equatorial. Quanto à estrutura dinâmica dos padrões oceano-atmosfera observada nos meses de fevereiro, março e abril, basicamente evidenciou-se que a ZCIT forma-se sobre o Oceano Atlântico equatorial numa região de confluência dos ventos alísios de sudeste e nordeste, coincidente com áreas contendo TSM anomalamente quente, movimento vertical ascendente associado à célula de Hadley, com divergência do vento em altos níveis. Os impactos de tais eventos na variabilidade espacial da precipitação sobre a Amazônia oriental mostrou que os principais estados afetados pela ZCIT são: Amapá, Pará e Maranhão. Adicionalmente, relatam-se alguns impactos sócio-ambientais (enchentes, alagamentos, queda de árvores, proliferação de doenças, entre outros) que ocorreram na Região Metropolitana de Belém, associados a ocorrência dos eventos extremos da ZCIT selecionados neste trabalho.

Tectonics and paleogeography of the Marajó Basin, northern Brazil

ABSTRACT: The Marajó Basin area presents geologic and geomorphologic features chiefly due to the Mesozoic extension and post-Miocene neotectonics. The extension event with an Early and a Late Cretaceous phases originated four sub-basins that constitutes the Marajó Basin, with a thick continental clastic sequence showing marine influence. NW and NNW normal faults and NE and ENE strike-slip faults controlled the basin geometry. The extension, related to the Equatorial Atlantic opening, propagated into the continent along crustal weakness zones of the Precambrian Tumucumaque, Amapá and Araguaia orogenic belts. The neotectonic event is a strike-slip regime which developed transtensional basins filled in by Upper Tertiary shallow marine (Pirabas Formation) and transitional sequences (Barreiras Group), followed by Quaternary fluvial deposits and transitional sequences derived from the Amazon and Tocantins rivers and the Marajoara estuary. The current landscape has a typical estuarine morphology. The coast morphology presents sea-cliffs on transitional Upper Tertiary sequences, while inwards dominate hills sustained by Mid-Pleistocene lateritic crust, with a flat erosive surface at 70 m. In the eastern Marajó Island several generations of paleochannels associated with fluvial-estuarine sequences are recognized, while a fluvial-marine plain is widespread on its western side.

Avaliação de dados de altimetria do satélite Geosat a partir de comparação com dados do levantamento gravimétrico marinho Equant

O objetivo principal deste trabalho é avaliar o uso dos dados de altimetria de satélites para mapear a superfície do potencial gravitacional (geóide) no mar. Esta avaliação se faz por comparações da resolução e precisão entre os dados de altimetria processados numa superfície equipotencial (o mar) e dados obtidos a partir de levantamentos convencionais. Uma vez processada a superfície equipotencial, quantidades tais como a anomalia "ar livre" juntamente com o desvio vertical podem ser calculadas. Os dados altimétricos ("altura do mar") utilizados neste trabalho foram coletados pelo satélite GEOSAT. Este satélite rastreou diversas áreas oceânicas do globo processando 44 ciclos em dois anos. Alguns pesquisadores utilizaram os valores médios da "altura do mar" deste satélite para melhoramentos em precisão e resolução dos registros. Estes valores tratados estão disponíveis em NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) sendo deste modo repassados à UFPa para utilização nesta tese. Os dados de gravimetria marinha utilizados neste trabalho são aqueles obtidos do levantamento "Equatorial Atlantic" (EQUANT I e II) resultantes de uma pesquisa conjunta entre várias instituições com objetivos científicos de conhecer o comportamento da margem equatorial Brasileira. Para comparação e integração entre os dois tipos de dados obtidos através de fontes distintas (medidas de satélite e do navio), poder-se-ia obter a aceleração vertical numa superfície equipotencial partindo-se de um tratamento algébrico dos dados coletados por rastreamento altimétrico do satélite Geosat ou alternativamente poder-se-ia processar transformações dos dados de gravimetria marinha em uma superfície equipotencial equivalente. Em decorrência de diferenças no espaçamento entre as linhas dos levantamentos, ou seja, as linhas das trajetórias do satélite estão largamente espaçadas em comparação com aquelas do levantamento marinho, optou-se por transformar os dados gravimétricos do navio em uma superfície equipotencial. Neste tipo de transformação, consideraram-se vários fatores tais como efeitos "aliasing", nível de ruídos nos levantamentos do navio, redução ao geóide (correção "ar livre"), bem como erros computacionais durante as transformações. Com a supressão parcial desses efeitos (enfatizando o "aliasing") encontrou-se forte correlação entre os dois conjuntos de dados verificando-se um nível de coerência satisfatório a partir do comprimento de onda de 11 km. Comparando-se este resultado com o nível de resolução do satélite Geosat largamente estudado por outros pesquisadores enfatiza-se que de fato a resolução dos valores médios (2 anos) do satélite Geosat aproxima-se da resolução dos levantamentos do Equant I e Equant II.

The last mangroves of Marajo Island - Eastern Amazon: Impact of climate and/or relative sea-level changes

The dynamics, over the last 7500 years, of a mangrove at Marajo Island in northern Brazil were studied by pollen and sedimentary facies analyses using sediment cores. This island, located at the mouth of the Amazon River. is influenced by riverine inflow combined with tidal fluctuations of the equatorial Atlantic Ocean. Herbaceous vegetation intermingled with rainforest dominates the central area of the island, while varzea is the main vegetation type along the littoral. In particular, the modem northeastern coastal zone is covered by a mosaic of dense rainforest, herbaceous vegetation, mangroves, varzea, and restinga. The integration of pollen data and fades descriptions indicates a tidal mud flat colonized by mangroves in the interior of Marajo Island between similar to 7500 cal yr BP and similar to 3200 cal yr BP. During the late Holocene, mangroves retracted to a small area (100-700 m in width) along the northeastern coastal plain. Mangrove expansion during the early and mid Holocene was likely caused by the post-glacial sea-level rise which, combined with tectonic subsidence, led to a rise in tidal water salinity. Salinity must have further increased due to low river discharge resulting from increased aridity during the early and mid Holocene. The shrinking of the area covered by mangrove vegetation during the late Holocene was likely caused by the increase in river discharge during the late Holocene, which has maintained relatively low tidal water salinity in Marajo Island. Tidal water salinity is relatively higher in the northeastern part of the island than in others, due to the southeast-northwest trending current along the littoral. The mixing of marine and riverine freshwater inflows has provided a refuge for mangroves in this area. The increase in flow energy during the last century is related to landward sand migration, which explains the current retraction of mangroves. These changes may indicate an increased exposure to tidal influence driven by the relative sea-level rise, either associated with global fluctuations or tectonic subsidence, and/or by an increase in river water discharge. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Transform Tectonics and Non-Volcanic Oceanic Islands

Oceanic islands can be divided, according to their origin, in volcanic and tectonic. Volcanic islands are due to excess volcanism. Tectonic islands are mainly formed due to vertical tectonic motions of blocks of oceanic lithosphere along transverse ridges flanking transform faults at slow and ultraslow mid-ocean ridges. Vertical tectonic motions are due to a reorganization of the geometry of the transform plate boundary, with the transition from a transcurrent tectonics to a transtensive and/or transpressive tectonics, with the formation of the transverse ridges. Tectonic islands can be located also at the ridge–transform intersection: in this case the uplift is due by the movement of the long-lived detachment faults located along the flanks of the mid-ocean ridges. The "Vema" paleoisland (equatorial Atlantic) is at the summit of the southern transverse ridge of the Vema transform. It is now 450 m bsl and it is capped by a carbonate platform 500 m-thick, dated by 87Sr/86Sr at 10 Ma. Three tectonic paleoislands are on the summit of the transverse ridge flanking the Romanche megatrasform (equatorial Atlantic). They are now about 1,000 m bsl and they are formed by 300 m-thick carbonate platforms dated by 87Sr/86Sr, between 11 and 6 Ma. The tectonic paleoisland “Atlantis Bank" is located in the South-Western Indian Ridge, along the Atlantis II transform, and it is today 700 m bsl. The only modern example of oceanic tectonics island is the St. Paul Rocks (equatorial Atlantic), located along the St. Paul transform. This archipelago is the top of a peridotitic massif that it is now a left overstep undergoing transpression. Oceanic volcanic islands are characterized by rapid growth and subsequent thermal subsidence and drowning; in contrast, oceanic tectonic islands may have one or more stages of emersion related to vertical tectonic events along the large oceanic fracture zones.

(Table 1) Calcium isotope composition, Mg/Ca, Sr/Ca and U/Ca ratios of calcareous cysts of Thoracosphaera heimii

We investigated the influences of temperature, salinity and pH on the calcium isotope as well as trace and minor element (uranium, strontium, magnesium) to Ca ratios on calcium carbonate cysts of the calcareous dinoflagellate species Thoracosphaera heimii grown in laboratory cultures. The natural habitat of this species is the photic zone (preferentially at the chlorophyll maximum depth) of temperate to tropical oceans, and it is abundant in deep-sea sediments over the entire Cenozoic. In our experiments, temperatures ranged from 12 to 30 °C, salinity from 36.5 to 38.8 and pH from 7.9 to 8.4. The delta44/40Ca of T. heimii cysts resembles that of other marine calcifiers, including coccolithophores, foraminifers and corals. However, its temperature sensitivity is considerably smaller and statistically insignificant, and T. heimii might serve as a recorder of changes in seawater delta44/40Ca over geologic time. The Sr/Ca ratios of T. heimii cysts show a pronounced temperature sensitivity (0.016 mmol/mol °C**-1) and have the potential to serve as a palaeo-sea surface temperature proxy. No clear temperature- and pH-dependences were observed for Mg/Ca. U/Ca seems to be influenced by temperature and pH, but the correlations change sign at 23 °C and pH 8.2, respectively.