Clay mineralogical and isotopic (K-Ar, delta O-18, delta D) constraints on the evolution of the North Anatolian Fault Zone, Turkey

This study presents the first attempt to constrain the evolution of the North Anatolian Fault Zone (NAFZ) by age dating and isotope tracing of clay minerals formed during near-surface faulting. Extensive illitic clay mineralisation occurred along the NAFZ related to hydrothermal alteration of the fault gouges and pseudotachylytes. Samples representing the pre-fault protoliths outside the fault zone do not contain authigenic illitic clay minerals indicating that hydrothermal processes were confined to the areas within the fault zone. K-Ar age data indicate that the hydrothermal system and the associated illite authigenesis initiated at similar to 57 Ma. This process is interpreted to reflect the onset of significant strike-slip or transtensional faulting immediately after the continental collision related to the closure of the Neotethys Ocean. Following the initiation of the fault movements in the latest Paleocene-Early Eocene, displacements along the NAFZ have continued, with probably intensified fault activities at similar to 26 Ma and later than similar to 8 Ma. Oxygen isotope compositions of the illitic clays from different locations along the NAFZ are similar, with narrow ranges in delta O-18 values indicating clay precipitation from fluids with similar oxygen isotope compositions and crystallisation temperatures. The delta O-18 and delta D values of the calculated fluid isotopic composition (delta O-18=5.9 parts per thousand to 11.2 parts per thousand, delta D=-59 parts per thousand to -73 parts per thousand) are consistent with metamorphic and magmatic origin of fluids mobilised during active tectonism. The interpretation of the fluid flow history of the NAFZ is in agreement with that reported previously for some well-known large-scale high-angle fault zones, which similarly developed along collisional-type orogenic belts and are commonly associated with significant mesothermal ore mineralisation. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Multiscale coupling and multiphysics approaches in earth sciences : applications

Geoscientists are confronted with the challenge of assessing nonlinear phenomena that result from multiphysics coupling across multiple scales from the quantum level to the scale of the earth and from femtoseconds to the 4.5 Ga of history of our planet. We neglect in this review electromagnetic modelling of the processes in the Earth’s core, and focus on four types of couplings that underpin fundamental instabilities in the Earth. These are thermal (T), hydraulic (H), mechanical (M) and chemical (C) processes which are driven and controlled by the transfer of heat to the Earth’s surface. Instabilities appear as faults, folds, compaction bands, shear/fault zones, plate boundaries and convective patterns. Convective patterns emerge from buoyancy overcoming viscous drag at a critical Rayleigh number. All other processes emerge from non-conservative thermodynamic forces with a critical critical dissipative source term, which can be characterised by the modified Gruntfest number Gr. These dissipative processes reach a quasi-steady state when, at maximum dissipation, THMC diffusion (Fourier, Darcy, Biot, Fick) balance the source term. The emerging steady state dissipative patterns are defined by the respective diffusion length scales. These length scales provide a fundamental thermodynamic yardstick for measuring instabilities in the Earth. The implementation of a fully coupled THMC multiscale theoretical framework into an applied workflow is still in its early stages. This is largely owing to the four fundamentally different lengths of the THMC diffusion yardsticks spanning micro-metre to tens of kilometres compounded by the additional necessity to consider microstructure information in the formulation of enriched continua for THMC feedback simulations (i.e., micro-structure enriched continuum formulation). Another challenge is to consider the important factor time which implies that the geomaterial often is very far away from initial yield and flowing on a time scale that cannot be accessed in the laboratory. This leads to the requirement of adopting a thermodynamic framework in conjunction with flow theories of plasticity. This framework allows, unlike consistency plasticity, the description of both solid mechanical and fluid dynamic instabilities. In the applications we show the similarity of THMC feedback patterns across scales such as brittle and ductile folds and faults. A particular interesting case is discussed in detail, where out of the fluid dynamic solution, ductile compaction bands appear which are akin and can be confused with their brittle siblings. The main difference is that they require the factor time and also a much lower driving forces to emerge. These low stress solutions cannot be obtained on short laboratory time scales and they are therefore much more likely to appear in nature than in the laboratory. We finish with a multiscale description of a seminal structure in the Swiss Alps, the Glarus thrust, which puzzled geologists for more than 100 years. Along the Glarus thrust, a km-scale package of rocks (nappe) has been pushed 40 km over its footwall as a solid rock body. The thrust itself is a m-wide ductile shear zone, while in turn the centre of the thrust shows a mm-cm wide central slip zone experiencing periodic extreme deformation akin to a stick-slip event. The m-wide creeping zone is consistent with the THM feedback length scale of solid mechanics, while the ultralocalised central slip zones is most likely a fluid dynamic instability.

Seismic Tomography and Earthquake Mechanism Beneath the Central Fennoscandian Shield

The aim of this thesis was to study the seismic tomography structure of the earth s crust together with earthquake distribution and mechanism beneath the central Fennoscandian Shield, mainly in southern and central Finland. The earthquake foci and some fault plane solutions are correlated with 3-D images of the velocity tomography. The results are discussed in relation to the stress field of the Shield and with other geophysical, e.g. geomagnetic, gravimetric, tectonic, and anisotropy studies of the Shield. The earthquake data of the Fennoscandian Shield has been extracted from the Nordic earthquake parameter data base which was founded at the time of inception of the earthquake catalogue for northern Europe. Eight earlier earthquake source mechanisms are included in a pilot study on creating a novel technique for calculating an earthquake fault plane solution. Altogether, eleven source mechanisms of shallow, weak earthquakes are related in the 3-D tomography model to trace stresses of the crust in southern and central Finland. The earthquakes in the eastern part of the Fennoscandian Shield represent low-active, intraplate seismicity. Earthquake mechanisms with NW-SE oriented horizontal compression confirm that the dominant stress field originates from the ridge-push force in the North Atlantic Ocean. Earthquakes accumulate in coastal areas, in intersections of tectonic lineaments, in main fault zones or are bordered by fault lines. The majority of Fennoscandian earthquakes concentrate on the south-western Shield in southern Norway and Sweden. Onwards, epicentres spread via the ridge of the Shield along the west-coast of the Gulf of Bothnia northwards along the Tornio River - Finnmark fault system to the Barents Sea, and branch out north-eastwards via the Kuusamo region to the White Sea Kola Peninsula faults. The local seismic tomographic method was applied to find the terrane distribution within the central parts of the Shield the Svecofennian Orogen. From 300 local explosions a total of 19765 crustal Pg- and Sg-wave arrival times were inverted to create independent 3-D Vp and Vs tomographic models, from which the Vp/Vs ratio was calculated. The 3-D structure of the crust is presented as a P-wave and for the first time as an S-wave velocity model, and also as a Vp/Vs-ratio model of the SVEKALAPKO area that covers 700x800 km2 in southern and central Finland. Also, some P-wave Moho-reflection data was interpolated to image the relief of the crust-mantle boundary (i.e. Moho). In the tomography model, the seismic velocities vary smoothly. The lateral variations are larger for Vp (dVp =0.7 km/s) than for Vs (dVs =0.4 km/s). The Vp/Vs ratio varies spatially more distinctly than P- and S-wave velocities, usually from 1.70 to 1.74 in the upper crust and from 1.72 to 1.78 in the lower crust. Schist belts and their continuations at depth are associated with lower velocities and lower Vp/Vs ratios than in the granitoid areas. The tomography modelling suggests that the Svecofennian Orogen was accreted from crustal blocks ranging in size from 100x100 km2 to 200x200 km2 in cross-sectional area. The intervening sedimentary belts have ca. 0.2 km/s lower P- and S-wave velocities and ca. 0.04 lower Vp/Vs ratios. Thus, the tomographic model supports the concept that the thick Svecofennian crust was accreted from several crustal terranes, some hidden, and that the crust was later modified by intra- and underplating. In conclusion, as a novel approach the earthquake focal mechanism and focal depth distribution is discussed in relation to the 3-D tomography model. The schist belts and the transformation zones between the high- and low-velocity anomaly blocks are characterized by deeper earthquakes than the granitoid areas where shallow events dominate. Although only a few focal mechanisms were solved for southern Finland, there is a trend towards strike-slip and oblique strike-slip movements inside schist areas. The normal dip-slip type earthquakes are typical in the seismically active Kuusamo district in the NE edge of the SVEKALAPKO area, where the Archean crust is ca. 15-20 km thinner than the Proterozoic Svecofennian crust. Two near vertical dip-slip mechanism earthquakes occurred in the NE-SW junction between the Central Finland Granitoid Complex and the Vyborg rapakivi batholith, where high Vp/Vs-ratio deep-set intrusion splits the southern Finland schist belt into two parts in the tomography model.

Dynamic rupture simulation integrated with earthquake observations

Dynamic rupture simulations are unique in their contributions to the study of earthquake physics. The current rapid development of dynamic rupture simulations poses several new questions: Do the simulations reflect the real world? Do the simulations have predictive power? Which one should we believe when the simulations disagree? This thesis illustrates how integration with observations can help address these questions and reduce the effects of non-uniqueness of both dynamic rupture simulations and kinematic inversion problems. Dynamic rupture simulations with observational constraints can effectively identify non-physical features inferred from observations. Moreover, the integrative technique can also provide more physical insights into the mechanisms of earthquakes. This thesis demonstrates two examples of such kinds of integration: dynamic rupture simulations of the M_w 9.0 2011 Tohoku-Oki earthquake and of earthquake ruptures in damaged fault zones:

(1) We develop simulations of the Tohoku-Oki earthquake based on a variety of observations and minimum assumptions of model parameters. The simulations provide realistic estimations of stress drop and fracture energy of the region and explain the physical mechanisms of high-frequency radiation in the deep region. We also find that the overridding subduction wedge contributes significantly to the up-dip rupture propagation and large final slip in the shallow region. Such findings are also applicable to other megathrust earthquakes.

(2) Damaged fault zones are usually found around natural faults, but their effects on earthquake ruptures have been largely unknown. We simulate earthquake ruptures in damaged fault zones with material properties constrained by seismic and geological observations. We show that reflected waves in fault zones are effective at generating pulse-like ruptures and head waves tend to accelerate and decelerate rupture speeds. These mechanisms are robust in natural fault zones with large attenuation and off-fault plasticity. Moreover, earthquakes in damaged fault zones can propagate at super-Rayleigh speeds that are unstable in homogeneous media. Supershear transitions in fault zones do not require large fault stresses. In the end, we present observations in the Big Bear region, where variability of rupture speeds of small earthquakes correlates with the laterally variable materials in a damaged fault zone.

Lipídios como indicadores de processos biogeoquímicos em sedimentos da margem continental do Estado do Rio de Janeiro

Este estudo constitui parte do Projeto Habitats Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos coordenado pelo CENPES/Petrobras, um projeto multidisciplinar de caracterização ambiental que considera as diferentes feições e habitats da margem continental do sudeste brasileiro. O objetivo desta tese foi investigar os processos relacionados com a origem, o transporte e o acúmulo de matéria orgânica (MO) em sedimentos da margem continental da Bacia de Campos (RJ). Para isso, foram determinados a composição elementar da matéria orgânica (carbono e nitrogênio) por combustão a seco e os lipídios (esteróis, álcoois e ácidos graxos) por CG-MS e CG-DIC. Foram analisadas 215 amostras de sedimento superficial (0-2 cm de profundidade), coletadas em duas amostragens (períodos seco e chuvoso de 2008/2009), distribuídas sobre 12 isóbatas (de 25 a 3000 m) ao longo de 9 transectos de norte a sul da bacia. Além disto, foram ainda consideradas as isóbatas de 400 a 1900 m em dois cânions submarinos no norte da bacia (Almirante Câmara e Grussaí). Com base nos resultados obtidos, a MO sedimentar na plataforma e talude da bacia revelou-se essencialmente autóctone, derivada de produtores primários e secundários. Com isto, a MO contém uma fração reativa significativa e, portanto, é potencialmente biodisponível para os organismos bentônicos. No entanto, foram observados gradientes espaciais significativos na qualidade e na quantidade da MO sedimentar. Na plataforma continental (25 m a 150 m de profundidade) as concentrações de lipídios foram intermediárias e houve predomínio de MO sedimentar lábil. Exceções foram as áreas influenciadas por ressurgência costeira e/ou intrusão sub-superficial (próximo à Cabo Frio, Cabo de São Tomé e no limite norte da bacia), onde as concentrações foram altas. No talude superior e médio (400 a 1300 m) as concentrações de MO foram notadamente mais elevadas, mas com maior influência de processos bacterianos de alteração de sua composição original. E no talude inferior (1900 a 3000 m) as concentrações de MO estiveram muito baixas e apenas os lipídios mais resistentes à degradação bacteriana foram encontrados em concentrações mensuráveis. Isto sugeriu a exportação de materiais da plataforma ao longo do gradiente batimétrico, possivelmente decorrente da ação de meandros e vórtices da Corrente do Brasil e das correntes de fundo atuantes na região. Além disto, por ser lábil e biodisponível, a MO no sedimento apresenta uma fração biodisponível que pode ter uma influência na ecologia das comunidades bentônicas, particularmente aquelas localizadas no talude superior. Os cânions Grussaí e Almirante Câmara se revelaram regiões de acúmulo de MO e importantes no transporte da MO com valor nutritivo para comunidades bentônicas do talude médio e inferior.

Ecologia térmica e comportamento de construção de abrigos de Liolaemus lutzae (Lacertilia, Liolaemidae) em três áreas de restinga no estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil: os efeitos de fatores extrínsecos e intrínsecos

Fatores extrínsecos afetam a ecologia térmica e o comportamento de lagartos no habitat, com as características ambientais locais podendo ocasionar alterações na temperatura corpórea (Tc) e no comportamento destes animais. Entretanto, fatores intrínsecos também representam uma importante influência para sua biologia, assim como fatores filogenéticos (históricos). Liolaemus lutzae (Liolaemidae) é uma espécie de lagarto com ocorrência restrita a restingas do estado do Rio de Janeiro (entre a Restinga da Marambaia no município do Rio de Janeiro e a restinga da Praia do Peró no município de Cabo Frio), vivendo exclusivamente na zona de vegetação halófila-psamófila-reptante a chamada área-de-praia da restinga (sujeita a altas temperaturas ambientais e ventos intensos constantes). Nessa área, onde vivem restritos a uma faixa de poucos metros de restinga, os indivíduos se abrigam escavando abrigos no substrato arenoso. Avaliei a importância de fontes ambientais de calor, da intensidade dos ventos, do sexo, da ontogenia, do comprimento rostro-cloacal (CRC) e da massa corpórea para a Tc e a taxa de atividade de lagartos L. lutzae (observando a ocorrência de variações sazonais), em estudos conduzidos no município de Arraial do Cabo, estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. Além disso, eu analisei se o comportamento de L. lutzae, direcionando as aberturas de seus abrigos foi afetado por fatores ambientais nas restingas da Reserva Ecológica Estadual de Jacarepiá e do Parque Natural Municipal de Grumari, ambas no estado do Rio de Janeiro. A atividade dos lagartos se estendeu durante o dia (0600h às 1800h), com máximo entre 1100h e 1300h (com variações sazonais). A Tc dos indivíduos foi 31,7  3,4 C, e variou ao longo do dia e sazonalmente. Em ambas as estações a Tc dos lagartos relacionaram-se às temperaturas do microhabitat (substrato e ar). A intensidade do vento influenciou a Tc dos lagartos (causando seu decréscimo), e a intensidade média do vento afetou o número de lagartos ativos (causando redução da atividade). Houve diferenças intersexuais no CRC, com os machos maiores do que as fêmeas, embora as fêmeas tenham tido maior massa corpórea relativa ao CRC correspondente, comparado aos machos. A Tc também diferiu inter-sexualmente (com machos mais quentes do que fêmeas) e ontogeneticamente (com jovens mais quentes do que adultos depois de removido o efeito do tamanho corpóreo). Houve relações entre a Tc e o CRC e entre a Tc e a massa corpórea, com lagartos maiores tendo Tc mais elevada (causada pela inércia térmica dos corpos). A variabilidade na Tc dos lagartos parece refletir a interação entre características ambientais locais, fatores intrínsecos e a filogenia da espécie. As aberturas dos abrigos foram localizadas principalmente próximas à linha de praia (possivelmente devido ao substrato menos compacto), predominantemente em terrenos inclinados e tiveram uma tendência de orientação influenciada pela inclinação do terreno. O comportamento de L. lutzae de orientar a entrada de seus abrigos para a direção descendente das inclinações pode ser vantajoso para torná-los menos vulneráveis a potenciais ameaças e distúrbios vindos da superfície.

Vegetação e arquitetura das espécies de restinga associadas à ocorrência de Formicivora littoralis (Aves,Thamnophilidae)

O presente estudo teve como objetivo central conhecer a composição florística, a estrutura e a arquitetura das espécies da formação arbustiva fechada pós-praia e investigar possíveis associações com Formicivora littoralis, considerando tática de forrageamento, construção de ninhos e abundância da ave. F. littoralis é endêmica de restingas, e está ameaçada de extinção devido a perda acelerada de habitat. Entretanto, pouco se sabe sobre a vegetação em que ela ocorre, principalmente sobre as áreas de maior abundância da ave localizadas na formação Arbustiva Fechada Pós-praia (AFP) da Restinga da Massambaba, as quais estão inseridas em um Centro de Diversidade Vegetal (CDV) na Região de Cabo Frio. Diante disto, este estudo foi realizado em dois trechos desta formação na Restinga da Massambaba, nos municípios de Araruama e Arraial do Cabo, RJ, Brasil. Foram efetuadas 60 excursões a campo, com coletas aleatórias realizadas ao longo de toda a formação, geração de 20 parcelas de 2x50 m (0,2ha) perpendiculares ao mar, incluindo na amostragem indivíduos com DAP e DAS ≥2,5, estes, foram ainda categorizados em modelos de arquitetura de ramificação considerando número de ramos em dois patamares de altura (DAP e DAS). O levantamento florístico resultou em 327 coletas de 160 espécies, sendo pelo menos 12 espécies vegetais sob algum estado de ameaça, inclusive redescoberta uma Salicaceae (Casearia sessiliflora). Orchidaceae, Leguminosae e Myrtaceae foram as famílias mais ricas. Foram acrescentados 75% mais espécies na lista preliminar da AFP na Massambaba, além de 14 novos registros para o CDV de Cabo Frio. Na estrutura e arquitetura foram analisados 906 indivíduos de 58 espécies. Sendo os maiores valores de importância de Pilosocereus arrabidae (42,30) e Chrysophyllum lucentifolium (23,45). A diversidade de Shannon foi de 3,46 e equabilidade de 0,85. A arquitetura da maior parte dos indivíduos foi complexa, 58% de indivíduos com múltiplas ramificações, e as espécies apresentando variados padrões de ramificação. A densidade populacional de F. littoralis na AFP foi elevada, sendo estimada em 172 ind/km2. A arquitetura da AFP tem influência na ecologia da ave, pois ela foi generalista quanto à espécie utilizada como suporte na construção de ninhos e também para as táticas de forrageamento, mas houve seleção de ramos finos que formavam na horizontal ângulos de até 90 de abertura para construir ninhos. Ramos finos e mais horizontais também foram utilizados com frequência para as táticas de forrageamento. A abundância de F. littoralis esteve correlacionada positivamente à diversidade vegetal e negativamente à altura da vegetação, características marcantes nesta formação. Além disso, elevada taxa de vegetais com síndrome de dispersão zoocórica indica a importância desta formação na oferta de recursos alimentícios para a fauna e atração de pequenos artrópodes, os quais fazem parte da dieta de F. littoralis.

Petrogênese e geocronologia das intrusões alcalinas de Morro Redondo, Mendanha e Morro de São João: caracterização do magmatismo alcalino no Estado do Rio de Janeiro e implicações geodinâmicas

Os modelos para a formação de plútons alcalinos da Província Alcalina do Sudeste Brasileiro ou Alinhamento Poços de Caldas-Cabo Frio associam a gênese destas rochas a grandes reativações ou a passagem de uma pluma mantélica, registrada pelo traço de um hot spot. O objetivo desta tese é, apresentar novos dados e interpretações para contribuir com a melhor elucidação e discussão destes modelos. Os estudos incluem mapeamento, petrografia, litogeoquímica, geoquímica isotópica de Sr, Nd e Pb e datação 40Ar/39Ar. As intrusões selecionadas correspondem ao Morro Redondo, Mendanha e Morro de São João, no Rio de Janeiro, localizados em posições distintas no alinhamento Poços de Caldas-Cabo Frio. A intrusão alcalina do Morro Redondo é composta majoritariamente de nefelina sienitos e sienitos com nefelina, com rara ocorrência de rochas máficas e é caracterizada por uma suíte alcalina sódica insaturada em sílica, de caráter metaluminosa a peralcalina. Esta intrusão foi datada em aproximadamente 74 Ma (idade-platô 40Ar/39Ar). A intrusão alcalina do Mendanha é composta por diversos tipos de rochas sieníticas, além de brechas e estruturas subvulcânicas, como rochas piroclásticas e diques e caracteriza-se por ser uma suíte alcalina sódica saturada em sílica, de caráter metaluminosa, diferente do que ocorre no Marapicu, este subsaturado em sílica. Esta intrusão apresentou duas idades-platô 40Ar/39Ar distintas de magmatismo: 64 Ma para as rochas do Mendanha e 54 Ma em dique de lamprófiro, registrando magmatismo policíclico. O Morro do Marapicu foi datado em aproximadamente 80 Ma. Já a intrusão alcalina do Morro de São João possui uma ampla variedade de litotipos saturados a subsaturados em sílica, tais como sienitos, álcali-sienitos e monzossienitos (alguns portadores de pseudoleucita), com variedades melanocráticas, tais como malignitos e fergustios. Estas rochas definem suas distintas suítes alcalinas subsaturadas em sílica: Uma de composição sódica e outra potássica. Há também uma suíte alcalina saturada em sílica, definida por gabros alcalinos e shonkinitos. A petrogênese destas intrusões corresponde ao modelo de cristalização fracionada, com assimilação de rochas encaixantes (AFC) como indicado pela alta variabilidade de razões isotópicas de estrôncio. No Morro de São João é sugerido o modelo de mistura magmática. Estas intrusões foram geradas a partir de magmas mantélicos enriquecidos, possivelmente associados à antiga zona de subducção relacionada ao orógeno Ribeira. Em razão das novas idades obtidas, o modelo de hot spot proposto fica prejudicado, visto que o Marapicu é de idade mais antiga das intrusões analisadas, o que era esperado para o Morro Redondo. Alguns modelos projetam plumas mantélicas com aproximadamente 1000 km de diâmetro, o que poderia explicar o Mendanha ser contemporâneo ao Morro de São João. As assinaturas isotópicas obtidas para as intrusões não se associam à assinatura isotópica de Trindade e, caso o modelo de plumas mantélicas seja o correto, a pluma que teria maior semelhança de assinatura isotópica é a pluma de Tristão da Cunha.

Ecologia molecular de ostras (Crassostrea spp.) do Atlântico Tropical

Crassostrea (Sacco, 1897) é o gênero mais importante do mundo de ostras de cultivo e consiste de 34 espécies distribuídas pelas regiões tropicais e temperadas do globo. C. gasar e C. rhizophorae são as duas espécies nativas que estão distribuídas ao longo de toda a costa do Brasil até o Caribe. C. gasar também ocorre na costa da Africa. Ainda que sua distribuição seja extensa e com disponibilidade abundante, o cultivo de ostras nativas no Brasil ainda é incipiente e a delimitação correta dos estoques mantém-se incerta. O sucesso do desenvolvimento da malacocultura, que é recomendada internacionalmente como forma sustentável de aquicultura, depende da resolução desses problemas. Assim, com o objetivo de determinar geneticamente seus estoques no Atlântico como também estimar sua história demográfica, dois diferentes marcadores moleculares foram empregados: sequências de DNA da região controle mitocondrial e loci de microssatélites espécie-especifícos, desenvolvidos no presente estudo. Foram sequenciados fragmentos da região controle de um total de 930 indivíduos de C. gasar e C. rhizophorae coletados em 32 localidades que incluíram o Caribe, a Guiana Francesa, a costa brasileira e a África. Também foram realizadas genotipagens de 1178 indivíduos, e ambas as espécies, com 9 e 11 loci de microssatélites para C. gasar e C. rhizophorae, respectivamente. Os dados genéticos foram analisados através de diferentes abordagens (índices de estruturação (FST) e de (Jost D), análise molecular de variância (AMOVA), análise espacial molecular de variância (SAMOVA), Bayesian Skyline Plots (BSP), análise fatorial de correspondência (AFC) e análise de atribuição Bayesiana (STRUCTURE)). Os resultados indicaram um padrão geral de estruturação, onde dois diferentes estoques foram detectados para ambas as espécies: grupos do norte e do sul, onde o Rio de Janeiro seria a região limitante entre os dois estoques. Os maiores valores dos índices de estruturação foram encontrados para C. gasar, indicando que esta espécie estaria mais estruturada do que C. rhizophorae. As análises demográficas indicaram uma provável expansão das populações durante o ultimo período glacial e uma possível origem americana das populações africanas. Todos os resultados sugeriram a existência de uma barreira geográfica próxima ao Rio de Janeiro, que poderia ser a cadeia de Vitória-Trindade e o fenômeno de ressurgência que ocorre em Cabo Frio (RJ). Esses resultados serão de grande utilidade para estabelecer critérios para seleção de sementes para cultivo ao longo da costa do Brasil que permitirá o manejo adequado dos estoques ostreícolas, prevenindo seu desaparecimento como já ocorrido em outros recifes no mundo.

A bacia hidrográfica Lagos-São João pós década de 1960: um estudo das transformações espaciais da região e suas influências sobre a qualidade ambiental

A Bacia Hidrográfica Lagos São João, localizada no sudoeste do Estado do Rio de Janeiro, abrange 13 municípios que abrigam cerca de 520 mil habitantes. Na temporada de férias esse número sobe para mais de 1 milhão de pessoas. A pastagem constitui o principal tipo de uso do solo, em seguida vem as áreas urbanas e as salinas. A partir da década de 1960 essa região passou a receber maior contingente populacional, tanto de veranistas quanto de moradores fixos, beneficiados pela implantação de novas vias de acesso, como a Ponte Rio-Niteroi e pela construção da represa de Juturnaíba, que ampliou o abastecimento de água dos municípios. Surge neste contexto a especulação imobiliária, que acelera a ocupação das terras próximas a Lagoa de Araruama. Rapidamente essas terras foram loteadas e o setor da construção civil foi ganhando força. Entretanto, a região não contou com adequado planejamento, e os investimentos em saneamento básico e outras infraestruturas urbanas não acompanharam o ritmo da construção civil, que cada vez mais investia em casas, prédios e condomínios, que ampliaram consideravelmente a área urbana e a ocupação da zona costeira. Sendo assim, ficou visível o aumento da malha urbana e a ocupação de áreas impróprias, como as margens dos corpos hídricos, os manguezais, dunas e restingas, além da redução da cobertura vegetal. Dessa forma, foi substancial a perda de qualidade ambiental na região, sobretudo, com relação a água da lagoa e dos rios, que passaram a receber maior volume de efluentes sem tratamento. O potencial turístico da região tem sido explorado e provocado altos investimentos dos agentes de especulação imobiliária, entretanto além de promover a ocupação em áreas irregulares, leva a privatização de espaços públicos e incentiva o fenômeno da segunda residência. A chegada de novos turistas iniciou o processo de desenvolvimento do turismo e, consequentemente, a redução da produção salineira. Com isso, o espaço local ganhou novos significados, inseridos pela lógica da urbanização turística. Foi essa nova lógica transformadora que, gradativamente, valorizou a paisagem local, ampliando e encarecendo o seu consumo. Além de ampliar as transformações espaciais, tendo em vista a expansão da malha urbana verificada nas imagens de satélites, atuais, que foram comparadas com fotografias aéreas de décadas anteriores. Todas as transformações ocorridas na região apresentam alguma relação com o desencadeamento de novos problemas ambientais identificados nos seus ecossistemas, sobretudo a Lagoa de Araruama, ou a ampliação de problemas anteriormente existentes.

Pan-biogeografia dos ungulados viventes (Mammalia: Cetartiodactyla e Perissodactyla) da região Neotropical, da Zona de Transição Sul-americana e região Andina: aspectos históricos e conservacionistas

Os ungulados viventes (Cetartiodactyla e Perissodactyla), nas regiões estudadas, são representados por 11 gêneros e 24 espécies. O presente estudo propõe reconhecer os padrões de distribuição destas espécies, a partir da aplicação do método pan-biogeográfico de análise de traços. Este método auxilia no entendimento a priori dos padrões congruentes de distribuição e numa compreensão de padrões e processos de diferenciação geográfica no tempo e no espaço, reconstruindo a biogeografia de táxons. Em relação a aspectos conservacionistas, o método foi aplicado na identificação de áreas prioritárias para conservação. A aplicação do método consiste basicamente na marcação das localidades de ocorrência dos diferentes táxons em mapas, sendo estas localidades conectadas por intermédio de linhas seguindo um critério de mínima distância, resultando nos chamados traços individuais que foram plotados nos mapas de biomas da América Central e do Sul do programa ArcView GIS 3.2. A superposição destes traços individuais define um traço generalizado, sugerindo uma história comum, ou seja, a preexistência de uma biota ancestral subsequentemente fragmentada por eventos vicariantes. A interseção de dois ou mais traços generalizados corresponde a um nó biogeográfico, que representa áreas compostas e complexas, nas quais se agrupam distintas histórias biogeográficas. Para a análise pan-biogeográfica foi utilizado o software ArcView GIS 3.2 e a extensão Trazos 2004. A partir da superposição dos 24 traços individuais, foram reconhecidos cinco traços generalizados (TGs): TG1, Mesoamericano/Chocó, composto por Mazama pandora, M. temama e Tapirus bairdii; TG2, Andes do Norte (Mazama rufina, Pudu mephistophiles e Tapirus pinchaque); TG 3, Andes Centrais (Hippocamelus antisensis, Lama guanicoe, Mazama chunyi e Vicugna vicugna) ; TG4, Patagônia chilena (Hippocamelus bisulcus e Pudu puda).; TG5, Chaco/Centro oeste do Brasil (Blastocerus dichotomus, Catagonus wagneri e Ozotocerus bezoarticus); e um nó biogeográfico em Antioquia no noroeste da Colômbia. As espécies Mazama americana, M.bricenii, M.goazoubira, M.nana, Tapirus terrestris, Tayassu pecari e T. tajacu não participaram de nenhum dos traços generalizados. Os padrões de distribuição formados a partir dos traços generalizados indicam que os ungulados viventes sofreram uma fragmentação e diferenciação no Pleistoceno, relacionadas a eventos históricos ocorridos na região Neotropical, na Zona de Transição Sul-americana e na região Andina, explicados pelos movimentos ocorridos nas Zonas de Falhas Tectônicas da América Central e do Sul, por vulcanismo e pelas mudanças climáticas. A formação do platô Altiplano-Puna revelou ser uma barreira geográfica, tanto em tempos pretéritos como em tempos atuais, para a maioria da biota sul-americana, com exceção dos camelídeos, que habitam estas áreas da Argentina, do oeste da Bolívia e sudoeste do Peru. O nó biogeográfico confirmou a presença de componentes bióticos de diferentes origens, constituindo uma área com grande diversidade biológica e endêmica, sugerindo assim uma unidade de conservação no noroeste da América do Sul.

Quem foi Colombo? A questão étnico-racial nos livros didáticos de história: a descrição do colonizador após as leis 10639/03 e 11645/08

A presente dissertação se propõe a contribuir para as análises dos processos ligados à implementação das leis 10639/03 e 11645/08. Questionamo-nos acerca dos desdobramentos do imperativo das leis nos livros didáticos de história, sobretudo, no uso do conceito de colonizador no processo de explicação da relação entre diferentes povos e culturas nas coleções da disciplina história. Como estão descritas essas relações? Há mudanças institucionalizadas pelo PNLD ou pelas leis: que descrições de significados culturais, políticos os sujeitos implicados nos eventos de ocupação do território americano são apresentados nos manuais de ensino de história? Buscamos entender quais as relações de colonialidade do saber se estabelecem na sistematização dos conteúdos de história, tendo em vista que os atos de colonização envolvem dinâmicas que se chocam com as premissas hierárquicas simplificadas nos processos de ensino de história na escola de acordo com as descrições dos livros didáticos. As maneiras pelas quais o colonizador é rotulado como conquistador, supervalorizando a dimensão europeia do processo e subvalorizando os referenciais da cultura local representados nos povos pré-colombianos são problematizadas nessa dissertação sob duas perspectivas: (1) a superficialização das relações hierárquicas nos processos de colonização, dessa forma, inscrita no feixe de possibilidades que corrobora com as estratégias de perpetuação das simplificações das funções dos atores sociais no período colonial descritas nos manuais didáticos de história; (2) ou como reação prática ou simplista, como estratégia que modifica a realidade histórica social ao sabor das conveniências políticas, suas relações de poder e desenvolvimento de políticas públicas. A pesquisa fundamentou-se na análise de uma coleção de livro didático de história para o ensino médio (1 ao 3 anos) mais usadas efetivamente nas escolas públicas do município de Cabo Frio, Estado do Rio de Janeiro. A pesquisa delimita dois eixos, o primeiro, por meio da análise do histórico das legislações 10639/03 e 11645/08, leis nas quais são baseadas as regulamentações sobre o ensino étnico-racial e grande parte das discussões sobre ações afirmativas no Brasil; um segundo, no qual se estabeleceu investigação aos sentidos atribuídos ao que se define como colonizador e a percepção de quais são as descrições classificadas como colonialidade do saber histórico nos livros didáticos. Tal discussão sobre o colonizador pode contribuir na reflexão crítica sobre a institucionalização do saber histórico escolar do livro didático e de normalização nacional como os PNLDs, quanto às disputas de poder que ocorrem entre os atores políticos no processo de justificativa histórica das políticas públicas como as ações afirmativas.

A dinâmica cibercultural na ressignificação do conhecimento geométrico: uma proposta metodológica para o ensino da geometria espacial

O estudo que apresento está assentado em questões, cujo aprofundamento pretende trazer contribuição à ressignificação dos processos de ensino-aprendizagem, especialmente no âmbito da geometria espacial. Dentre as questões destaco: (1) a relação entre cibercultura e processos de ensinar-aprender, especialmente no que se refere ao conteúdo da geometria espacial, (2) os modos de sentir, de expressar-se e de aprender que a mediação da cultura digital traz contemporaneamente para os jovens; (3) a pesquisa entendida como acontecimento/experiência, cuja dimensão de intervenção permite a pesquisador e pesquisados relacionarem-se dialogicamente, reconhecendo-se como co-autores do processo de investigação. O principal interesse da pesquisa foi investigar se a dinâmica do uso das tecnologias em redes, própria da cibercultura, pode ressignificar o aprendizado do conhecimento de geometria espacial de jovens alunos do Ensino Médio. A abordagem teórico-metodológica está fundamentada nos princípios bakhtinianos da dialogia e da alteridade e no conceito vigotskiano de mediação. Sob a orientação da abordagem histórico-cultural, outros interlocutores teóricos contribuiram de modo significativo para a compreensão das questões que envolvem a relação entre educação e processos comunicacionais pós-massivos, tendo sido indispensáveis à construção e interpretação dos dados Dentre eles, cito Lucia Santaella, Maria Teresa Freitas, Pierre Lévy, Marília Amorim, Maria Helena Bonilla, Nelson Pretto, Edmea Santos, Guaracira Gouvêa, Maria Luiza Oswald, entre outros. O estudo foi realizado numa escola da rede estadual na cidade de Cabo Frio/RJ, sendo sujeitos da pesquisa 78 alunos/as do 2 e 3 ano do Ensino Médio. Para colher as informações de caráter objetivo, foi aplicado um questionário através do aplicativo Google Docs. Os dados qualitativos foram construídos por intermédio da dinâmica de convergência de mídias que engloba a metodologia Webquest, a interface wiki e o software Geogebra. Tendo em vista os pressupostos do estudo que relacionam propostas autorais, posturas alteritárias e práticas cotidianas procurei construir uma estratégia metodológica em que a apropriação das dinâmicas ciberculturais e das interfaces digitais fosse capaz de me auxiliar a identificar como usar estes dispositivos no processo de ressignificação da construção do conhecimento geométrico, bem como descobrir os limites de sua aplicação. Os resultados alcançados, ainda que provisórios dado o inacabamento dos acontecimentos que fazem da pesquisa uma experiência inacabada, apontam para a necessidade de reconhecer os jovens como produtores de saberes que deveriam ser legitimados para que a prática de ensinar-aprender geometria resultasse em conhecimento que articula ciência e vida cotidiana. Essa foi a valiosa lição que a pesquisa trouxe à minha própria prática de professora de matemática, lição que, espero, possa ecoar para outros professores.

Termocronologia (U-Th)He e reativação da margem continental do sudeste do Brasil: seção Serra da Mantiqueira - Gráben da Guanabara

A evolução da margem continental do sudeste do Brasil tem sido discutida por diversos autores desde meados do século passado até os dias atuais, especialmente no contexto da origem e evolução dos escarpamentos e das bacias tafrogênicas. Buscou-se contribuir com novos dados sobre a evolução da área a partir da aplicação da termocronologia de baixa temperatura (U-Th)/He em apatita, que oferece uma sensibilidade significativa para registrar movimentações tectônicas na crosta superior. Foi possível obter idades em 107 cristais de apatita de 18 amostras do embasamento coletadas no perfil com orientação NW-SE, numa seção entre a Serra da Mantiqueira e o Gráben da Guanabara. As idades corrigidas variam entre 250,1 8,7 Ma e 43,5 1,9 Ma (2 σ) e as não corrigidas entre 174,13 3,03 Ma e 27,07 0,60 Ma (1 σ). O Neocretáceo, o Eocretáceo e o Paleoceno são os principais registros no conjunto de dados, em ordem de importância. No Neocretáceo, o intervalo entre 83,6 e 72,1 Ma (Campaniano) representa o maior destaque nos registros termocronológicos, embora os outros registros (Maastrichtiano e Santoniano) também estejam presentes e sejam importantes. As idades do Neocretáceo destacam a importância dos eventos tectonomagmáticos e soerguimento regional na história térmica dessa área, inclusive com idades (~86 Ma) atribuídas ao contexto de soerguimento da Serra do Mar. As idades do Eocretáceo indicam o registro de eventos térmicos mais antigos, vinculados à evolução pré-rifte. Já os dados do Paleoceno estariam associados ao evento de reativação responsável pela implantação do sistema de riftes continentais (~65 Ma) e as idades do Eoceno, restritas à borda de falha da bacia de Resende (49,7 Ma e 43,5 Ma), à reativação do sistema de riftes nessa área. A dispersão de idades foi interpretada como efeito dos danos de radiação já que muitos grãos apresentam correlação entre idade e concentração de urânio (eU). Os padrões de tempo-temperatura (t-T), definidos a partir dos modelos HeFTy calibrados para o modelo de difusão que considera os efeitos de danos de radiação nos cristais, registraram eventos de resfriamento rápido, os quais mostram correlação direta com episódios de reativação e soerguimento na margem continental e com registros nas bacias continentais e marginais. O padrão de aumento das idades com a elevação, assim como da costa em direção ao interior é observado, mas mostra-se alterado pela ocorrência de idades mais jovens associadas à complexa evolução dessa margem continental com desnivelamentos de blocos vinculados à tectônica pós-rift, numa situação que ressalta a influência dos episódios de reativação. As estimativas de denudação total variam entre 1,2 e 2,8 km. As taxas de erosão variam entre 15,2 e 35,3 m/Ma. A evolução da área indica não apenas a influência de um evento específico mas, possivelmente, uma combinação de episódios que se alternaram e/ou atuaram em conjunto em determinados períodos. Os eventos de reativação mais antigos, combinados com os mais recentes, exibem os seus remanescentes na paisagem (serras da Mantiqueira e do Mar e os grábens e bacias sedimentares) e assumem papel fundamental na evolução da área. Os registros de tais episódios podem ser observados nas histórias térmicas das rochas e nos depósitos correlativos nas bacias sedimentares marginais e intracontinentais.

Mercúrio total em Orthopristis ruber (Haemulidae) de quatro regiões costeiras do Estado do Rio de Janeiro, Brasil

O objetivo do presente estudo foi investigar as concentrações de mercúrio total (HgT) nos músculos de Orthopristis ruber de quatro ecossitemas costeiros e identificar possíveis correlações existentes entre comprimento, peso, sexo, estação do ano e índices biológicos. O HgT foi analisado nas regiões de Cabo Frio (CF, n=31), Baía de Guanabara (BG, n=61), Baía de Sepetiba (BS, n=43) e Baía da Ilha Grande (BIG, n=32), as quais apresentam diferentes níveis de degradação ambiental. A BG recebe grande quantidade de efluentes domésticos e industriais de toda região metropolitana do Rio de Janeiro e tem sido considerada como uma das áreas mais poluídas do Brasil. Já na BS, a intensa atividade metalúrgica no seu entorno faz com que esta possa ser tida com nível de degradação intermadiária, enquanto CF e BIG são duas áreas vistas como áreas bem preservadas. As concentrações de HgT foram determinadas através de CV-AAS (FIMS - 400,Perkin Elmer) - utilizando boridreto de sódio como agente redutor. Foi utilizado DORM 3 (National Research Council, Canada) como material de referência (média da recuperação DP =99,2 4,9 %). As concentrações médias de HgT DP para BIG e CF foram, respectivamente, 209,8 118,9 ng/g, e 199,9 88,2 ng/g. Estas regiões apresentaram concentrações significativamente mais elevadas, enquanto a BG mostrou concentrações intermediárias (112,9 88,0 ng/g; ANCOVA, p<0,03). Por outro lado, a BS foi a região com as menores concentrações de HgT (11,3 11,5 ng/g). Tais resultados sugerem que, mesmo sendo áreas degradadas, o HgT não está totalmente biodisponível para BG e BS. Ademais, provavelmente as correntes oceânicas são uma fonte de mercúrio para CF e BIG, carreando mercúrio biodisponível para essas áreas. Para BG análises adicionais foram feitas a fim de identificar a acumulação de HgT ao longo do desenvolvimento ontogenético de O. ruber, uma vez que as concentrações do metal foram maiores em adultos do que em juvenis (PERMANOVA, p< 0,0001). As concentrações de HgT foram positivamente relacionadas tanto com o comprimento (Spearman test; r = 0,85; p <0,001) quanto com o peso (Spearman test; r =0,85; p <0,001) dos peixes da BG, mostrando que o O.ruber acumula HgT ao longo da vida. Diferenças entre sexos foram encontradas apenas para os O. ruber da BIG, onde fêmeas (300 ng/g) apresentaram maiores concentrações de HgT que os machos (~150 ng/g). Dentre os índices biológicos analisados, o índice gonadossomático foi o de maior relevância devido sua correlação negativa entre os níveis de HgT com todos os dados em conjunto (p<0.001), tanto para fêmeas (p<0.001) quanto para machos (p<0.02), sugerindo que o mercúrio pode afetar negativamente a reprodução de O.ruber.