The Coastal Barrier Island Network (CBIN): Future management strategies for barrier islands

Barrier islands are ecosystems that border coastal shorelines and form a protective barrier between continental shorelines and the wave action originating offshore. In addition to forming and maintaining an array of coastal and estuarine habitats of ecological and economic importance, barrier island coastlines also include some of the greatest concentrations of human populations and accompanying anthropogenic development in the world. These islands have an extremely dynamic nature whereby major changes in geomorphology and hydrology can occur over short time periods (i.e. days, hours) in response to extreme episodic storm events such as hurricanes and northeasters. The native vegetation and geological stability of these ecosystems are tightly coupled with one another and are vulnerable to storm-related erosion events, particularly when also disturbed by anthropogenic development. (PDF contains 4 pages)

Coastal plant growth and CO2 enrichment: Can the productivity of black needle rush keep pace with sea level rise?

The rate of sea level change has varied considerably over geological time, with rapid increases (0.25 cm yr-1) at the end of the last ice age to more modest increases over the last 4,000 years (0.04 cm yr-1; Hendry 1993). Due to anthropogenic contributions to climate change, however, the rate of sea level rise is expected to increase between 0.10 and 0.25 cm year-1 for many coastal areas (Warrick et al. 1996). Notwithstanding, it has been predicted that over the next 100 years, sea levels along the northeastern coast of North Carolina may increase by an astonishing 0.8 m (0.8 cm yr-1); through a combination of sea-level rise and coastal subsidence (Titus and Richman 2001; Parham et al. 2006). As North Carolina ranks third in the United States with land at or just above sea level, any additional sea rise may promote further deterioration of vital coastal wetland systems. (PDF contains 4 pages)

Interpretation of lunar topography : impact cratering and surface roughness

This work seeks to understand past and present surface conditions on the Moon using two different but complementary approaches: topographic analysis using high-resolution elevation data from recent spacecraft missions and forward modeling of the dominant agent of lunar surface modification, impact cratering. The first investigation focuses on global surface roughness of the Moon, using a variety of statistical parameters to explore slopes at different scales and their relation to competing geological processes. We find that highlands topography behaves as a nearly self-similar fractal system on scales of order 100 meters, and there is a distinct change in this behavior above and below approximately 1 km. Chapter 2 focuses this analysis on two localized regions: the lunar south pole, including Shackleton crater, and the large mare-filled basins on the nearside of the Moon. In particular, we find that differential slope, a statistical measure of roughness related to the curvature of a topographic profile, is extremely useful in distinguishing between geologic units. Chapter 3 introduces a numerical model that simulates a cratered terrain by emplacing features of characteristic shape geometrically, allowing for tracking of both the topography and surviving rim fragments over time. The power spectral density of cratered terrains is estimated numerically from model results and benchmarked against a 1-dimensional analytic model. The power spectral slope is observed to vary predictably with the size-frequency distribution of craters, as well as the crater shape. The final chapter employs the rim-tracking feature of the cratered terrain model to analyze the evolving size-frequency distribution of craters under different criteria for identifying "visible" craters from surviving rim fragments. A geometric bias exists that systematically over counts large or small craters, depending on the rim fraction required to count a given feature as either visible or erased.

Evolução geológica do Complexo Quirino, Terreno Paraíba do Sul, Setor Central da Faixa Ribeira, com base em dados isotópicos de Sm-Nd e Sr

A área estudada está inserida na Faixa Ribeira, Segmento Central da Província Mantiqueira (Almeida et al., 1973, 1977, 1981), que representa um cinturão de dobramentos e empurrões gerado no Neo-proterozóico/Cambriano, durante a Orogênese Brasiliana, na borda sul/sudeste do Cráton do São Francisco (Almeida, 1971, 1977; Cordani et al., 1967, 1973; Cordani & Brito Neves, 1982; Teixeira & Figueiredo, 1991). Neste contexto, o Complexo Quirino é o embasamento retrabalhado do Terreno Paraíba do Sul (Heilbron et al., 2004). O Complexo Quirino é formado por extensos corpos de ortognaisses foliados a homogêneos, leuco a mesocráticos, de granulometria média à grossa, composicionalmente variando entre granitóides tonalíticos/granodioríticos a graníticos, e apresentando enclaves de rochas ultramáficas, máficas e cálcio-silicáticas (ricas em tremolita). Os ortognaisses tonalíticos/granodioríticos apresentam porfiroblastos de plagioclásio e a hornblenda como máfico principal, contrastando com os de composição granítica que apresentam porfiroblastos de K-feldspato e biotita predominante. Como acessórios aparecem zircão, titanita, apatita e epidoto. Também estão associados a estes ortognaisses, granitóides neoproterozóicos que formam corpos individualizados ou lentes anatéticas no conjunto paleoproterozóico. Estes são compostos predominantemente por biotita gnaisse e hornblenda-biotita gnaisse. A análise litogeoquímicas dos ortognaisses do Complexo Quirino demonstrou a existência de duas séries magmáticas distintas. A primeira pertencente à série cálcio-alcalina de alto-K apresenta uma composição mais expandida granítica-adamelítica/granodioritica/tonalítica e é correlacionável aos bt-ortognaisses e alguns hb-bt-ortognaisses. Os ortognaisses da série médio-K apresentam composição predominantemente tonalítica, sendo correlacionáveis à maioria dos hornblenda-biotita gnaisses. Enclaves lenticulares de metapiroxeníticos e anfibolíticos ocorrem em muitos afloramentos. Também ocorrem granitóides neoproterozóicos de composição graníticas a quartzo-monzoníticas O estudo isotópico de Sm-Nd e Sr demonstrou que os ortognaisses da série cálcio-alcalina de alto-K e aqueles da série cálcio-alcalina de médio-K possuem idades modelo TDM variando entre paleoproterozóicas a arqueanas, consistentes com dados U-Pb em zircão publicados na literatura. A série cálcio-alcalina de alto-K é mais antiga (2308 9,2 Ma a 2185 8 Ma) do que a série calcio-alcalina de médio-K (2169 3 a 2136 14 Ma) e a existência de zircões herdados com idades mínimas de 2846 Ma e 2981 Ma para série de médio-K e 3388 16 para série de alto-K. Os granitóides brasilianos possuem idades de cristalização neoproterozóica correlacionada a Orogênese Brasiliana (602 a 627 Ma) (Viana, 2008; Valladares et al., 2002)./Com base nos dados de Sr e Sm-Nd foi possível caracterizar 4 grupos distintos. Os grupos 1 e 2 são formados por rochas de idade paleoproterozóica (2,1 a 2,3 Ga) com idades modelo TDM variando de 2,9 e 3,4 Ga, εNd entre -8,1 e -5,8 e 87Sr/86Sr(t) = 0,694707 (Grupo 1) e TDM variando de 2,5 a 2,7 Ga, εNd entre -5,8 e -3,1 e 87Sr/86Sr(t) = 0,680824 (Grupo 2), formados no paleoproterozóico com contribuição de uma crosta arqueana. O grupo 3 é formado por rochas juvenis de idade paleoproterozóica, com idades de cristalização variando entre 2,0 e 2,2 Ga e com idades modelo TDM variando de 2,1 a 2,2 Ga e εNd entre + 1,5 e + 1,2. O grupo 4 é formado durante o neoproterozóico (645 Ma) por rochas possivelmente de idade paleoproterozóico com idades modelo TDM igual a 1,7 Ga e εNd igual a -8,3.

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.

Limnology in Sicily: A history of fresh waters surrounded by the sea

The aim of this short article is to trace the history of limnology in Sicily, from the end of the last century up to the present, and pay a little homage to a scientist to whom limnology is deeply indebted: G.E. Hutchinson. Due to its insular and climatic conditions, Sicily is characterised by a drainage network formed by numerous short, torrent-like rivers, and by a few small, natural lakes. The geological characteristics of the island strongly condition the quality of these small waterbodies which generally have surface areas of less than 0.2 km super(2). The earliest observations on Sicilian lentic waters go back more than a century; in particular, at the end of the 19th century, some of the issues regarding the natural lakes had already been brought into focus. Subsequent studies on natural waterbodies concentrated on the geomorphology of landslide lakes or lakes created by the dissolution of the gypsum tableland. However, many of the waterbodies no longer exist because of land reclamation which took place up to the first half of the 1950s. During the last 35 years, there has been a notable increase in limnological publications. In addition, these studies show a more careful and integrated approach to the limnological aspects of waterbodies, compared with the early studies.

Mapeamento geológico em áreas graníticas intemperizadas em regiões montanhosas tropicais: o granito Conselheiro Paulino (Faixa Ribeira)

Neste trabalho foram integrados o mapeamento geológico de campo, os dados regionais aerogeofísicos e as imagens orbitais de alta resolução (1 m) para fornecer um mapa geológico detalhado do Pluton granítico Conselheiro Paulino, na Faixa Ribeira, Brasil. A área estudada possui poucos afloramentos e outras questões que dificultam o mapeamento geológico tradicional. Escorregamentos de terra são comuns na porção mais intemperizada do granito. A utilização de imagens orbitais de alta resolução permitiu a identificação dos poucos afloramentos existentes, além de outros elementos, como ravinas, planícies aluviais, eluviões, vegetação e estradas. Isso foi importante para orientar e otimizar as pesquisas de campo. A disponibilidade de dados aerogeofísicos magnéticos e radiométricos corroboraram nos trabalhos de campo e na petrografia do Pluton granítico Conselheiro Paulino. O pluton pode ser dividido em duas facies distintas, sendo uma de composição microgranítica e outra de composição microgranodiorítica

Fundamentos da exploração de petróleo e gás natural e análise geoeconômica da matriz energética brasileira atual e projeções futuras

A análise da matriz energética mundial, assim como a brasileira, nos mostra que o gás natural representará em breve um importante insumo energético favorecendo a balança de pagamentos nacional, visto que o gás poderá ser usado tanto para consumo interno, quanto para exportação. O aumento das reservas nacionais de hidrocarbonetos se deve ao desenvolvimento de tecnologias, que favoreceram o conhecimento das bacias brasileiras quanto ao seu potencial produtor de combustíveis fósseis, permitindo a descoberta de novas jazidas. O amadurecimento do mercado nacional quanto ao consumo de gás natural passa pela construção de uma infraestrutura robusta, eficiente e que possibilite a captação, o armazenamento e distribuição do mesmo. O Brasil tem todos os requisitos necessários para adentrar ao seleto grupo de países exportadores de hidrocarbonetos, a descoberta do Pré-sal tende a incrementar a importância do gás natural para o país. Ao final do trabalho são descritos cenários futuros (quanto o consumo de energéticos), onde se vê que o consumo de energia para os próximos anos crescerá a taxas superiores as das duas últimas décadas. Análise destes cenários permite antecipar o interesse de futuros investimentos no desenvolvimento do conhecimento geológico para áreas promissoras.

Arquitetura crustal da bacia de Almada no contexto das bacias da margem lesste da América do Sul

A Bacia de Almada, localizada no estado da Bahia, compartilha características similares com as outras bacias da margem leste do Brasil, quando é analisada segundo aspectos como os processos sedimentares e o regime de esforço dominante durante a sua formação. Observa-se uma diferença marcante em relação as outras bacias quando é analisada sob a ótica da composição da crosta transicional, uma vez que não se registra atividade vulcânica durante a fase rifte. A aquisição de um extenso levantamento sísmico 3D, com cabos de 6 km de comprimento e 9.2 segundos de tempo de registro (tempo sísmico duplo), resultaram em imagens sísmicas de boa qualidade das estruturas profundas do rifte. Adicionalmente, estudos de modelagem gravimétrica foram integrados com a análise sísmica para corroborar o modelo geológico. A Bacia de Almada é parte dos sistemas de rifte continentais, desenvolvidos durante o Berriasiano até o Aptiano, que antecederam a quebra do continente do Gondwana, evoluindo posteriormente para uma margem passiva divergente. O processo do rifteamento desenvolveu cinco sub-bacias de orientação NNE-SSO, desde posições terrestres até marinhas profundas, produzindo um arcabouço estrutural complexo. Os perfis da sísmica profunda mostram o afinamento progressivo da crosta continental até espessuras da ordem de 5 km, abaixo da sub-bacia mais oriental, com fatores de estiramento crustal próximo a 7 antes do desenvolvimento de crosta oceânica propriamente dita. As imagens sísmicas de boa qualidade permitem também o reconhecimento de sistemas de falhas lístricas que se iniciam na crosta superior, evoluem atravessando a crosta e conectando as sub-bacias para finalizar em um descolamento horizontal na crosta inferior estratificada. Adicionalmente, a bacia apresenta um perfil assimétrico, compatível com mecanismos de cisalhamento simples. As margens vulcânicas (VM) e não vulcânicas (NVM), são os extremos da análise composicional das margens divergentes continentais. Na Bacia de Almada não se reconhecem os elementos arquiteturais típicos das VM, tais como são as grandes províncias ígneas, caracterizadas por cunhas de refletores que mergulham em direção ao mar e por intenso vulcanismo pré- e sin-rifte nas bacias. Embora a margem divergente do Atlântico Sul seja interpretada tradicionalmente como vulcânica, o segmento do rifte ao sul do Estado da Bahia apresenta características não-vulcânicas, devido à ausência destes elementos arquiteturais e aos resultados obtidos nas perfurações geológicas que eventualmente alcançam a seqüência rifte e embasamento. Regionalmente a margem divergente sul-americana é majoritariamente vulcânica, embora a abundância e a influência do magmatísmo contemporâneo ao rifte seja muito variável. Ao longo da margem continental, desde a Bacia Austral no sul da Argentina, até a Bacia de Pernambuco no nordeste do Brasil, podem ser reconhecidos segmentos de caráter vulcânico forte, médio e não vulcânico. Nos exemplos clássicos de margens não vulcânicas, como a margem da Ibéria, a crosta transicional é altamente afinada podendo apresentar evidências de exumação de manto. Na Bacia de Almada, a crosta transicional apresenta importante estiramento embora não haja evidências concretas de exumação de manto. Os mecanismos responsáveis pela geração e intrusão dos grandes volumes de magma registrados nas margens divergentes são ainda sujeitos a intenso debate. Ao longo da margem divergente sul-americana há evidências da presença dos mecanismos genéticos de estiramento litosférico e impacto de plumas. Alternativamente estes dois mecanismos parecem ter tido um papel importante na evolução tectônica da margem sudeste e sul, diferenciando-as da margem continental onde foi implantada a Bacia de Almada.

The ionic composition of surface waters in the English Lake District, related to bedrock geology, with some singular facts and speculation on the existence of mineral-rich groundwaters

This article is based on a survey of tarns conducted mainly in the summers of 1983 to 1985, plus a survey made in the winter of 1985, in which streams were sampled on the wide variety of rock-types occurring on the fringes of the Lake District. Differences in composition of major ions and their concentrations in the surface waters of Cumbria reflect the complex geological structure of the region. At altitudes above 300 m, on Borrowdale Volcanics and Skiddaw Slates, surface waters are derived from atmospheric precipitation, with additional inputs of some ions - especially calcium and bicarbonate - from catchment rocks and soils. In some of the low-lying large lakes on the fringes of the central fells, water composition is also dominated by inputs from upper catchments; examples are Wastwater, Ullswater and Haweswater. However in other lakes there is evidence (Derwentwater and Bassenthwaite Lake) of inputs from saline groundwater.

A utilização de tecnologias digitais de geoprocessamento na identificação de unidades de paisagem na bacia hidrográfica do rio Iguaçu-Sarapuí (RJ)

A Bacia do Rio Iguaçu-Sarapuí integra a região hidrográfica da Baía de Guanabara. Sua área de drenagem, com cerca de 726 km2, corresponde a aproximadamente 20% do total da área de contribuição à Baía, da ordem de 4600 km2 . Os municípios abrangidos pela bacia do Rio Iguaçu são: Nova Iguaçu, Duque de Caxias, Belford Roxo, São João de Meriti, Nilópolis, Mesquita e uma pequena parte do município do Rio de Janeiro. O presente trabalho tem como objetivo utilizar metodologias destinadas à identificação das unidades de paisagem na Bacia Hidrográfica do Rio Iguaçu, baseado nos conceitos de Paisagem Integrada e utilizando como suporte tecnologias digitais de geoprocessamento. Para o desenvolvimento desta pesquisa foram utilizados dados de diferentes fontes e órgãos governamentais de planejamento que trate desta temática. Os dados ao qual o texto se refere são: bases cartográficas em diferentes escalas de abordagem, Imagens Sensoriais Landsat 7, relatórios e diagnóstico da área em estudo. A identificação das unidades de paisagem na bacia do Rio Iguaçu-Sarapuí é feita a partir da delimitação das unidades de relevo e informações sobre o uso do solo, aspectos geológicos e pedológicos. O trabalho foi baseado no apoio das tecnologias digitais de geoprocessamento que permite uma melhor correlação entre diferentes tipos de informações tanto dos aspectos físicos, geológicos como também das ações antrópicas, classificando-as quanto ao grau de intervenção. O resultado do trabalho nesta região foi a elaboração de um diagnóstico ambiental das limitações e susceptibilidade ao desenvolvimento de determinadas atividades distribuindo-as espacialmente na bacia. A utilização de um Sistema de Informação Geográfica, em especial o Arc Gis 9.2 teve uma importância relevante na elaboração da pesquisa. Uma vez que este sistema trabalha com grandes volumes de informações e na análise integrada de objetos complexos, além de permitir a elaboração de um banco de dados espacial no próprio projeto. O que o diferencia dos demais Sistema de Informação Geográfica, tornando-o uma ferramenta eficiente na gestão integrada dos recursos naturais.

Caracterização geológica da ocorrência de óleo na Formação Rio Bonito associada a um modelo não convencional de geração

O trabalho teve como escopo a caracterização geológica, em termos estruturais e estratigráficos, do sistema petrolífero responsável pela ocorrência de óleos encontrados na Formação Rio Bonito, na região carbonífera de Santa Catarina. Atualmente, especula-se que a assinatura geoquímica destes óleos relaciona-se à Formação Irati associado a um modelo não convencional de geração, vinculando a maturação térmica à intrusão de diabásio, devido a um soterramento insuficiente da rocha geradora. Como a Formação Irati encontra-se posicionada estratigraficamente acima da Formação Rio Bonito, o sistema está associado a um forte controle estrutural para o modelo de migração. A preparação de um mapa geológico integrado para a área de estudo envolvendo dados geológicos de campo, dados aeromagnetométricos e informações de furos de sondagem permitiu um entendimento mais aprofundado do arcabouço tectônico-estratigráfico da região. Seções geológicas mostraram a presença de falhas de grandes rejeitos que promoveram um sistema de Horsts e Grabens relacionados às NE-SW e secundariamente a falhas E-W, que permitiram a colocação da Formação Irati em contato lateral ou em um posicionamento abaixo da Formação Rio Bonito. A partir das seções cronoestratigráficas elaboradas foi possível reconhecer prováveis selos, trapas estratigráficos e estruturais, associados ao sistema petrolífero Irati-Rio Bonito. A análise geoquímica (isótopos e biomarcadores) dos óleos coletados na Formação Rio Bonito apontaram que os mesmos estão associadas aos folhelhos do Membro Assistência da Formação Irati, por possuírem uma razão pristano/fitano menor que 1, gamacerano, e a presença de isoprenóides pentametileicosano (i-25) e esqualano (i-30). A partir de análises geoquímicas realizadas em extratos orgânicos extraídos de folhelhos da Formação Irati intrudidos por diabásio, obteve-se valores da relação entre biomarcadores correspondentes e valores de Ro que indicam que foi alcançado o pico de geração de óleo. Contudo, não há registro na área de estudo de um soterramento suficiente que favorecesse essa situação, levando-nos, assim, a acreditar em um modelo de geração não convencional, por meio da intrusão de diabásio nas rochas geradoras. O arcabouço estrutural e os óleos estudados na região sugerem um processo migratório de sudoeste para o nordeste, ao longo de um sistema de falhas NE-SW, encontradas na região, que foram geradas anteriormente ou concomitantemente ao derrame basáltico associado à Formação Serra Geral.

Part I - The radiation of elastic waves from a spherical cavity in a half space. Part II - Precision determination of focal depths and epicenters of earthquakes.

Part I: The dynamic response of an elastic half space to an explosion in a buried spherical cavity is investigated by two methods. The first is implicit, and the final expressions for the displacements at the free surface are given as a series of spherical wave functions whose coefficients are solutions of an infinite set of linear equations. The second method is based on Schwarz's technique to solve boundary value problems, and leads to an iterative solution, starting with the known expression for the point source in a half space as first term. The iterative series is transformed into a system of two integral equations, and into an equivalent set of linear equations. In this way, a dual interpretation of the physical phenomena is achieved. The systems are treated numerically and the Rayleigh wave part of the displacements is given in the frequency domain. Several comparisons with simpler cases are analyzed to show the effect of the cavity radius-depth ratio on the spectra of the displacements.

Part II: A high speed, large capacity, hypocenter location program has been written for an IBM 7094 computer. Important modifications to the standard method of least squares have been incorporated in it. Among them are a new way to obtain the depth of shocks from the normal equations, and the computation of variable travel times for the local shocks in order to account automatically for crustal variations. The multiregional travel times, largely based upon the investigations of the United States Geological Survey, are confronted with actual traverses to test their validity.

It is shown that several crustal phases provide control enough to obtain good solutions in depth for nuclear explosions, though not all the recording stations are in the region where crustal corrections are considered. The use of the European travel times, to locate the French nuclear explosion of May 1962 in the Sahara, proved to be more adequate than previous work.

A simpler program, with manual crustal corrections, is used to process the Kern County series of aftershocks, and a clearer picture of tectonic mechanism of the White Wolf fault is obtained.

Shocks in the California region are processed automatically and statistical frequency-depth and energy depth curves are discussed in relation to the tectonics of the area.

Monitoramento microbiológico e físico-químico de tanques de armazenamento de óleo e água

A injeção da água do mar nos campos marítimos (offshore), processo este conhecido como recuperação secundária de petróleo, gera muitos resíduos e efluentes. Dentre estes, pode-se destacar a água produzida, que consiste de água de formação, água naturalmente presente na formação geológica do reservatório de petróleo, e água de injeção, aquela normalmente injetada no reservatório para aumento de produção. Sete tanques de armazenamento de água/óleo de um terminal foram monitorados quanto à presença de micro-organismos e teores de sulfato, sulfeto, pH e condutividade. Particularmente, as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que agem às expensas da atividade de outras espécies, reduzindo sulfato à sulfeto, constituindo-se num problema-chave. Os tanques de óleo codificados como Verde, Ciano, Roxo, Cinza, Vermelho, Amarelo e Azul, apresentaram comportamentos distintos quanto aos parâmetros microbiológicos e físico-químicos. Após este monitoramento, de acordo com valores referência adotados, e levando-se em conta como principais parâmetros classificatórios concentrações de BRS, bactérias anaeróbias totais e sulfeto, os dois tanques considerados mais limpos do monitoramento foram os tanques roxo e ciano. Analogamente, por apresentarem os piores desempenhos frente aos três principais parâmetros, os tanques amarelo e cinza foram considerados os mais sujos de todo o monitoramento. Após esta segregação, esses três principais parâmetros, mais a concentração de sulfato, foram inter-relacionados a fim de se corroborar esta classificação. Foi possível observar que o sulfeto instantâneo não foi o parâmetro mais adequado para se avaliar o potencial metabólico de uma amostra. Por este motivo, foram verificados os perfis metabólicos das BRS presentes nas amostras, confirmando a segregação dos tanques, baseada em parâmetros em batelada

Constraining the interpretation of 2-methylhopanoids through genetic and phylogenetic methods

Hopanoids are a class of sterol-like lipids produced by select bacteria. Their preservation in the rock record for billions of years as fossilized hopanes lends them geological significance. Much of the structural diversity present in this class of molecules, which likely underpins important biological functions, is lost during fossilization. Yet, one type of modification that persists during preservation is methylation at C-2. The resulting 2-methylhopanoids are prominent molecular fossils and have an intriguing pattern over time, exhibiting increases in abundance associated with Ocean Anoxic Events during the Phanerozoic. This thesis uses diverse methods to address what the presence of 2-methylhopanes tells us about the microbial life and environmental conditions of their ancient depositional settings. Through an environmental survey of hpnP, the gene encoding the C-2 hopanoid methylase, we found that many different taxa are capable of producing 2-methylhopanoids in more diverse modern environments than expected. This study also revealed that hpnP is significantly overrepresented in organisms that are plant symbionts, in environments associated with plants, and with metabolisms that support plant-microbe interactions; collectively, these correlations provide a clue about the biological importance of 2-methylhopanoids. Phylogenetic reconstruction of the evolutionary history of hpnP revealed that 2-methylhopanoid production arose in the Alphaproteobacteria, indicating that the origin of these molecules is younger than originally thought. Additionally, we took genetic approach to understand the role of 2-methylhopanoids in Cyanobacteria using the filamentous symbiotic Nostoc punctiforme. We found that hopanoids likely aid in rigidifying the cell membrane but do not appear to provide resistance to osmotic or outer membrane stressors, as has been shown in other organisms. The work presented in this thesis supports previous findings that 2-methylhopanoids are not biomarkers for oxygenic photosynthesis and provides new insights by defining their distribution in modern environments, identifying their evolutionary origin, and investigating their role in Cyanobacteria. These efforts in modern settings aid the formation of a robust interpretation of 2-methylhopanes in the rock record.