A influência da deposição atmosférica da poeira mineral da Patagônia na biomassa fitoplanctônica do setor Atlântico do Oceano Austral

O Oceano Austral é a região oceânica de maior extensão em que os macronutrientes necessários à produção primária permanecem em níveis elevados por todo ano. Essa condição é conhecida como High Nutrient Low Clorophyll (HNLC) e é determinada, em grande parte, pela relativa escassez de micronutrientes, particularmente o ferro. Diversos experimentos comprovaram que a entrada de ferro neste sistema intensifica a produção biológica, aumentando a fixação do carbono e, eventualmente, sua exportação para águas profundas. Este fenômeno recebeu muita atenção nos últimos 20 anos devido a sua possível influencia no clima, via ciclo do carbono. A relação inversa entre concentração de CO2 na atmosfera e o fluxo de poeira mineral observados em registros glaciais da Antártica Central sugere que a deposição atmosférica pode ser uma importante via para o aporte de micronutrientes. Porém, a contribuição da deposição de poeira mineral para a produção primária nesta região permanece para ser demonstrada e seu possível papel no sistema climático ainda não é conclusivo. No caso do setor Atlântico do Oceano Austral, que recebe influência da Patagônia, os baixos fluxos modernos de poeira mineral e a baixa solubilidade do ferro associado à estrutura dos alumíniossilicato levam muitos autores a postular que fontes oceânicas de micronutrientes sejam mais determinantes. Faltam, no entanto, evidências experimentais. Neste trabalho, abordamos o estudo da fertilização do setor Atlântico do Oceano Austral pela poeira da Patagônia utilizando duas ferramentas: (1) o sensoriamento remoto orbital de aerossóis minerais e clorofila-a em escala interanual; e (2) um experimento de fertilização, com poeira da Patagônia, realizado na Passagem de Drake, considerando fluxos estimados para a era moderna e para o último glacial. Após doze dias de bioensaio, os tratamentos de adição de poeira mostraram a elevação da clorofila-a e da abundância de células em níveis acima dos controles. Níveis intermediários e maiores de adição não diferiram entre si na intensidade de resposta biológica, separando-se apenas da menor adição. Esses resultados indicam que a poeira da Patagônia, mesmo nos fluxos atuais, é capaz de prover os micronutrientes escassos na coluna dágua, com potencial para deflagrar aumentos significativos de biomassa. Através da análise por sensoriamento remoto, identificamos uma região de alta correlação entre poeira e clorofila-a, que está localizada entre a Frente Subtropical e a Frente Polar, se estendendo da Argentina ao sul da África. Esta região difere das águas ao sul da Frente Polar pela menor profundidade da camada de mistura, menor concentração de silicatos, baixa biomassa de diatomáceas e, estima-se, maior estresse fisiológico devido à escassez de ferro e menor aporte oceânico deste nutriente. Em conjunto, essas características parecem criar condições que tornam a resposta biológica mais sensível à deposição de poeira mineral. Estes resultados lançam nova luz sobre o controle atual da produção primária na região e sobre a hipótese da regulação climática pelo fitoplâncton no Oceano Austral, mediado pela deposição de poeira da Patagônia.

Population structure of chum salmon (Oncorhynchus keta) across the Pacific Rim, determined from microsatellite analysis

The Pacific Rim population structure of chum salmon (Oncorhynchus keta) was examined with a survey of microsatellite variation to describe the distribution of genetic variation and to evaluate whether chum salmon may have originated from two or more glacial refuges following dispersal to newly available habitat after glacial retreat. Variation at 14 microsatellite loci was surveyed for over 53,000 chum salmon sampled from over 380 localities ranging from Korea through Washington State. An index of genetic differentiation, FST, over all populations and loci was 0.033, with individual locus values ranging from 0.009 to 0.104. The most genetically diverse chum salmon were observed from Asia, particularly Japan, whereas chum salmon from the Skeena River and Queen Charlotte Islands in northern British Columbia and those from Washington State displayed the fewest number of alleles compared with chum salmon in other regions. Differentiation in chum salmon allele frequencies among regions and populations within regions was approximately 18 times greater than that of annual variation within populations. A regional structuring of populations was the general pattern observed, with chum salmon spawning in different tributaries within a major river drainage or spawning in smaller rivers in a geographic area generally more similar to each other than to populations in different major river drainages or geographic areas. Population structure of chum salmon on a Pacific Rim basis supports the concept of a minimum of two refuges, northern and southern, during the last glaciation, but four possible refuges fit better the observed distribution of genetic variation. The distribution of microsatellite variation of chum salmon on a Pacific Rim basis likely reflects the origins of salmon radiating from refuges after the last glaciation period.

Comparison of survey methods for estimating abundance of harbor seals (Phoca vitulina) in glacial fjords

The importance of glacial ice habitats to harbor seals (Phoca vitulina) in Alaska has become increasingly apparent. However, enumerating harbor seals hauled out on ice in glacial fjords has been difficult. At Johns Hopkins Inlet in Glacier Bay, Alaska, we compared a shore-based counting method to a large-format aerial photography method to estimate seal abundance. During each aerial survey, shore-based observers simultaneously counted seals from an observation post. Both survey methods incurred errors in double-counting and missing seals, especially when ice movements caused seals to drift between survey zones. Advantages of shore-based counts included the ability to obtain multiple counts for relatively little cost, distinguish pups from adults, and to distinguish mobile seals from shadows or glacial debris of similar size. Aerial photography provided a permanent record of each survey, allowing both a reconciliation of counts in overlapping zones and the documentation of the spatial distribution of seals and ice within the fjord.

Parity-dependent State Engineering and Tomography in the ultrastrong coupling regime

Reaching the strong coupling regime of light-matter interaction has led to an impressive development in fundamental quantum physics and applications to quantum information processing. Latests advances in different quantum technologies, like superconducting circuits or semiconductor quantum wells, show that the ultrastrong coupling regime (USC) can also be achieved, where novel physical phenomena and potential computational benefits have been predicted. Nevertheless, the lack of effective decoupling mechanism in this regime has so far hindered control and measurement processes. Here, we propose a method based on parity symmetry conservation that allows for the generation and reconstruction of arbitrary states in the ultrastrong coupling regime of light-matter interactions. Our protocol requires minimal external resources by making use of the coupling between the USC system and an ancillary two-level quantum system.

Two Glass Transitions Associated to Different Dynamic Disorders in the Nematic Glassy State of a Non-Symmetric Liquid Crystal Dimer Dopped with gamma-Alumina Nanoparticles

In the present work, the nematic glassy state of the non-symmetric LC dimer -(4-cyanobiphenyl-4-yloxy)--(1-pyrenimine-benzylidene-4-oxy) undecane is studied by means of calorimetric and dielectric measurements. The most striking result of the work is the presence of two different glass transition temperatures: one due to the freezing of the flip-flop motions of the bulkier unit of the dimer and the other, at a lower temperature, related to the freezing of the flip-flop and precessional motions of the cyanobiphenyl unit. This result shows the fact that glass transition is the consequence of the freezing of one or more coupled dynamic disorders and not of the disordered phase itself. In order to avoid crystallization when the bulk sample is cooled down, the LC dimer has been confined via the dispersion of -alumina nanoparticles, in several concentrations.