Mapeamento da isoterma de Curie na Bacia do Parnaíba estimada através da profundidade da base das fontes magnéticas

Located on the western edge of the Brazilian northeast, the Parnaíba Basin is an intra cratonic basin with oil production. This study aims at understanding its genesis and evolution, using aeromagnetic and gravity data. We used the spectral analysis of aeromagnetic data to map the depth to the bottom of the magnetic sources in order to assimilate this depth with the depth of the Curie isotherm, and infer the geothermal gradient. Using the spectral analysis technique, we succeeded in mapping the surface of the depth to the bottom of magnetic sources (SBFM), which marks the depth that occur magnetization. In the Parnaíba Basin the SBFM presented depths around -20,5 and -28,5 , which was consistent with an inversion of the same dataset using the technique of Magnetization Vector Inversion (MVI). Furthermore, SBFM topography correlates well with Moho depth, which was estimated from satellite gravimetric data from the GOCE mission (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer). Assuming that SBFM coincides with the Curie isotherm of magnetite (ICM), defined as the surface at which magnetite ( ) looses its ferromagnetic properties, it was possible to estimate the geothermal gradient. The geothermal gradient in the basin showed values between 19.2 and 26.5 , allowing to estimate the heat flow for the Parnaíba basin after assuming a conductivity of 2.69 . The resulting heat flow values ranged between 51.6 and 71.3 , which is consistent with values found in other works throughout the South American continent. Lithospheric thickness using an empirical relationship, finding values between -65.8 and -89.2 . We propose that thermal structure of Parnaíba basin is influenced by a deep thermal anomaly. This anomaly has heated the lithosphere beneath the basin and has resulted in relatively thin values for the lithospheric thickness and relatively high surface heat flow values. The origin of the anomaly is not clear, but the correlation between Curie depth and Moho topography, suggests that tectonic extension processes could have played a role.

Estudo da estrutura subsuperficial da província Borborema com correlação de ruído sísmico

Ambient seismic noise has traditionally been considered as an unwanted perturbation in seismic data acquisition that "contaminates" the clean recording of earthquakes. Over the last decade, however, it has been demonstrated that consistent information about the subsurface structure can be extracted from cross-correlation of ambient seismic noise. In this context, the rules are reversed: the ambient seismic noise becomes the desired seismic signal, while earthquakes become the unwanted perturbation that needs to be removed. At periods lower than 30 s, the spectrum of ambient seismic noise is dominated by microseism, which originates from distant atmospheric perturbations over the oceans. The microsseism is the most continuous seismic signal and can be classified as primary – when observed in the range 10-20 s – and secondary – when observed in the range 5-10 s. The Green‘s function of the propagating medium between two receivers (seismic stations) can be reconstructed by cross-correlating seismic noise simultaneously recorded at the receivers. The reconstruction of the Green‘s function is generally proportional to the surface-wave portion of the seismic wavefield, as microsseismic energy travels mostly as surface-waves. In this work, 194 Green‘s functions obtained from stacking of one month of daily cross-correlations of ambient seismic noise recorded in the vertical component of several pairs of broadband seismic stations in Northeast Brazil are presented. The daily cross-correlations were stacked using a timefrequency, phase-weighted scheme that enhances weak coherent signals by reducing incoherent noise. The cross-correlations show that, as expected, the emerged signal is dominated by Rayleigh waves, with dispersion velocities being reliably measured for periods ranging between 5 and 20 s. Both permanent stations from a monitoring seismic network and temporary stations from past passive experiments in the region are considered, resulting in a combined network of 33 stations separated by distances between 60 and 1311 km, approximately. The Rayleigh-wave, dispersion velocity measurements are then used to develop tomographic images of group velocity variation for the Borborema Province of Northeast Brazil. The tomographic maps allow to satisfactorily map buried structural features in the region. At short periods (~5 s) the images reflect shallow crustal structure, clearly delineating intra-continental and marginal sedimentary basins, as well as portions of important shear zones traversing the Borborema Province. At longer periods (10 – 20 s) the images are sensitive to deeper structure in the upper crust, and most of the shallower anomalies fade away. Interestingly, some of them do persist. The deep anomalies do not correlate with either the location of Cenozoic volcanism and uplift - which marked the evolution of the Borborema Province in the Cenozoic - or available maps of surface heat-flow, and the origin of the deep anomalies remains enigmatic.

Investigação experimental das propriedades termofísicas e da convecção forçada de nanofluido de grafeno

This work presents an experimental investigation of thermal hydraulic performance of the nanofluid composed by graphene nanoparticles dispersed in a mixture of water and ethylene glycol at a ratio of 70:30% by volume. The tests were carried out under forced convection inside a circular tube with uniform heat flux on the wall for the laminar-turbulent transition regime. The mass flow rate ranged from 40 to 70 g/s corresponding to Reynolds numbers between 3000 and 7500. The heat flux was maintained constant at values of 11, 16 and 21 kW/m², as well as the inlet temperature of 15, 20 and 25°C. Three samples were produced with the nanofluid volumetric concentration of 0.05%, 0.10% and 0.15%. Thermophysical properties were experimentaly measured for all samples that were critically compared and discussed with theoretical models most commonly used in the literature. Initially, experiments with distilled water confirmed the validity of the experimental equipment for the thermo-hydraulic tests. Therefore, nanofluid samples that showed the highest thermal conductivity, corresponding to the volumetric concentrations of 0.15% and 0.10%, were subjected to the tests. The thermal-hydraulic performance for both samples was unsatisfactory. The heat transfer coefficients for convection of nanofluids reduced 21% in average, for the sample with = 0.15% and 26% and for =0.10%. The pressure drop of the samples was higher than the base fluid. Finally, the pressure drop and heat transfer coefficient by convection of both samples were also compared to theoretical models. The models used for pressure drop showed an excellent agreement with experimental results, which is remarkable considering the transitional flow.

Modelos Térmicos e Espessura da Litosfera no Sul de Portugal

Os trabalhos publicados sobre estudos relacionados com a obtenção de propriedades da Litosfera na Península Ibérica, indicam uma anomalia na espessura da litosfera no SW da Península referida. Para estes estudos são utilizados valores de altitude , elevação do geóide, anomalias gravíticas e estrutura térmica da região. O trabalho que pretendemos apresentar, consiste em fazer o estudo referido, tendo em conta as características específicas da região em estudo. Serão consideradas as variações de alguns parâmetros na região, como , por exemplo, o fluxo de calor e a profundidade da Moho, tendo em vista a obtenção de informação sobre a estrutura térmica da região e implicações nos resultados dos modelos, nomeadamente na espessura da Litosfera.

Thermal models, lithosphere thickness and heat flow in South Portugal. Some comments about the subject

Reinterpretation of old heat flow data or use of new data and new techniques of detection of the temperature under the surface have conducted to new heat flow density values in some regions of the globe. The problem of ice melting in Greenland and Antarctica caught the public's attention to the importance of knowledge on heat flow values and thermal structure of the globe. In the last years, several models were presented trying to obtain lithosphere and Moho thickness of the Iberia Peninsula. The work we intend to present is related with the SW part of the Iberia Peninsula ( south of the Ossa Morena zone, South Portuguese Zone and Algarve). The results obtained show a decrease in the thickness of the crust and the lithosphere in this region. Density anomalies in the crust are also referred. I intend to make the connection between the results of these models and the heat flow thermal conductivity, heat production and geological data available for the region, trying to explain the results of heat flow density data obtained.

Desenvolvimento de funções de pedotransferência para regiões do nordeste brasileiro.

Modelos para simulação do fluxo de água no solo e previsão de produtividade de culturas requerem informações sobre parâmetros das curvas de retenção e condutividade hidráulica do solo. Funções de pedotransferência (PTFs) se constituem numa alternativa para obtenção dessas informações, a partir de dados de textura e estrutura disponíveis em levantamentos de solos. Neste trabalho, foram ajustadas PTFs para os parâmetros do modelo de van Genuchten (vG), utilizando dados de 838 curvas de retenção de diferentes locais do Nordeste. As PTFs apresentaram boa qualidade de ajuste para os parâmetros θr e θs em contraste com a baixa capacidade preditiva para logα e n. Tais resultados sugerem a viabilidade do seu uso em modelos de simulação do balanço hídrico simplificado e para algumas aplicações práticas de irrigação. No entanto, para uso em modelos complexos de fluxo de água é importante avaliar a sensibilidade das variáveis prognósticas (produtividade agrícola, concentração de solutos) a variações nos parâmetros de vG. A alta variabilidade observada tanto nas propriedades morfológicas como nos parâmetros de vG para a região de estudo sugere o agrupamento dos dados em classes texturais ou tipos de solos.

Energy balances in sugar cane, coffee and natural vegetation in the northeastern side of the São Paulo state, Brazil

Under land and climate change scenarios, agriculture has experienced water competitions among other sectors in the São Paulo state, Brazil. On the one hand, in several occasions, in the northeastern side of this state, nowadays sugar-cane is expanding, while coffee plantations are losing space. On the other hand, both crops have replaced the natural vegetation composed by Savannah and Atlantic Coastal Forest species. Under this dynamic situation, geosciences are valuable tools for evaluating the large-scale energy and mass exchanges between these diffe rent agro-ecosystems and the lower atmosphere. For quantification of the energy balance components in these mixed agro-ecosystems, the bands 1 and 2 from the MODIS product MOD13Q1 we re used throughout SA FER (Surface Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) algorithm, which was applied together with a net of 12 automatic weather stations, during the year 2015 in the main sugar cane and coffee growing regions, located at the no rtheastern side of the state. The fraction of the global solar radiation (R G ) transformed into net radiation (Rn) was 52% for sugar cane and 53% for both, coffee and natural vegetation. The respective annual fractions of Rn used as λ E were 0.68, 0.87 and 0.77, while for the sensible heat (H) fluxes they were 0.27, 0.07 and 0.16. From April to July, heat advection raised λ E values above Rn promoting negative H, however these effects were much and less strong in coffee and sugar cane crop s, respectively. The smallest daily Rn fraction for all agro-ecosystems was for the soil heat flux (G), with averages of 5%, 6% and 7% in sugar cane, coffee and natural vegetation. From the energy balance analyses, we could conclude that, sugar-cane crop presented lower annual water consumption than that for coffee crop , what can be seen as an advantage in situations of water scarcity. However, the replacement of natural vegetation by su gar cane can contribute for warming th e environment, while when this occur with coffee crop there was noticed co oling conditions. The large scale modeling satisfactory results confirm the suitability of using MODIS products togeth er with weather stations to study the energy balance components in mixed agro-ecosystems under land-use and climate change conditions.

Quantificação de fluxos de mercúrio gasoso na interface solo/atmosfera utilizando câmara de fluxo dinâmica: aplicação na bacia do Rio Negro

Gaseous mercury sampling conditions were optimized and a dynamic flux chamber was used to measure the air/surface exchange of mercury in some areas of the Negro river basin with different vegetal coverings. At the two forest sites (flooding and non-flooding), low mercury fluxes were observed: maximum of 3 pmol m-2 h-1 - day and minimum of -1 pmol m-2 h-1 - night. At the deforested site, the mercury fluxes were higher and always positive: maximum of 26 pmol m-2 h-1 - day and 17 pmol m-2 h-1 - night. Our results showed that deforestation could be responsible for significantly increasing soil Hg emissions, mainly because of the high soil temperatures reached at deforested sites.

Diagnóstico de uma área compactada por atividade minerária, na floresta amazônica, empregando métodos geoestatísticos à variável resistência mecânica à penetração do solo

O processo de mineração provoca uma desfiguração do terreno e uma completa alteração da paisagem. Um problema bastante comum na revegetação de áreas degradadas na exploração mineral compreende a compactação do solo/substrato devido ao intenso tráfego de máquinas e movimentação de terra. Os problemas mais comuns da compactação de uma superfície degradada são: aumento da resistência mecânica à penetração radicular, redução da aeração, alteração do fluxo de água e calor, comprometendo a disponibilidade de água e nutrientes do local. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo básico diagnosticar, de forma espacial, a compactação de uma área minerada por meio da resistência mecânica à penetração. O diagnóstico da área compactada foi efetuado para orientar uma futura subsolagem no local visando posterior revegetação. Através dos estudos, concluiu-se que o método de interpolação (krigagem), de acordo com a variação espacial da resistência mecânica à penetração, permite dividir a área estuda em subáreas possibilitando um futuro gerenciamento localizado de forma a reduzir custos e interferências desnecessárias ao ambiente. O método mostrou-se bastante eficiente e pode ser utilizado em diagnóstico da compactação em áreas mineradas, prevendo necessidade de subsolagem.

Fluxo difusivo de zinco em amostras de solo influenciado por textura, íon acompanhante e pH do solo

O fluxo difusivo (difusão) é a forma mais importante de transporte de zinco no solo, dada sua baixa concentração na solução. Este trabalho teve como objetivo avaliar o fluxo difusivo de Zn em amostras de um solo de textura argilosa (Latossolo Vermelho-Escuro - LE), outro de textura média (Podzólico Vermelho-Amarelo - PV) e um terceiro de textura arenosa (Latossolo Vermelho-Amarelo - LV), submetidos a níveis de pH: pH natural (4,38) e 5,40, para o LE; natural (4,87) e 6,00, para o PV, e somente pH natural (4,64), para o LV, e a três fontes de Zn (ZnCl2, ZnEDTA e ZnSO4) nas doses de 0, 20 e 40 mg dm-3 de Zn. As unidades experimentais constituíram-se de 400 cm³ de amostras de solo, colocadas em câmaras feitas de tubos de PVC, com 10 cm de diâmetro e 5 cm de altura, contendo, cada câmara, uma lâmina de resina trocadora de cátions ácido forte (modelo CR61CZR IONICS, Inc) como dreno de Zn, nas dimensões de 2,0 x 5,0 cm, colocada à profundidade de 2,5 cm no meio da câmara. As amostras, umedecidas até a capacidade de campo, foram incubadas por um período de 15 dias à temperatura de 24 ± 4ºC. Após esse período, as lâminas foram retiradas, realizando-se a extração do Zn adsorvido às lâminas de resina. O pH do solo demonstrou ser fator de grande importância no controle do fluxo difusivo do Zn, acarretando-lhe grande diminuição quando da elevação de pH. De modo geral, o fluxo difusivo de Zn foi menor com o aumento do teor de argila do solo. O fluxo difusivo de Zn foi maior, nos três solos, quando a fonte utilizada foi ZnCl2.

Importância do fluxo de massa e difusão no suprimento de potássio ao algodoeiro como variável de água e potássio no solo

A deficiência tardia de potássio na cultura do algodoeiro tem ocorrido com freqüência nas regiões do cerrado brasileiro. Um dos motivos poderia ser atribuído à baixa disponibilidade de água nessa época. Assim, procurou-se quantificar a contribuição da difusão e do fluxo de massa no suprimento de K às raízes do algodoeiro de acordo com a disponibilidade do nutriente e de água. Para tanto, realizou-se um experimento em vasos em casa de vegetação, utilizando amostras da camada arável (0-20 cm) de um Latossolo Vermelho típico, com 330 mg kg-1 de argila. O experimento constou de duas doses de potássio (15 e 121 mg dm-3 ), na forma de KCl, e quatro conteúdos de água (-0,03; -0,1; -0,5 e -1,0 MPa). As plantas foram colhidas aos 53 dias da emergência. A difusão foi o principal mecanismo de transporte de K no solo, variando de 72 a 96 % do total absorvido pelo algodoeiro. A influência do conteúdo de água do solo sobre os mecanismos de transporte de K foi maior em solos com maior concentração deste nutriente, razão por que o fluxo de massa cresce em importância em solos mais secos.

Fluxo difusivo e biodisponibilidade de zinco, cobre, ferro e manganês no solo: influência da calagem, textura do solo e resíduos vegetais

Em solos altamente intemperizados, o fluxo difusivo é o principal mecanismo de transporte de Zn, Cu, Fe e Mn até à superfície das raízes das plantas. Práticas de manejo, como a calagem e a adição de resíduos vegetais ao solo, podem influir no fluxo difusivo e na disponibilidade desses micronutrientes catiônicos. Neste sentido, o presente trabalho objetivou avaliar o fluxo difusivo e a biodisponibilidade de Zn, Cu, Fe e Mn, nas formas catiônicas ou aniônicas, em dois Latosssolos, sob influência de doses de calcário e de resíduos vegetais. Para tanto, os resíduos vegetais, do feijão guandu ou do milheto, foram incorporados em amostra de um Latossolo textura média (LVA) e outro de textura argilosa (LV). Para avaliar o fluxo difusivo, utilizou-se resina de troca aniônica (positivamente carregada) e de troca catiônica (negativamente carregada) na forma de lâminas, incubadas no solo, em câmaras de difusão, durante quinze dias. Os resultados obtidos demonstraram que a calagem reduziu o fluxo difusivo dos micronutrientes, mas a incorporação de resíduos vegetais aos solos atuou inversamente, minimizando o efeito negativo da calagem na difusão. O Cu e o Fe foram transportados, predominantemente, na forma aniônica, enquanto o Zn e o Mn, predominantemente, na forma catiônica. A adição de resíduos vegetais também aumentou o pH dos solos e melhorou a absorção dos micronutrientes pelas plantas de milho, principalmente, quando se incorporou resíduo de milheto, no LVA, e de guandu, no LV.

Fluxo difusivo de micronutrientes catiônicos afetado pelo tipo, dose e época de incorporação de adubos verdes ao solo

Os solos brasileiros, principalmente os do cerrado, são bastante intemperizados e pobres em alguns micronutrientes catiônicos na solução do solo. A utilização de técnicas de manejo, como a adubação verde, pode favorecer o fluxo difusivo (FD) e a disponibilidade desses nutrientes para as plantas. O presente trabalho visou avaliar se a incorporação de adubos verdes ao solo, em diferentes doses e épocas, modifica o FD e a forma iônica de transporte dos micronutrientes Zn, Cu, Fe e Mn no solo. Para tanto, foram incorporados dois resíduos vegetais largamente cultivados como adubo verde: o feijão guandu (Cajanus cajan) ou o milheto (Pennisetum americanum) por diferentes períodos (0, 15, 25, 35, 45 e 55 dias) e doses (0, 9, 18 e 36 t ha-1) num Latossolo Vermelho, argiloso, em condições de laboratório. Para avaliar o FD, utilizaram-se resinas de troca aniônica (positivamente carregada) e de troca catiônica (negativamente carregada) na forma de lâmina, incubadas junto ao solo em câmaras de difusão durante 15 dias. Os resultados obtidos demonstraram que houve aumento do FD do Cu e do Fe com o aumento das doses de material vegetal, principalmente no início do período de incubação, e maior fluxo desses dois micronutrientes para a resina aniônica em relação à catiônica, possivelmente por ser o seu transporte no solo mais dependente da formação de complexos organometálicos com carga líquida negativa. Já para Zn e Mn, o fluxo difusivo foi maior para a resina catiônica. O aumento do tempo de incubação favoreceu o fluxo difusivo de Mn e Zn e reduziu o do Cu e Fe.

Determinação da tensão de água em solo agrícola usando um sensor de dissipação de calor

Um estudo foi realizado sob condições de laboratório e de campo objetivando avaliar um sensor de solo utilizado para determinação da temperatura e da tensão da água no solo. Devido à solubilidade do gesso, material poroso utilizado na fabricação dos sensores, houve redução em área da seção transversal e volume, e aumento da porosidade efetiva desses sensores, em relação aos valores observados antes do início dos testes. Os valores médios da temperatura observados com os sensores foram praticamente iguais aos observados com um termômetro de referência com precisão de 0,1°C. Quando sensores saturados foram instalados a 5 cm de profundidade em um solo franco-argilo-siltoso secado ao ar, em relação a valores de Delta T, o tempo de resposta do sensor à secagem foi um pouco superior a 24 horas. Valores de Delta T observados, tanto no laboratório quanto no campo, apresentaram maior variabilidade na faixa representativa de solo seco, em comparação com o solo úmido. Sob condições de campo, não houve diferença estatística (teste F; 5%) entre as médias de Delta T obtidas com os sensores de dissipação de calor instalados a 10 cm de profundidade e as médias de tensão obtidas com tensiômetros e transformadas para Delta T.

Determinação condutométria de carbonato residual do calcário aplicado no solo por análise em fluxo

The objective of this study was to evaluate a flow injection system for determination of residual CO3(2-) in soil amended with lime material. It was used a closed system were the CO2 released from soil sample acidified with 0.5 mol L-1 HCl was capted in a 0.2 mol L-1 NaOH solution. After 16h the capted CO2 was determined by conductivimetry using a flow injection system. The results obtained by the proposed method were significantly correlated with those reported in soil samples used by the International Soil Analytical Exchange Programe. The regression equation was: y = 0.987x -- 0.075 r = 0.996, P > 0.01. For acid soils amended with CaCO3 the method showed a deviation error of 2.7%, detection limit was 0.077 mmol kg-1 of CO3(2-), and a recovery of 99.7% of the total CO3(2-) added in soil sample. The method was easily adapted for routine determination of residual CO3(2-) in soil samples with an analytical frequency of 40 samples per hour.