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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/72157| Tipo: | Tese |
| Título : | Carbon Dynamics in the water-atmosphere interface of the Parnaíba Delta, Brazil |
| Otros títulos : | Dinâmica do Carbono na interface água-atmosfera no Delta do Parnaíba, Brasil Dynamique du carbone dans l'interface eau-atmosphere du Delta de Panaíba, Brèsil |
| Autor : | Chielle, Raisa de Siqueira Alves |
| Tutor: | Marins, Rozane Valente |
| Co-asesor: | Cotovicz Júnior, Luiz Carlos |
| Palabras clave : | CO2;Estuários;Manguezal;Sazonalidade;Estuaries;Mangroves;Seasonality;Estuaires;Mangrove;Saisonnalité |
| Fecha de publicación : | 2023 |
| Citación : | CHIELLE, Raisa de Siqueira Alves. Dinâmica do Carbono na interface água-atmosfera no Delta do Parnaíba, Brasil. 2023. 145 f. Tese (Doutorado em Ciências Marinhas Tropicais) - Programa de Pós-Graduação em Ciências Marinhas Tropicais, Instituto de Ciências do Mar - LABOMAR - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
| Resumen en portugués brasileño: | Os sistemas estuarinos tropicais são um componente chave na ciclagem do carbono, contribuindo para o transporte de carbono para o oceano aberto, com potencial de serem uma fonte significativa de dióxido de carbono (CO2) para a atmosfera. No entanto, muitos destes ambientes ainda não foram contabilizados quanto aos fluxos de CO2 da água para a atmosfera, principalmente aqueles localizados em regiões equatoriais e tropicais. Deste modo, este doutorado buscou compreender a variabilidade sazonal e espacial da pressão parcial aquática de CO2 (pCO2) e dos fluxos de CO2 entre água-atmosfera, assim como as dinâmicas que controlam o ciclo do carbono no Delta do Rio Parnaíba, o maior delta costeiro das Américas. Este delta tropical é um ambiente intocado, dominado por extensas florestas de mangue, e localizado em uma costa de transição climática entre os climas úmido amazônico e semiárido nordestino, com marcada sazonalidade. Diversos canais e baías do delta do Parnaíba foram amostrados durante as estações seca (2019 e 2021) e chuvosa (2017 e 2018). Medições contínuas de pCO2, temperatura, salinidade e velocidade do vento foram realizadas, enquanto amostras de água superficial foram coletadas em estações discretas para análise de pH, alcalinidade total, carbono dissolvido e particulado, nutrientes, pigmentos, composição isótopica, perfil de ácidos graxos e oxigênio dissolvido. Além disso, amostras de sedimento, plâncton e vegetação da região também foram coletadas para o avaliar a origem do material orgânico presente no delta. Os resultados obtidos mostraram que a variabilidade sazonal de pCO2 ocorreu principalmente relacionada a precipitação, com maiores valores de pCO2 no período de chuvas, enquanto a forte intrusão marinha reduziu significativamente os valores de pCO2 na seca. O ecossistema apresentou grande variabilidade espacial da pCO2, com maiores valores nas águas dominadas por manguezais, moderados nas águas doces e menores valores nas regiões dominadas por águas salgadas. Essas diferenças indicam que a variabilidade da pCO2 é controlada por uma combinação de processos: a mistura entre a água do rio e do oceano devido a processo de diluição das águas estuarinas pelas águas marinhas e/ou retirada da matéria orgânica por processos de floculação, e processos biológicos, como a fotossíntese e a respiração. A presença de ácidos graxos saturados e marcadores de bactérias mostra a intensa mineralização do material orgânico, em grande parte proveniente das extensas florestas de mangue presentes na região. O PRD foi fonte de CO2 para a atmosfera, com fluxos médios aproximadamente 20 vezes maiores durante a estação chuvosa (210 ± 251 mmol.m2.d-1) em comparação com a estação seca (9 ± 11 mmol.m-2.d-1). Os resultados indicam que grandes deltas de rios tropicais circundados por extensos manguezais são fontes importantes de CO2 para a atmosfera, porém a presença de baías no delta facilitou a intrusão marinha mostrando que esse processo é importante fator de diluição da emissão continental. A variabilidade sazonal dos fluxos também deve ser considerada na estimativa da contribuição anual de CO2 por esses tipos de sistemas, principalmente em cenário de mudanças climáticas globais. |
| Abstract: | Coastal tropical systems, such as estuarine deltas, are a key component in the local and global carbon cycle, acting as pathways and reactors for the carbon on their route to the coastal ocean, and a potential source of carbon dioxide (CO2) to the atmosphere. However, many of these environments are still unaccounted for in global estimates and budgets, especially the ones in tropical and equatorial areas. Therefore, this thesis aimed to understand the spatial and seasonal variability of the partial pressure of the CO2 (pCO2) in the estuarine waters and the air-water CO2 fluxes, as well as the controlling biogeochemical processes, in the large mangrove-dominated Parnaíba River Delta (PRD), the largest open sea delta in Americas. The PRD is a tropical and remote delta, with extensive mangrove forest, located in a transitional climatic coast, with marked seasonality. A variety of channels and bays were sampled in four oceanographic campaigns, two during the rainy season (2017 and 2018), and two during the dry season (2019, 2021). Continuous measurements of pCO2, water temperature and salinity, and wind speed were taken, while subsurface water samples were collected along different stations for the analysis of pH, total alkalinity, dissolved oxygen, particulate and dissolved carbon, nutrients, pigments, fatty acids profile and isotopic composition. In addition, sediments, plankton, and vegetation samples were taken to evaluate the origin of the organic matter in the delta. The results showed that the seasonal variability of the pCO2 was mainly related to the precipitation, as higher values occurred during the rainy season, while during the dry season, the intense seawater intrusion significantly reduced the pCO2. There was significant spatial variability in the delta, with higher values of pCO2 in mangrove-dominated waters, moderate in river-dominated ones, and lower in marine-dominated regions. These differences indicate that the variability of pCO2 is controlled by a combination of processes: the mixture between river and ocean water due to the dilution of estuarine waters by seawater and/or the removal of organic matter by flocculation processes, and biological processes, such as photosynthesis and respiration. The presence of saturated fatty acids and bacterial markers indicates the intense mineralization of organic material, largely derived from the extensive mangrove forests in the region, which sustain the high pCO2. The PRD was a source of CO2 to the atmosphere, with fluxes around 20 times higher during the rainy season (210 ± 251 mmol.m-2. d -1) when compared to the dry one (9 ± 11 mmol.m-2.d-1). The results indicate that large tropical river deltas surrounded by extensive mangroves are important sources of CO2 to the atmosphere, but the presence of bays in the study area facilitated marine intrusion, showing that this process is an important factor in diluting continental emissions. The seasonal variability of fluxes should also be considered when estimating the annual contribution of CO2 by these types of systems, especially in the context of global climate change. |
| Resumen en francés: | Les systèmes tropicaux côtiers, tels que les deltas estuariens, sont une composante importante du cycle local et mondial du carbone, agissant comme voie et réacteur pour le carbone sur leur route vers l’océan côtier, et une source potentielle de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère. Cependant, bon nombre de ces environnements ne sont toujours pas pris en compte dans les estimations et les budgets mondiaux, en particulier ceux des régions tropicales et équatoriales. Par conséquent, cette thèse visait à comprendre la variabilité spatiale et saisonnière de la pression partielle du CO2 (pCO2) dans les eaux estuariennes et les flux air-eau de CO2, ainsi que les processus biogéochimiques de contrôle, dans le grand delta du Parnaíba (PRD) dominé par les mangroves, le plus grand delta en haute mer des Amériques. Le PRD est un delta tropical avec une vaste forêt de mangroves, situé dans une côte climatique de transition, avec une forte saisonnalité. Divers chenaux et baies ont été échantillonnés dans le cadre de quatre campagnes océanographiques, deux pendant la saison des pluies (2017 et 2018) et deux pendant la saison sèche (2019 et 2021). Des mesures continuent de la pCO2, de la température et de la salinité de l’eau et de la vitesse du vent ont été prises, tandis que des échantillons d’eau souterraine ont été prélevés le long de différentes stations pour l’analyse du pH, de l’alcalinité totale, de l’oxygène dissous, du carbone dissous et particulaire en suspension, les nutriments, les pigments, le profil des acides gras et la composition isotopique. De plus, des échantillons de sédiments, de plancton et de végétation ont été prélevés pour évaluer l’origine de la matière organique dans le delta. Les résultats ont montré que la variabilité saisonnière du pCO2 était principalement liée aux précipitations, car des valeurs plus élevées se sont produites pendant la saison des pluies, tandis que pendant la saison sèche, l’intrusion intense d’eau de mer a considérablement réduit le pCO2. Il y avait une variabilité spatiale importante dans le delta, avec des valeurs plus élevées de pCO2 dans les eaux dominées par les mangroves, modérées dans les eaux dominées par les rivières et plus faibles dans les régions dominées par le milieu marin. Ces différences indiquent que la variabilité du pCO2 est contrôlée par une combinaison de processus : le mélange entre l’eau de rivière et l’eau de mer en raison de la dilution des eaux estuariennes par l’eau de mer et/ou de l’élimination des matières organiques par les processus de floculation, et les processus biologiques (photosynthèse et respiration). La présence d’acides gras saturés et de marqueurs bactériens indique la minéralisation intense des matières organiques, largement dérivées des vastes mangroves de la région, qui soutiennent les niveaux élevés de CO2. Le PRD était une source de CO2 dans l’atmosphère, avec des flux environ 20 fois plus élevés pendant la saison des pluies (210 ± 251 mmol.m-2.d-1) par rapport à la séché (9±11 mmol.m-2.d-1). Les résultats indiquent que les grands deltas de rivières tropicales entourés de vastes mangroves sont d’importantes sources de CO2 pour l’atmosphère, mais la présence de baies dans la zone d’étude a facilité l’intrusion marine, montrant que ce processus est un facteur important de dilution des émissions continentales. La variabilité saisonnière des flux devrait également être prise en compte lors de l’estimation de la contribution annuelle du CO2 par ces types de systèmes, en particulier dans le contexte du changement climatique mondial. |
| Descripción : | Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72157 |
| Aparece en las colecciones: | LABOMAR - Teses defendidas na UFC |
Ficheros en este ítem:
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