Dissertations / Theses on the topic 'Paleo ecology'

Les Gastornithidae sont des oiseaux géants terrestres présents dans le Tertiaire (Paléocène- Eocène) d'Europe, d'Amérique du Nord et d'Asie. Bien que ces oiseaux soient connus depuis le 19ème siècle, leur écologie et les environnements dans lesquels ils vivaient sont encore très mal connus. Cette thèse propose donc d'apporter des réponses sur ces deux points afin de mieux comprendre ces oiseaux grâce à une approche pluridisciplinaire, combinant des études de morphologie-fonctionnelle, de géochimie isotopique, et de paléontologie. Nous avons pu déterminer que cet oiseau de deux mètres de haut devait peser entre 110 et 260 kg, et avait un déplacement relativement lent ne lui permettant pas de courir rapidement et longtemps. Le régime alimentaire des Gastornithidae, en débat depuis plus de vingt ans, a été ré-étudié grâce à une étude de géochimie isotopique combinée à une étude de morphologie fonctionnelle, permettant de conclure à une alimentation herbivore. Parallèlement, les paléo-environnements dans lesquels évoluaient cet oiseau ont également pu être étudiés grâce une étude de géochimie isotopique appliquée à des coquilles d'oeufs fossiles du Sud de la France attribuées à Gastornis dans cette thèse. Ces grands oiseaux vivaient donc dans un environnement relativement sec et chaud avec probablement une alternance de saison sèche et humide pour le Sud de la France, ce qui est différent de ce qu'on connait pour des environnements du centre de l'Allemagne où d'autres fossiles de Gastornis ont été trouvés, et où la végétation montre un environnement plus humide. Cela montre donc que cet oiseau avait une bonne capacité d'adaptation à différents environnements, ce qui lui a probablement permis de franchir le PETM sans être particulièrement affecté, comme le montre le registre fossile dans lequel aucune extinction, aucune variation géographique ou anatomique ne sont observées dans cette famille contrairement au cas de nombreux mammifères
Gastornithidae are a familly of large ground fossils birds present in the Tertiary (Paleocene- Eocene) from Europe, North America and Asia. Although these birds are known since the beginning of the 19th century, their ecology and the environment where they lived are still poorly known. Therefore, this PhD propose to bring some answers about this two points in order to better understand these birds using a multidisciplinary approach, including functional morphology, isotope geochemistry and paleontological studies. We have determined that this two meter high bird should weigh around 110 to 260 kg, and had a relatively slow locomotion not allowing him to run quickly and for a long time. The diet of the Gastornithidae, discussed since more twenty years, has been studied using an isotopic geochemical approach combine with a morphofunctional study, which permits to conclude to an herbivore diet. In parallel, paleo-environments where lived this bird have also been studied using isotopical analysis applied on fossils bird’s eggshells from the southern France, attributed to Gastornis in this thesis. Thus these large birds lived in an environment relatively dry and hot, with probably an alternance of dry and wet saison in the southern France, which is different than which is known in middle Germany environments where other Gastornis fossils were found, and where vegetation shows an environment wetter. Therefore, that shows that this bird had a good adaptability to different environments, which allowed him to cross the PETM without being particularly affected as shown in the fossil record, on the contrary to numerous mammals

Thesis (Ph. D.)--West Virginia University, 2009.
Title from document title page. Document formatted into pages; contains xii, 174 p. : ill. (some col.), col. maps. Includes abstract. Includes bibliographical references.

La cité d'Alexandrie s'est développée sur un cordon littoral étroit, baigné au sud par le Maryut, lagune du delta du Nil qui s'est trouvée ainsi au coeur de l'économie industrielle et commerciale de la cité et de son arrière-pays depuis l'antiquité jusqu'à aujourd'hui. Dans ce riche contexte géo-archéologique, l'objectif de cette thèse de géomorphologie littorale a été de proposer une clef de lecture environnementale de l'histoire de l'occupation de la région du Maryut. L'analyse bio-sédimentologique des archives sédimentaires datées au radiocarbone, ainsi que la mesure du rapport isotopique du strontium dans des coquilles d'ostracode ont été utilisées pour reconstituer l'évolution hydrologique et géographique de la lagune à l'Holocène. La dépression du Maryut est transgressée par la mer vers 7,5 ka cal. BP. Les apports du Nil deviennent ensuite progressivement dominant dans le budget hydrologique, parallèlement à la progradation du littorale deltaïque. A partir de 5,5 ka cal. BP, nos données décrivent le retour progressif de conditions marines dominantes, associées à la réduction des débits du Nil, dans le contexte de la terminaison de la Période Africaine Humide. Cette lagune marine apparaît pérenne jusque 3ka cal BP, puis, dans le courant du 3ème millénaire BP, les intrants nilotiques redeviennent prépondérant. Ensuite, les archives sédimentaires et les données historiques disponibles décrivent une histoire environnementale contrastée est apparue corrélée à des phases de dynamisme et de récession agricole et met en évidence, selon nous, l'impact croissant des pratiques d'irrigation sur le fonctionnement du Maryut, situé en terminaison de la chaîne hydraulique
The ancient city of Alexandria was founded upon a narrow beach ridge, washed by the Maryut to the south. This Nile delta lagoon has been at the heart of the industrial and commercial economies of the city from Antiquity through to present day. Against the backdrop of this rich geoarchaeological context, the aim of this coastal geomorphology thesis is to elucidate the environmental history of the Maryut region.We have reconstructed the hydrological and geographical evolution of the lagoon during the Holocene using: (1) bio-sedimentology of radiocarbon-dated sediment archives; and (2) strontium isotopes in ostracod shells. The Maryut basin was transgressed by the sea around 7.5 ka cal. BP. Progressively, Nile inputs became dominant in the lagoon's hydrological budget, concomitant with the coastal progradation of the delta. After 5.5 ka cal. BP, our data attest to a gradual return to dominant marine conditions, which we link to a reduction in Nile flow in the context of the end of the African Humid Period. This marine lagoon seems to have been perennial until 3 ka cal. BP before Nile inflow became dominant, from the 3rd millennium BP until 0.8-0.9 ka cal. BP. The sediment archives and the historical data support an important retraction of the waterbody around 1 ka cal. BP, recorded by evaporite deposits. This was followed by a new highstand around 0.7 ka cal. BP before a retraction centred on 0.3-0.2 ka cal. BP. Since around 2000 years, this contrasting environmental history is correlated with phases of agriculture peaks and recessions and shows the increasing impact of irrigation practices on the functioning of the Maryut, located at the end of the hydrological conveyor

Nel presente lavoro sono state analizzate le distribuzioni quantitative dei Foraminiferi planctonici e bentonici presenti in una carota e in un box core prelevati nel Mare di Ross in Antartide durante la campagna KOPRI ANTA03 nel Febbraio 2013 nell’ambito del progetto di ricerca congiunto Corea- Italia finanziato dal Progetto Nazionale di Ricerca in Antartide (PNRA). Scopo del lavoro è stato quello di comprendere l’evoluzione ambientale dell’area in base alla distribuzione quantitativa e qualitativa delle associazioni a Foraminiferi nel tardo Quaternario. In base alla distribuzione quantitativa dei Foraminiferi identificati, la sequenza sedimentaria della carota C2 è stata suddivisa in tre intervalli corrispondenti a tre principali fasi paleoceanografiche/paleoclimatiche. La prima fase, più antica di 18 ka, caratterizzata dall’assenza o rarità di forme documenta un ambiente con presenza di copertura glaciale. La seconda, depositatasi tra 18 ka e ~8 ka è caratterizzata da una maggiore variabilità intraspecifica e riflette un miglioramento delle condizioni climatiche. La terza, corrisponde ad un periodo compreso tra ~8 ka e ~2 ka. La presenza di forme agglutinanti e l’assenza di Foraminiferi a guscio calcareo suggeriscono la presenza di condizioni di dissoluzione carbonatica sul fondale in un ambiente marino libero da copertura glaciale. La documentazione di numerosi individui allo stadio giovanile di Neogloboquadrina pachyderma durante l’intervallo B ha reso possibile avanzare ipotesi riguardo la strategia di sopravvivenza di questa specie in ambiente estremo quale il ghiaccio antartico. La somiglianza morfologica tra individui giovanili di Neogloboquadrina pachyderma riscontrata durante il nostro studio nei sedimenti a livello fossile nella carota con individui giovanili della stessa specie provenienti da campioni di ghiaccio marino antartico documentati in bibliografia, ha permesso di supportare la tesi dello sviluppo di tali forme nei pori del “microghiaccio”.

Approximately 50 percent of all endangered species in Scandinavia are associated with old agricultural landscapes. During the agricultural industrialization of the past century the traditional practices and methods that created these environments have been phased out. This has brought on a serious decline and fragmentation of biomes that many endangered species depend on. Knowledge of traditional agricultural landscapes and their species dynamics is needed to make well informed decisions regarding their care and restoration. One way to acquire such knowledge is to study fossil plant remnants from old agricultural contexts. In this study sub-fossil Cyperaceae achenes were analyzed in an attempt to identify them. The achenes had been preserved in three Iron Age wells (80-980 AD) at the Gilltuna settlement in central Sweden and were found during an archeological investigation in 2010. The purpose of this study was to identify the achenes to species level, make conclusions about the ecology of the surrounding landscape, and construct simple species identification key as well as evaluate archaeobotany as an ecological tool. The identification attempt resulted in 14 determined species, which were in consistency with previous landscape analyses made using ecological species distribution. The resulting identification key is a suggestion, to be expanded in the future. This method can undoubtedly provide further knowledge of prehistoric and historical biomes, but in order to draw useful conclusions the identification technique further as well as knowledge of present regional ecology must be developed, especially concerning different Cyperaceae species‟ response to different kinds of stress.

The Oxfordian rocks of north Dorset are poorly exposed at outcrop. A drilling operation was devised and implemented and the complete sequence of strata from the Weymouth Member of the Oxford Clay Formation through to the Ringstead Waxy Clay Formation was penetrated. Three boreholes were drilled; the Hallett's Farm Borehole, covering the strata from the stratigraphically youngest Ringstead Waxy Clay Formation down to the Cucklington Oolite; the Bowden Farm Borehole, continuing the sequence from the Cucklington Oolite into the lower part of the Hazelbury Bryan Formation and the Hartmoor Hill Borehole which continues downward into the Oxford Clay Formation. A continuous succession of the Corallian rocks from north Dorset was obtained. The fresh borehole material was examined for microfossils, with further samples coming from the BGS East Stour Borehole. A diverse assemblage was extracted. The foraminiferal assemblage was examined and includes representatives of 26 families, comprising 26 genera and 148 species. All species were identified and the taxonomy of each studied and described or confirmed. The assemblage is more diverse than previously recorded Corallian assemblages, partly due to the freshness of the borehole material which is not affected by the weathering processes present at surface outcrops. The regional lithostratigraphy defined by the British Geological Survey (Bristow et al, 1995) is confirmed and lithological boundaries not visible at outcrop are described. The distribution and abundance patterns of foraminiferal taxa are analysed and various statistical indices are compared for each borehole. Multivariate methods are employed and in particular non-metric Multidimensional Scaling is used in an attempt to divide the samples into groups which are palaeo-environmentally significant. The authenticity of this method is checked against a Hierarchical Agglomerative Clustering technique. The sample groups are used to define biofacies, fifteen of which are recognised within the studied interval. The correlation of the four boreholes is achieved using lithological techniques, ammonite zonation, foraminiferal biohorizons and the biofacies defined by multivariate analysis. A total of 21 biohorizons are identified with certain horizons coinciding with lithological boundaries and previously defined unconformities recognised within the Oxfordian of Dorset. The long ranging nature of the majority of Upper Jurassic foraminifera precludes the definition of a rigorous biostratigraphic zonation. The important biostratigraphic species for the Upper Jurassic are recorded however, and a tentative zonation, based on the concept of interval zones (Salvador, 1995) is proposed. Eleven zones are recognised.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Paleo-Archaeology and Environmental Education have extensive social roles to fulfill, being both important for understanding natural and human issues. Their use together should be of great interest from educators and the community at large. It can be said that the occurrence of learning about conservation of the environment requires knowledge about the Earth and human history, so for this to be accomplished, we resort to Paleo-Archaeology. This can be verified in researches using interdisciplinary approach, through play, didactics, linked to Environment Education, or was a process of continuing education. Based on this, this study aimed to unveiling processes of continuing teacher education in the perspective of a contextualized Environmental Education for the semiarid region of Paraiba, putting emphasizing in Paleo- Archeology as a form of environmental awareness. This study had a qualitative approach, and used as method the Collaborative Research and elements of the Theory of Bioregionalism, with the development of activities conducted between February 2014 and January 2016 with teachers of the Elementary and High School of the municipality of São João do Cariri, Paraíba. The data were obtained through questionnaires applied to the faculty (pre-test and post-test), to evaluate their opinions about work conditions, their profiles, and their perceptions/conceptions about continuing education, Paleo-Archeology, Environmental Education and related topics, through reports of the activities carried out by the teachers with their students, and through accompanying records. Also were held ludic pedagogical experiential activities with the teachers. In order to analyze practically all the data obtained during this research, the Content Analysis was also used. The information obtained with the pre-test showed that many teachers did not have in-depth knowledge on current educational, environmental and paleoarchaeological issues. At times, they have shown misconceptions about these topics, but they already had a good ability to share their knowledge with their students, not implying that this was occurring in a completely correct manner. With the accomplishment of the experiential activities and the data obtained during and after them, it was observed that the accomplishment of this continuing formation was valid, because there was an increase of knowledge of the teachers regarding the subjects treated during the formation, and occurred substantially positive changes in the way that teachers treat and use Paleo-Archeology to carry out Environmental Education in conjunction with their students, demonstrating that they can be used together for the continuing formation of teachers and for the development of awareness-raising environmental activities. It is expected that the changes that occurred throughout this study are perennial, both in the classroom and in the daily life, and that the information assimilated by them continue to be passed on to their students. Therefore, continuing education is necessary to incorporate diverse and differentiated environmental issues in a contextualized way in the daily lives of teachers, providing new insight in the relations between human beings, society and nature, thereby promoting a reassessment of values and attitudes on coexistence collective and individual, reinforcing the need to be and act as citizens in seeking solutions to environmental problems.
Paleo-Arqueologia e Educação Ambiental (EA) têm amplos papeis sociais a cumprir, sendo importantes para a compreensão de questões naturais e humanas. A utilização destas em conjunto deveria ser de sumo interesse por parte dos educadores e da comunidade em geral. Pode ser dito que a ocorrência de aprendizado sobre a conservação do Meio Ambiente necessita de conhecimento sobre as histórias da Terra e humana, sendo assim, para que isto seja realizado, recorre-se à Paleo-Arqueologia. Isso pode ser verificado em pesquisas que utilizaram-na interdisciplinarmente, de forma lúdica, didática, ligadas a EA, ou como um processo de formação continuada. Baseando-se nisso, esse estudo teve como objetivo principal desvelar processos de formação continuada de professores na perspectiva de uma EA contextualizada para o Semiárido paraibano enfatizando a Paleo-Arqueologia como forma de sensibilização ambiental. Esse estudo teve cunho Qualitativo, e utilizou Pesquisa Colaborativa como método e elementos da Teoria do Biorregionalismo, com o desenvolvimento de atividades realizadas entre fevereiro de 2014 e fevereiro de 2016, com professores dos Ensinos Fundamental e Médio do município de São João do Cariri, Paraíba. Os dados foram obtidos por meio de questionários aplicados ao corpo docente (pré-teste e pós-teste), para serem avaliadas suas opiniões sobre as condições de trabalho, seus perfis, e suas percepções/concepções sobre formação continuada, Paleo-Arqueologia, EA e temas afins, de relatórios das atividades realizadas pelos professores com seus alunos, e de fichas de acompanhamento. Também foram realizadas atividades vivenciais lúdico pedagógicas com os professores. Para se analisar praticamente todos os dados obtidos durante essa pesquisa utilizou-se a técnica da Análise de Conteúdo. As informações obtidas com o pré-teste demonstraram que muitos professores não possuíam conhecimentos aprofundados em questões educacionais atuais, ambientais e paleo-arqueológicas. Em alguns momentos, eles demonstraram ter opiniões equivocadas sobre esses temas, mas já possuíam boa capacidade de compartilhar os seus conhecimentos com seus alunos, não significando que isso estivesse ocorrendo de maneira totalmente correta. Com a realização das atividades vivenciais e os dados obtidos durante as mesmas, e após elas, se observou que a realização desta formação continuada foi válido, pois houve um aumento de conhecimento dos professores quanto aos temas tratados durante ela, e ocorreram mudanças substancialmente positivas na forma como os professores passaram a tratar e utilizar Paleo-Arqueologia para realizar EA em conjunto com seus alunos, demonstrando que elas podem ser empregadas em conjunto para que ocorra a formação continuada de docentes e para o desenvolvimento de atividades de sensibilização ambiental. Se espera que as mudanças que ocorreram ao longo desse estudo sejam perenes, tanto em sala de aula quanto no cotidiano, e que as informações assimiladas por eles continuem a ser repassadas a seus alunos. Sendo assim, a formação continuada é necessária para incorporar questões ambientais diversas e diferenciadas de forma contextualizada no cotidiano dos professores, propiciando uma nova percepção nas relações entre o ser humano, sociedade e natureza, promovendo assim, uma reavaliação de valores e atitudes na convivência coletiva e individual, reforçando a necessidade de ser e agir como cidadãos na busca de soluções para problemas ambientais.

In Antarctica, diatoms inhabit multiple limno-terrestrial habitat types, which may each individually offer unique ecological information for use in biomonitoring, paleoecology, and biogeography. However, we are still at the initial exploration stage of documenting the diversity among habitat types from different Antarctic regions, which is necessary to serve as baseline data for the aforementioned scientific disciplines, and ultimately inform conservation decisions. To gain insight into the spatial and habitat controls on Antarctic diatom communities, the importance of habitat type and island aspect was investigated by studying diatoms living in ponds, mosses, streams, and seepage areas on two opposite sides Vega Island, Antarctic Peninsula. A diverse flora of 136 taxa belonging to 31 genera was revealed, which was dominated by the genus Nitzschia, and suggests that the flora of Vega Island is biogeographically influenced by both continental and Maritime Antarctic bioregions. Habitat type was found to be a crucial factor for diatom community composition, and was stronger than the influence of island aspect. In ordination analyses, moss samples were separated primarily by their abundances of the diatom Chamaepinnularia krookiformis, while pond samples were separated by Nitzschia paleacea and stream...

Tese de doutoramento, Geologia (Paleontologia e Estatigrafia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2013
This thesis aims to contribute to the knowledge of coccolithophores from coastal-neriticoceanic transitional settings, their distribution offshore central Portugal, and their potential as (paleo)ecological and (paleo)ceanographic proxy in the context of submarine canyons. In order to achieve a good understanding of the relationship of coccolithophores with the environmental setting, results were interpreted on a multidisciplinary basis, integrating a significant data set concerning the hydrological characteristics of surface waters of the central Portuguese margin (i.e. nutrients, chlorophyll, temperature, salinity, turbidity, wind data) and seabed sedimentological characteristics (i.e. sediment bulk composition, particle size and sediment accumulation). The most striking variations in phytoplankton communities off central Portugal occurred along the coastal-oceanic lateral gradient. Two principal groups of taxa of opposite ecological behaviour were observed in the photic layer, with K-selected taxa preferentially distributed in the open ocean, and r-selected taxa preferentially occurring in more coastal-neritic regions. Such gradient was also reflected in coccolith assemblages preserved in surface sediments on the seabed, both along the submarine canyons and on the adjacent shelf and slope areas, although several differences were noticed between the two environments. In the photic layer, Emiliania huxleyi and Gephyrocapsa oceanica exhibited the typical behaviour of r-selected species, being the main responsible for a coccolithophore bloom occurring in the Nazaré Canyon region (off Cape Carvoeiro). This bloom occurred in response to late winter continental runoff combined with northerly winds prevailing over the shelf, under clear sky conditions. Within a few days, coccolithophore cell densities and associated phytoplankton biomass (Chl-a) more than tripled, indicating that phytoplankton was taking profit from favourable nutrient and light conditions provided by the superficial buoyant plume. The two species were developing together with other opportunistic phytoplankton genera (Chaetoceros s.l., Thalassiosira s.l, Skeletonema s.l.), confirming their role as early succession r-selected taxa, capable of rapid growth within nutrient-rich environments. Coronosphaera mediterranea and Syracolithus dalmaticus also responded to the favourable conditions, but less so than E. huxleyi and G. oceanica. On the contrary, Syracosphaera spp. and Ophiaster spp. revealed typical characteristics of K-selected species, being consistently more abundant in more oceanic and less eutrophic waters, away from the influence of river runoff, and extending well below the nutrient-rich surface layer in the more coastal-neritic regions. Gephyrocapsa ericsonii and Gephyrocapsa muellerae dominated the coccolithophore community under steady-state low-productive conditions over the shelf, until shelf and coastal waters became favourable for rselected species to bloom. In the seafloor sediment, coccoliths from C. mediterranea, Helicosphaera carteri and G. oceanica (and to a lesser extent, Coccolithus pelagicus) exhibited a markedly coastal distribution, whereas coccoliths from Calcidiscus leptoporus, Umbilicosphaera sibogae, Umbellosphaera irregularis and Rhabdosphaera spp. were preferentially distributed further offshore and southwards, possibly tracing the preferential onflow of ENACWst into the southern part of the central Portuguese shelf (i.e. south of Estremadura spur). G. muellerae was by far the most abundant and broadly distributed species in the sediment, with highest abundances in the more oceanic areas, particularly outside the canyons. Whereas larger and more robust coccolith species (i.e. C. leptoporus, C. pelagicus, H. carteri) were better represented in the sediment in comparison to the overlying water column, smaller and more delicate species from the genera Syracosphaera spp., Ophiaster spp. and S. dalmaticus were not found in the sediments, most likely due to selective dissolution and breaking. Yet, considering the coccolith species assemblage preserved in the sediment, no consistent evidence for selective transport or preservation of individual taxa in relation to coccolith size was found, strongly suggesting the signal within the sediment is mostly (paleo)ecological rather than merely taphonomical. In terms of canyon dynamics, the Nazaré Canyon was observed to act as a preferential conduit for oceanic waters into very proximal regions of the Portuguese shelf, which were nutrient-depleted in comparison to neritic and coastal water masses during the monitored late winter period. The single occurrence of Discosphaera tubifera and Palusphaera vandelii in this proximal area, together with C. leptoporus, is interpreted as tracing the onflow of ENACWst intensified along the upper canyon during winter. A coccolithophore diversity “hotspot” was noticed in the canyon head, including both oligotrophic-oceanic and opportunistic-coastal taxa, interpreted as reflecting the canyon’s capacity to promote exchange of water masses between neritic-coastal and oceanic regions during winter. In addition, Chl-a time series obtained from satellite data (2006-2011) revealed that the canyon head is often the stage of high productivity between March and October, which makes this region the most persistently productive part of the upper-middle canyon and nearby shelf. Highest percentages of coastal-neritic coccoliths in sediments from the upper Nazaré Canyon support this hypothesis, possibly reflecting the greater proximity of the head of this canyon to the coastline. The stronger influence of coastal dynamics and their intensification in this area (i.e. upwelling, internal waves), gives rise to more dynamic and nutrient-rich conditions to which r-selected coccolithophore species are better adapted. On the contrary, higher percentages of coccoliths from oceanic taxa in the Lisbon-Setúbal Canyon suggest that a generally more oceanic-pelagic environment prevails in this canyon, explained by its greater distance from coastal dynamics and present-day lack of down-canyon sediment transport. Enhanced percentages of G. muellerae in the upper Lisbon-Setúbal Canyon may be indicating preferential onflow of oceanic water masses through the canyon and/or upcanyon transport of resuspended coccoliths in the bottom boundary layer. More pronounced mixing of coccoliths from both coastal-neritic and oceanic coccolith assemblages was observed in sediments from the canyons, in comparison to the canyons adjacent shelf-slope regions where the coast-ocean (paleo)ecological gradient is more distinctive, confirming the capacity of these structures in promoting the exchange between coastal and oceanic water masses (ecological signal). Nevertheless, the role of internal tides and occasional sediment gravity flows in disturbing and homogenizing the sedimentary record within canyons (taphonomical signal) should also be considered. While avoiding the major statistical problems potentially associated with percentages, Compositional Data Analysis involving the use of isometric log-ratios allowed validation of coast-to-ocean ecological trends determined from sediment coccolith percentages. The good agreement between the two methods suggests that the coccolith (paleo)ecological signal preserved in sediments of the central Portuguese margin is robust, even near the coast and in the context of the highly dynamic submarine canyons. On the contrary, both coccolith concentrations (nanno/g) and fluxes (nanno/cm2/yr) showed spatial trends in which ecological inter-relationships appear to be masked by sedimentary/taphonomical factors, especially towards the coast and in the submarine canyons. The general increase of coccoliths further offshore reflects the oceanic nature of coccolithophores, but also physical sorting, resulting in preferential accumulation of coccoliths within finer-grained hemipelagic sediments that accumulate in more calm environments of the middle and lower slope and in certain parts of the canyons acting as temporary sediment morphological traps. Highest coccolith fluxes in the upper canyons reflect their role as preferential depocenters of fine-grained particles both lithogenic and biogenic. Biogenic fine particles include coccoliths from vertical (productivity - ecological signal) and lateral fluxes (resuspension and advection – taphonomical signal). This study strikingly illustrates the rapid response of coccolithophores to short-term meteorological and hydrographic variability creating favourable conditions for growth off central Portugal. These results contradict the accepted notion of coccolithophores being a uniform functional group of calcifying phytoplankton thriving in low-turbulence, low-nutrients and high-light environments. Whereas much work still needs to be done concerning the impact of the canyons on both oceanography and phytoplankton dynamics off central Portugal, coccoliths preserved in the seabed sediment appeared to be useful tracers of the prevailing (paleo)ecological and (paleo)oceanographic trends. The results support previous studies focused on the complex hydro-sedimentary dynamics prevailing in the Nazaré and Lisbon-Setúbal canyons.
A presente tese de doutoramento tem por objectivo contribuir para o conhecimento geral dos cocolitóforos na transição costeiro-neritico-oceânica, a sua distribuição ao largo de Portugal, e o seu potencial enquanto traçador (paleo)ecológico e (paleo)ceanográfico no contexto de canhões submarinos. Para compreender a relação entre os coccolitóforos e as condições ambientais, os resultados foram interpretados numa perspectiva multidisciplinar, integrados num conjunto significativo de dados relativos às características ecológicas e hidrológicas das massas de água superficiais da margem Portuguesa central (i.e. nutrientes, clorofila, temperatura, salinidade, turbidez, dados de vento e de satélite), e às caracteristicas sedimentológicas dos fundos marinhos (i.e. composição, textura e acumulação sedimentar). As variações ecológicas mais significativas observadas nas comunidades de cocólitoforos ao largo de Portugal ocorreram ao longo do gradiente costa-oceano. Dois grupos taxonómicos principais de comportamento ecológico oposto foram observados na zona fótica, marcando a transição de espécies adaptadas a regimes mais estáveis (K-selected) preferencialmente distribuídas no domínio oceânico, para espécies oportunistas (r-selected) mais frequentes nas regiões neritico-costeiras. Este gradiente também foi observado nas associações de cocólitos preservadas nos sedimentos superficiais do fundo marinho, tanto ao longo dos canhões submarinos como nas suas áreas adjacentes, embora várias diferenças tenham sido reconhecidas entre os dois tipos de ambientes. Na zona fótica, as espécies Emiliania huxleyi e Gephyrocapsa oceanica revelaram um comportamento claramente r-selected, tendo sido as principais responsáveis pelo bloom de cocolitóforos observado ao largo do Cabo Carvoeiro. Este bloom ocorreu em resposta à combinação favorável de descarga fluvial de final de inverno com ventos predominantes de norte sobre a plataforma, e condições de céu limpo. Em apenas alguns dias, as concentrações de cocolitóforos e biomassa de fitoplâncton (Chl-a) mais do que triplicaram, indicando claramente a capacidade destes organismos em tirar partido das condições favoráveis em luz e nutrientes providenciadas pela pluma fluvial superficial. As duas espécies desenvolveram-se em conjunto com outros fitoplânctónicos oportunistas (Chaetoceros s.l., Thalassiosira s.l, Skeletonema s.l.), confirmando o seu papel enquanto espécies r-selected de primeiro estádio da sucessão fitoplanctónica, caracterizadas por terem um potencial de desenvolvimento rápido em ambientes ricos em nutrientes. Coronosphaera mediterranea e Syracolithus dalmaticus também responderam positivamente às condições favoráveis no decorrer do cruzeiro, embora menos notavelmente do que as espécies anteriores. Pelo contrário, os grupos Syracosphaera spp. e Ophiaster spp. revelaram características típicas de espécies K-selected, consistentemente mais abundantes em águas mais oceânicas e menos eutróficas, afastadas da influência da pluma fluvial, ou distribuídas em níveis abaixo da pluma nas regiões mais neritico-costeiras. Gephyrocapsa ericsonii e Gephyrocapsa muellerae dominaram a comunidade de cocolitóforos sob condições de baixa produtividade na plataforma, mas não quando as águas de regiões nerítico-costeiras se tornaram favoráveis ao bloom de espécies oportunistas. No sedimento superficial de fundo, enquanto as espécies C. mediterranea, Helicosphaera carteri e a G. oceanica (e, em menor grau, Coccolithus pelagicus) registaram uma distribuição marcadamente costeira, os cocólitos produzidos pelas espécies Calcidiscus leptoporus, Umbilicosphaera sibogae, Umbellosphaera irregularis e Rhabdosphaera spp. foram observados preferencialmente distribuidos para offshore e para sul, possivelmente indicadoras de uma maior influência da ENACWst na zona mais meridional da area de estudo (i.e. a sul do Esporão da Estremadura). G. muellerae revelou ser, de longe, a espécie mais abundante e amplamente distribuída, embora geralmente mais oceânica, particularmente nas regiões adjacentes aos canhões submarinos. Enquanto certas especies mais robustas (i.e. C. leptoporus, C. pelagicus, H. carteri) tiveram um registo mais relevante no sedimento em comparação com a coluna de água, géneros de morfologia mais frágil e de menores dimensões (i.e. Syracosphaera spp., Ophiaster spp., S. dalmaticus) não foram observadas no sedimento, provavelmente traduzindo os efeitos da dissolução e fragmentação selectiva. No entanto, quando considerando percentagens de espécies de cocólitos de dimensão semelhante (≥3 μm), não foi observada qualquer evidência mais consistente de que tenha havido transporte ou preservação preferencial de especies individuais, confirmando que o signal preservado no sedimento apresenta uma forte componente (paleo)ecológica, e não meramente tafonómica. Em termos de dinâmica de canhão submarino, o Canhão da Nazaré foi observado a ter o efeito de conduta preferencial de águas oceânicas para regiões bastante proximais da plataforma continental Portuguesa, as quais se encontravam empobrecidas em nutrientes em comparação com as massas de água neríticas e costeiras durante o período de final de inverno monitorizado durante o cruzeiro. A ocorrência singular de Discosphaera tubifera e Palusphaera vandelii na cabeceira do canhão, juntamente com C. leptoporus é interpretada enquanto traçadora do deslocamento preferencial de ENACWst intensificado ao longo do troço superior do canhão, durante o inverno. Um “hotspot” de diversidade de cocolitóforos foi observado na coluna de água desta área, incluindo tanto espécies oceânicas-oligotróficas como espécies costeiras oportunistas, tendo sido interpretado enquanto reflexo da capacidade do canhão em promover trocas de massas de água entre regiões neritico-costeiras e regiões mais oceânicas, particularmente durante o inverno. Adicionalmente, a persistente ocorrência de elevadas concentrações de Chl-a à superfície obtidas por imagens de satélite, particularmente entre Março e Outubro (2006-2011), sugerem a cabeceira do Canhão da Nazaré como sendo o sector mais persistentemente produtivo do troço superior-médio do canhão. Percentagens mais elevadas de cocólitos de espécies costeiro-neriticas em sedimentos da parte superior do Canhão da Nazaré corroboram esta hipótese, possivelmente traduzindo a forte proximidade da sua cabeceira à linha de costa, resultando numa maior influência da dinâmica costeira e na sua intensificação na cabeceira e área adjacente (i.e. upwelling, ondas internas), e em condições mais dinâmicas e ricas em nutrientes para as quais as espécies r-selected estão melhor adaptadas. Pelo contrário, percentagens mais elevadas de cocólitos de espécies oceânicas no Canhão de Lisboa-Setúbal parecem traduzir um ambiente em geral mais oceânico-pelágico neste No sedimento superficial de fundo, enquanto as espécies C. mediterranea, Helicosphaera carteri e a G. oceanica (e, em menor grau, Coccolithus pelagicus) registaram uma distribuição marcadamente costeira, os cocólitos produzidos pelas espécies Calcidiscus leptoporus, Umbilicosphaera sibogae, Umbellosphaera irregularis e Rhabdosphaera spp. foram observados preferencialmente distribuidos para offshore e para sul, possivelmente indicadoras de uma maior influência da ENACWst na zona mais meridional da area de estudo (i.e. a sul do Esporão da Estremadura). G. muellerae revelou ser, de longe, a espécie mais abundante e amplamente distribuída, embora geralmente mais oceânica, particularmente nas regiões adjacentes aos canhões submarinos. Enquanto certas especies mais robustas (i.e. C. leptoporus, C. pelagicus, H. carteri) tiveram um registo mais relevante no sedimento em comparação com a coluna de água, géneros de morfologia mais frágil e de menores dimensões (i.e. Syracosphaera spp., Ophiaster spp., S. dalmaticus) não foram observadas no sedimento, provavelmente traduzindo os efeitos da dissolução e fragmentação selectiva. No entanto, quando considerando percentagens de espécies de cocólitos de dimensão semelhante (≥3 μm), não foi observada qualquer evidência mais consistente de que tenha havido transporte ou preservação preferencial de especies individuais, confirmando que o signal preservado no sedimento apresenta uma forte componente (paleo)ecológica, e não meramente tafonómica. Em termos de dinâmica de canhão submarino, o Canhão da Nazaré foi observado a ter o efeito de conduta preferencial de águas oceânicas para regiões bastante proximais da plataforma continental Portuguesa, as quais se encontravam empobrecidas em nutrientes em comparação com as massas de água neríticas e costeiras durante o período de final de inverno monitorizado durante o cruzeiro. A ocorrência singular de Discosphaera tubifera e Palusphaera vandelii na cabeceira do canhão, juntamente com C. leptoporus é interpretada enquanto traçadora do deslocamento preferencial de ENACWst intensificado ao longo do troço superior do canhão, durante o inverno. Um “hotspot” de diversidade de cocolitóforos foi observado na coluna de água desta área, incluindo tanto espécies oceânicas-oligotróficas como espécies costeiras oportunistas, tendo sido interpretado enquanto reflexo da capacidade do canhão em promover trocas de massas de água entre regiões neritico-costeiras e regiões mais oceânicas, particularmente durante o inverno. Adicionalmente, a persistente ocorrência de elevadas concentrações de Chl-a à superfície obtidas por imagens de satélite, particularmente entre Março e Outubro (2006-2011), sugerem a cabeceira do Canhão da Nazaré como sendo o sector mais persistentemente produtivo do troço superior-médio do canhão. Percentagens mais elevadas de cocólitos de espécies costeiro-neriticas em sedimentos da parte superior do Canhão da Nazaré corroboram esta hipótese, possivelmente traduzindo a forte proximidade da sua cabeceira à linha de costa, resultando numa maior influência da dinâmica costeira e na sua intensificação na cabeceira e área adjacente (i.e. upwelling, ondas internas), e em condições mais dinâmicas e ricas em nutrientes para as quais as espécies r-selected estão melhor adaptadas. Pelo contrário, percentagens mais elevadas de cocólitos de espécies oceânicas no Canhão de Lisboa-Setúbal parecem traduzir um ambiente em geral mais oceânico-pelágico neste canhão, resultante da sua maior distância aos efeitos da dinâmica costeira e ausência de transporte sedimentar significativo ao longo do seu talvegue, na actualidade. Uma mistura mais acentuada de cocólitos produzidos pelas duas associações (paleo)ecológicas, i.e. a costeiro-neritica e a oceânica, foi observada nos sedimentos dos canhões, em comparação com as regiões da plataforma e vertente regiões adjacentes aos canhões onde o gradiente (paleo)ecológico costa-oceano é mais distintivo. Esta assinatura nos canhões confirma a capacidade destas estrutura em promover trocas de massas de água costeiras e oceânicas (sinal ecológico), embora o importante papel das ondas internas e dos ocasionais fluxos gravíticos de sedimentos em perturbar e homogeneizar o registo sedimentar (sinal tafonómico) nos canhões deva ser sempre considerado. Ao evitar os problemas estatísticos tipicamente associados às determinações percentuais, a Análise de Dados Composicionais (i.e. a abordagem isometric log-ratio) permitiu validar e confirmar o gradiente ecológico costa-oceano observado nas associações de cocólitos no sedimento. A boa concordância entre os dois métodos sugere que o sinal (paleo)ecológico preservado na cobertura sedimentar da margem Portuguesa central é robusto, mesmo junto à costa e no contexto das condições dinâmicas vigentes nos canhões submarinos. Pelo contrário, tanto as concentrações de cocólitos (nanno/g) como os fluxos (nanno/cm2/yr) revelaram padrões de distribuição espacial onde as relações ecológicas interespécies parecem estar “mascaradas” por factores sedimentares/tafonómicos, particularmente nas zonas costeiras e nos canhões. O aumento de cocólitos para offshore reflecte não só a natureza primordialmente oceânica dos cocolitóforos, mas também a ocorrência de selecção textural, resultando na acumulação preferencial de cocólitos em regiões menos energéticas da vertente continental média e inferior, e em certas zonas dos canhões as quais funcionam como armadilhas morfológicas temporárias de sedimentos. Fluxos mais elevados nos troços superiores dos canhões reflectem o seu papel enquanto depocentros preferenciais de sedimentos finos na plataforma continental, tanto de origem litogénica como biogénica, incluindo cocólitos provenientes de fluxos verticais (produtividade – sinal ecológico) e laterais (resuspensão e advecção – sinal tafonómico). Este estudo ilustra cabalmente a rapidez de resposta dos cocolitóforos a variações meteorológicas e hidrográficas de curto-prazo e ao surgimento de condições ambientais favoráveis na costa Portuguesa, contrariando a noção amplamente aceite de que estes organismos representam um grupo fitoplanctónico calcário uniforme típico de ambientes de baixa turbulência, baixo conteúdo nutritivo e intensa luminosidade. Embora haja ainda muito trabalho a fazer no que respeita ao impacto dos canhões submarinos sobre a dinâmica oceanográfica e fitoplanctónica ao largo de Portugal, as associações de cocólitos preservados no sedimento revelaram-se úteis enquanto traçadores de gradientes (paleo)ecológicos e (paleo)oceanográficos vigentes na margem Portuguesa central. Os resultados confirmam estudos anteriores focados na complexa dinâmica hidro-sedimentar vigente nos canhões submarinos da Nazaré e de Lisboa-Setúbal.
Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, SFRH/BD/41330/2007, projeto Cd Tox-CoN PTDC/MAR/102800/2008); projetos, EUROSTRATAFORM, HERMES (GOCE-CT-2005-511234),“Lead in Canyons” e “Pacemaker”

Tese de dout., Ciências do Mar (Oceanografia), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2010
This thesis is an investigation of benthic foraminifera as palaeo-environmental indicators on the Northern Gulf of Cadiz continental shelf, northeast Atlantic Ocean. The main objective was to determine the environmental indicator value of living benthic foraminifera and their application to Holocene palaeoenvironmental reconstruction. Relationships between living benthic foraminiferal fauna and both physical and chemical parameters were analysed in surficial samples collected from the continental shelf between the Guadiana and Guadalquivir Rivers. Living benthic foraminiferal faunas were characterised in detail and associations of the most abundant species classified into four groups. These groups allowed the characterisation of the modern environment and associated physical and chemical parameters. Sedimentological and benthic foraminiferal analyses, combined with a chronological framework, were performed on three Holocene sequences from contrasting sedimentary environments. A comparison between the most abundant species in living faunas and those occurring in Holocene shelf sediments was also made. An integrated approach using all the available information sheds light on paleoenvironmental changes, which were distilled into five evolutionary scenarios. Each scenario is a representation of the environmental changes that characterised the three studied environments at different times during the Holocene. They indicate the influence of various factors, including sea-level changes, river discharge and substrate properties, that are mirrored by different benthic foraminiferal assemblages. The thesis demonstrates that the modern ecological preferences of common benthic foraminiferal species have direct applicability to interpreting the palaeoenvironmental record.
Esta tese apresenta uma investigação sobre os foraminíferos bentónicos como indicadores paleo-ambientais na plataforma continental do Norte do Golfo de Cádis, nordeste do Oceano Atlântico. O principal objectivo foi determinar o valor dos foraminíferos bentónicos vivos como indicadores ambientais e sua aplicação em reconstruções paleoambientais durante o Holocénico. As relações entre as faunas de foraminíferos bentónicos vivos e os parâmetros físicoquímicos associados foram analisados em amostras de sedimentos superficiais, colhidos na plataforma continental entre as desembocaduras dos Rios Guadiana e Guadalquivir. As faunas de foraminíferos bentónicos vivos foram caracterizadas em detalhe e as associações das espécies mais abundantes classificadas em quatro grupos. Estes grupos permitiram caracterizar do ambiente actual e os parâmetros físico-químicos que lhe estão associados. O estudo sedimentológico e dos foraminíferos bentónicos, enquadrado numa janela cronológica, foi realizado em três sequências sedimentares Holocénicas, colhidas em ambientes sedimentares contrastantes. A comparação entre as faunas vivas e as associações de foraminíferos bentónicos mais abundantes que ocorrem na plataforma foi também realizada. Uma abordagem integradora, usando toda a informação disponível, permitiu clarificar as alterações peloambientais, revelando cinco cenários evolutivos. Cada cenário representa as alterações ambientais ocorridas em cada ambiente estudado, durante diferentes períodos do Holocénico, influenciado por diversos factores, tais como as alterações do nível médio do mar, as descargas do rio e as propriedades do sedimento, que são reflectidas pelas diferentes associações de foraminíferos bentónicos. Esta tese demonstra que as preferências ecológicas das espécies actuais de foraminíferos bentónicos mais abundantes, tem aplicação directa na interpretação do registo paleoambiental.