Biomarker evidence for recent turf cultivation in Northeast Brazil (Lagoa do Boqueirao, RN State)

The first meter of sediment in Lagoa do Boqueirao [Rio Grande do Norte State (RN), Brazil] is characterized by low sedimentation rates over the period 1000 BC-1500 AD and a high sedimentation rate in the top 20 cm, corresponding to the last 10 years Several pentacyclic triterpene methyl ethers (PTMEs) such as taraxer-14-en-3 alpha-ol ME (crusgallin) and arbor-9(11)-en-3 beta-ol ME (cylindrin) occur in all the samples selected The major change in sedimentation rate recorded at 20 cm is accompanied by a change in PTME concentration and distribution Sediments deposited during the period 1000 BC-1500 AD contain PTMEs in low concentration (1 3 mu g/g sed), which could constitute a geochemical background of the grass that naturally developed in the catchment High PTME concentrations occur during the period 1996-2000. These result mainly from high concentrations of a compound tentatively assigned as arbor-8-en-3 beta ol ME, a potential diagenetic derivative of cylindrin The increase corresponds to the beginning of intensive cultivation of Cynodon dactylon and Zoysia japonica (arundoin and cylindrin producers), for the production of turf to cover Brazilian football stadiums and golf practices The results constitute a novel application of PTMEs to reconstruct land-use changes from lake sediment archives (C) 2009 Elsevier Ltd All rights reserve

Redox conditions in a coastal zone of the Humboldt system (Mejillones, 23 degrees S). Influence on the preservation of redox-sensitive metals

The distribution of, Co, Mo, Zn, Ni, Cd, U, Cu, Mn, V, Al, Fe, Ti, Total Organic Carbon (TOC) and Total Sulfur (TS) was studied in surface sediments accumulated at the upper limit of the oxygen minimum zone in the northern Humboldt Current (Mejillones Bay), using samples taken during two cruises in May 2002 and October 2004. The time series of dissolved oxygen revealed a seasonal fluctuation of the upper limit of the oxygen minimum zone into the bay. Similar bathymetric distribution curves of the metals measured in the two studied periods in the OMZ off northern Chile suggest that the factors responsible for this distribution are persistent over time. Authigenic metal content was calculated using lithogenic background by determining Metal/Al ratio from local aeolian dust, instead of average shale values, which are classically used for background correction. This more precise assessment allows examination of the source-sink relation of each metal in this coastal zone. Mo preserved in the bottom sediments originates from seawater and accumulates via particulate shuttle, whereas Cd is pre-concentrated in biodetritus. Ni, Mn, V and Fe show a combined behavior. Sulfate reduction is not the most important mechanism affecting metal accumulation in Mejillones Bay, probably due to the presence of Thioploca, which inhibits the pyrite formation and the metal-sulfide reaction. We propose the use of the authigenic Mo/U ratio and a preliminary statistical model to reconstruct the levels of paleoxygenation in the subsurface waters of Mejillones Bay, by analyzing the same metals measured throughout the sedimentary sequences (and using the same statistical procedure), at least to identify extreme variations of the OMZ in this bay of northern Chile

Continental and coastal marine records of centennial to millennial changes in South American climate since the last glacial maximum

Records of the climatic impacts of the North Atlantic Bond cycles over the subtropical Southern Hemisphere remain scarce, and their mechanism is a topic of active discussion. We present here an alkenone-based reconstructed sea surface temperature (SST) of a sediment core retrieved from the Brazilian Southwestern Tropical Atlantic (SWTA), Rio de Janeiro, together with a sediment SST record from the Cariaco Basin. The sediment cores span the period 2,100 B.P. - 11,100 B.P. Morlet-wavelet analysis detected marked periodic signals of similar to 0.8, similar to 1.7 and similar to 2.2 kyr, very similar and with comparable phases to the hematite-stained-grain time series from the Northern North Atlantic in which the cyclic pattern was recognized as Bond cycles. Our result corroborates the modeled surface ocean anti-phase thermal relation between the North and the South Atlantic. We attribute this behavior to the slowing of the Atlantic Meridional Overturning Circulation. The relative SST warming at Rio de Janeiro and the relative cooling at Cariaco were comparatively more pronounced during the early Holocene (from II to 5 kyr B.P.) than in more recent time

Anchovy population and ocean-climatic fluctuations in the Humboldt Current System during the last 700 years and their implications

International audienceA marine sedimentary record collected from 87 m water depth in a coastal environment of the Humboldt Current System (Mejillones Bay, 23° S, northern Chile) was used to reconstruct the past 700 years of ocean-climatic conditions and to study the influence of any changes on anchovy population dynamics. We analyzed quartz, organic carbon, total nitrogen, alkenones and fish scales. Four stratigraphic units in the sediment column correspond with fluctuations in these and other proxies. Low Scale Deposition Rate (SDR) values from 1330 to 1420 suggest a low abundance of anchovy in this coastal environment. Three subsequent cycles of ca. 170 years each showed an increase and decrease of anchovy populations, which is in agreement with changes in the wind regime, sea surface temperature and primary productivity.Since ca. 1840, marked fluctuations of SDR have been observed, probably as a consequence of the onset of a different oceanographic regime characterized by intensified southern winds and upwelling, colder surface waters, higher primary productivity, and enhanced “La Niña like” interdecadal variability. An increase of the anchovy population was observed until halfway through the 20th century, followed by a decrease, even though water temperature decreased and primary productivity increased. This situation is likely the consequence of the increased fishery activity that developed in this zone during the last 60 years. After analyzing the results obtained for anchovy SDR, we can determine that there is a relation between the abundance of this species and phases of the Pacific Decadal Oscillation (PDO), in which an increase in the SDR coincides with a PDO cold phase, while a decline coincides with a warm phase.Fast Fourier transformation analysis applied to the time series obtained from the Mejillones sediment core and to the North Atlantic Oscillation (NAO), the PDO, and the solar irradiance index time series shows three different decadal cycles (80–100 years, 61–75 years and 45–48 years approximately). Furthermore, the results of this study suggest that both the PDO and the NAO and the biogeochemical markers of Mejillones exhibit periodicities that fall within the 80 to 100 year Gleissberg solar cycle, indicating that global solar radiation plays a key role in the local ocean-climatic processes and confirming teleconnection linkages between widely separated regions

Congrès de l'ASF

Le Lac Caço est situé au Nord-Est du Brésil, dans l'Etat de Maranhaõ, sous l'Equateur (2°58S 43°25 W), en bordure de la forêt amazonienne et à 80 km de la côte Atlantique. Son altitude ne dépasse pas les 80m. Ce lac est largement influencé par le climat intertropical humide (1500 à 1750mm/an), caractérisé par une saison pluvieuse de 6 mois, de décembre jusqu'au mois de mai. La température annuelle moyenne est de 26°C. Sa situation à l'entrée de le zone de convergence intertropicale lui confère une importance majeure dans les études paléoenvironnementales et paléoclimatiques quaternaires du continent sud américain. L'objectif principal de ce travail était d'étudier la nature, l'état de préservation et les sources actuelles de la MO sédimentaire d'un bassin lacustre équatorial, par le moyen d'analyses globales en géochimie et pétrographie organiques

Decomposition kinetics and organic geochemistry of woody debris in a ferralsol in a humid tropical climate

Large inputs of woody debris to soil can improve the soil. We examined the fate of woody debris buried in soil after fire-free forest conversion to cropland in French Guiana. We measured the mass loss of woody debris >4mm on five sampling dates for 4years after deforestation. Composition of the organic matter of woody debris was analysed with Rock-Eval pyrolysis, which enabled us to distinguish a labile carbon pool (C-lab) and a resistant carbon pool (C-res). Decomposition of woody debris followed a first-order function with a half-life of 17.6months. During the decomposition of woody debris >4mm, the C:N ratio, hydrogen index (HI) and pyrolysed carbon below 400 degrees C (R400) decreased, suggesting that decarboxylation and dehydrogenation of woody debris occurred. Both C-lab and C-res stocks decreased with time, but the decrease in C-lab was faster. There was little humification of the debris and no long-term biogeochemical preservation of a woody debris fraction, which accords with the first-order decay observed. We conclude that the benefits of ligno-cellulosic inputs for soil organic carbon contents in a tropical humid climate occur during the first year following deforestation

Congrès de l'ASF

Le Lac Caço (Etat de Marañhao, Brésil), situé dans la zone équatoriale, fait l'objet d'études pluridisciplinaires (de sédimentologie, palynologie, microbiologie, géophysique et géochimie) destinées à compléter les travaux antérieurs réalisés sur d'autres lacs sud-américains (revue dans Sifeddine et al., 2001). L'ensemble de ces recherches s'inscrit dans une problématique générale d'estimation des fluctuations climatiques en Amérique du Sud pendant le Quaternaire, ainsi que des modalités de leur enregistrement en milieu lacustre. Le caractère oligotrophe actuel du lac Caço fournit en outre un cadre privilégié pour l'étude de la diagenèse précoce de la matière organique (MO) dans un contexte oxique. Cette MO sédimentaire lacustre offre, au niveau moléculaire, une sensibilité évidente aux variations paléoenvironnementales conséquentes aux changements climatiques, sensibilité qui a été décrite en milieu tempéré comme en milieu intertropical (Huang et al, 1999). Toutefois, peu d'études ont concerné des lacs du domaine intertropical en Amérique du Sud (Lac Valencia, Jaffée et al., 1995), ce qui augure la découverte de nouveaux biomarqueurs indicateurs de modifications bioclimatiques. Nous rapportons ici les informations déduites de l'étude des cortèges moléculaires identifiés dans la fraction aliphatique extraite de sédiments échantillonnés sur une carotte de 6 m de long, prélevée au centre du lac. Ces échantillons ont été sélectionnés à la lumière des données de pyrolyse Rock Eval obtenues sur 300 échantillons, ainsi que des analyses pétrographiques (études dites des palynofaciès). Cinq intervalles, reprenant les quatre faciès sédimentologiques majeurs, ont été différenciés sur la carotte grâce à la confrontation des paramètres Rock Eval. La partie inférieure, constituée de sables fins, présente de faibles valeurs de carbone organique (COT<5%) et des IH variant entre 300 et 400 mg HC.g-1COT. Des intercalations de matériel ligno-cellulosique sont à l'origine de faibles valeurs de Tmax enregistrées sur cet intervalle. Les sédiments sont ensuite constitués de silts dont la MO diffère de celle des sables par des Indices d'Hydrogène (IH) en moyenne plus élevés. La transition entre la moitié inférieure de la carotte à dominante détritique et la partie supérieure à dominante argilo-organique montre une chute drastique de l'IH associée à une nette augmentation des Indices d'Oxygène (IOCO et IOCO2). Ces derniers décroissent ensuite de façon continue avant d'augmenter brusquement vers 2,30m en réponse à la présence de sidérite mise en évidence par un pic de carbone minéral (Cmin). Enfin, les sédiments argilo-organiques du sommet de la carotte sont caractérisés par des teneurs en COT croissant jusqu'à 15% avant de se stabiliser à 10% sur le dernier mètre. La pétrographie organique est en accord avec les résultats de géochimie qui indiquent, dans la partie supérieure de la carotte, la prépondérance d'un matériel amorphe supposé caractéristique d'un remaniement microbien alors que la partie inférieure présente un matériel ligno-cellulosique plus ou moins préservé. Dans la partie supérieure de la carotte, la présence de débris de charbon de bois témoigne d'un réchauffement climatique ou plus sûrement de l'installation des hommes dans la région. Enfin, la pyrite identifiée dans les silts pourrait indiquer des conditions plus réductrices dans la colonne sédimentaire associées à un plus fort taux de sédimentation comme l'atteste la différence de granulométrie. Les premiers résultats de l'analyse moléculaire portent sur des composés hopaniques d'origine microbienne, des triterpanes pentacycliques hérités de végétaux supérieurs, ainsi que les produits de dégradation de ces derniers, les des-A-triterpanes. Les hopanes (C27 à C32) présentant la configuration &#61538;,&#61538; dominante sauf pour le composé en C31, représentent la majeure partie des composés identifiés dans l'intervalle argilo-organique. En revanche, dans la partie inférieure de la carotte, les composés dominants sont des des-A-triterpanes associés à quelques triterpènes pen