A mineralogical and organic geochemical overview of the effects of Holocene changes in Amazon River flow on three floodplain lakes

A synthesis of the impacts of the Amazon River hydrological changes on the sedimentation process of organic matter (OM) in three different floodplain lakes (Santa Ninha, Maracá, and Comprido lakes) is presented in this study. Today the Santa Ninha and Maracá lakes are directly and permanently connected with the main channel of the Amazon River, in contrast to Comprido Lake, which is indirectly and periodically influenced by the Amazon River due to its greater distance from the main channel. All three lake sediment records showed a reduced river inflow due to dry climatic conditions during the early and middle Holocene followed by an increased fluvial input during the wetter late Holocene. In Santa Ninha and Maraca Lakes, the reduced river inflow period was recorded by sediments with a low abundance of smectite (on average ~ 20 wt.%), a clay mineral mainly transported by the fluvial system, high total organic carbon (TOC) contents (on average ~ 8.2 wt.%), and a predominantly acidic soil OM input evidenced by high concentrations (on average 180 µg gTOC- 1) of branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers (GDGT). During the late Holocene, a higher smectite abundance (on average ~ 43 wt.%) and a lower TOC content (on average ~ 1.4 wt.%) pointed to greater dilution by riverine lithogenic matter. This change was accompanied by a proportional increase in the aquatically produced crenarchaeol, suggesting a higher lake water level. In Comprido Lake, a sedimentation gap occurred during the early and middle Holocene. The wetter late Holocene, since 3000 cal years BP, was characterized by high TOC values (on average ~ 9 wt.%) and a sharp increase in soil OM input as recorded by an increase in branched GDGT concentrations (on average ~ 81 µg gTOC- 1), but the smectite content was low (on average ~ 14%). This combination suggests that the soil OM input to Comprido Lake from the local catchment area became dominant during the wet-climate late Holocene due to the large distance of the lake from the Amazon River main channel. Consequently, our study shows that the sedimentation processes of OM in Amazonian floodplain lakes were strongly influenced by variations in the hydrodynamic regime of the Amazon River during the Holocene. However, the impacts of the variations on the three floodplain lakes were different depending on the distance of each lake from the main channel of the Amazon River

Mg-Calcites and dolomite in the Brejo do Espinho lagoon, Rio de Janeiro.

The aim of this research is to study the carbonate sedimentation in a hypersaline coastal (Brejo do Espinho) where dolomite precipitation can be expected. The study allowed to make a general characterization of the sediment and to identify different types of carbonate minerals by mineralogical studies and cryo-scanning electron-microscopy

Взаємозв'язок обводнення генеративних бруньок абрикоса й персика та температурних умов їх розвитку після виходу рослин зі стану спокою

Наведено результати досліджень динаміки обводнення генеративних бруньок абрикоса й персика в зимовий період та на початку вегетації, а також темпу накопичення деревами градусо-годин росту, необхідних для початку цвітіння. Встановлено взаємозв’язок між змінами температури повітря, які враховано при визначенні градусо-годин росту, та водним режимом генеративних бруньок.Представлены результаты исследований динамики обводненности генеративных почек абрикоса и персика в зимний период и в начале вегетации, а также темпа накопления деревьями градусо-часов роста, необходимых для начала цветения. Установлена взаимосвязь между изменениями температуры воздуха, которые учтены при определении градусо-часов роста, и водным режимом генеративных почек.The article presents the results of researching the watering dynamics of the apricot and peach generative buds in the period of their development in winter and in the beginning of the vegetation as well as accumulation tempo of the growing degree hours, which trees need to come into flowering. It was established the correlation between environmental temperature changes, taken into consideration while determining the growing degree hours, and water regime of generative buds

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

Southern oscillation signal in South American palaeoclimatic data of the last 7000 years

During strong El Niño events, rainfall anomalies and changes in wind patterns are observed in different regions of South America. Along the central Brazilian coast, during the 1983 El Niño year, the frontal systems were blocked to the south, provoking a reversal of the longshore sand transport. Long-duration reversals of longshore transport were also recorded in Holocene beach-ridge terraces from the Rio Doce coastal plain. This led to the formulation of a model relating these reversals of longshore transport to El Niño-like conditions. El Niño-like conditions are past average climate situations that generate the same perturbations as the strong El Niño events observed during the last decade. They are likely to correspond to the long-duration low phase of the Southern Oscillation. To confirm this hypothesis we compared the Holocene beach-ridge record with other palaeoenvironmental records from regions where strong El Niño events would have a substancial signal as well: (1) water-level fluctuations of Lake Titicaca, (2) a pollen and sediment record in an eastern Amazonian lake, (3) changes of the Rio Xingu discharge in eastern Amazonia, and (4) variations of sand supply at the Rio Piura and Rio Chira outlets in the Sechura Desert. The occurrences of El Niño-like conditions were numerous before 3900-3600 yr B.P., absent between 3900-3600 and 2800-2500 yr B.P., and infrequent after 2800-2500 yr B.P. © 1993 University of Washington

Enregistrement des variations paléoenvironnementales durant le Quaternaire récent en domaine intertropical (Lac Caço, Brésil) : Apports de la géochimie organique globale et moléculaire.

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 Β,Β 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 pentacycliques. La variété de ces produits de dégradation de triterpènes pentacycliques tels que les oléananes, lupanes, arboranes... souligne la très grande diversité de leurs précurseurs végétaux. La série détritique contient également de l'onocérane, composé dont le précurseur végétal appartient probablement à la famille des graminées. Ce composé a par ailleurs été décrit (Pearson et Obaje, 1999) dans des sédiments du Crétacé avec les mêmes types d'associations moléculaires que dans nos échantillons (abondance de triterpanes, de Β,Β hopanes et prédominance des alcanes linéaires à longue chaîne). La MO témoigne, en relais de la lithologie, de changements majeurs intervenus dans le milieu de sédimentation du Lac Caço. La participation des végétaux supérieurs à la MO sédimentaire se signale par des triterpanes et triterpènes dégradés dans la partie supérieure et des triterpanes pentacycliques mieux conservés dans la partie inférieure. La présence d'onocérane dans l'horizon détritique inférieur pourrait indiquer un couvert végétal réduit de type savane avant le développement de conditions plus humides conduisant à la végétation actuelle de type cerrado (savane arbustive). Cette hypothèse est supportée par les apports initiaux en sédiments grossiers puis plus fins à la faveur de la stabilisation du bassin par la végétation. L'analyse d'autres familles de composés (hydrocarbures aromatiques, cétones, éthers et alcools) doit aboutir à l'identification d'autres précurseurs biologiques ainsi qu'à celle de termes encore plus dégradés des triterpènes pentacycliques

The last 50.000 years in the neotropics (Southern Brazil) : evolution of vegetation and climate

In the "Lagoa Campestre" (lake) of Salitre (19°S, 46°46'W, 970 m elev.), there are plant taxa belonging to many ecological groups that are encountered nowhere else at this latitude. Frequent incursions of polar advections causing cooling and humidity, a cool and foggy climate in the middle of the depression and warmer temperatures on the surrounding slopes help to maintain all these groups within a fairly restricted area. Late Pleistocene-Holocene climatic change has had a considerable impact on the flora and vegetation of Salitre. The pollen record of the 6 m deep core LC3 shows how cold forest trees such as #Araucaria angustifolia and #Drimys brasiliensis, semi-deciduous forest, halophytic plants and peat bog started to develop on this site. The initial period, between c. 50,000 and 40,000 yr B.P., was an arid phase not recorded in any other neotropical lowland site. It was followed by a period of high moisture levels (40,000 to 27,000 yr B.P.) with a maximum estimated at c. 35,000 yr B.P. The Late Glacial maximum is missing because of a gap in sedimentation. Humidity gradually increased during the Late Pleistocene, between 16,000 and 11,000 yr B.P. The early Holocene, 9500 to 5000 yr B.P., is characterized by a more marked seasonal pattern and higher temperatures, reaching a maximum c. 5000 yr B.P. The spread of semi-deciduous forest between 4000 and 3000 yr B.P. attests to a return of humidity. Comparison with the Serra Negra section (19°S, 46°45'-46'W, 1170 m elev.) not far from Salitre confirms the high moisture rates recorded at c. 35-40,000 yr B.P. (although temperatures were cooler at the altitude of Serra Negra, as is attested by the presence of #Araucaria$ forest) and also confirms the strong impact of polar advections on the climate of Southeastern Brazil. (Résumé d'auteur