Com o objetivo de interpretar a variabilidade no conteúdo iônico da neve e do firn entre Patriot Hills (80º18’S, 81º21’W) e o Polo Sul Geográfico, foram determinadas as concentrações dos íons majoritários e as razões isotópicas das 200 primeiras frações de cinco testemunhos de neve e firn (com profundidades de até 46 m), durante a travessia chileno-brasileira ocorrida no verão de 2004–2005. Após as amostras serem limpas (em câmara fria) e derretidas (em sala limpa classe 100), os íons Na+ , K+ , Mg2+, Ca2+, MS- (CH3 SO3 - ), Cl- , NO3 - e SO4 2- foram analisados por cromatografia iônica, com limites de detecção entre 0,3 e 1,8 µg L-1, dependendo do íon. A razão isotópica deutério/hidrogênio (δD) foi determinada com precisão de 0,5‰. Dataram-se as amostras, com precisão anual e exatidão de ±2 anos, a partir da contagem anual de camadas de neve e de firn dos perfis de Na+ , nssSO4 2- (sulfato não proveniente do sal marinho, do inglês non-sea-salt sulfate) e δD. A partir da datação obteve-se as taxas médias de acumulação líquida de neve para os sítios de cada testemunho de neve e firn, as quais apresentaram uma correlação negativa (r > 0,4, em módulo) à medida que se aumentavam a elevação e a distância da costa, respondendo, ainda, às feições superficiais locais e à ocorrência de ventos catabáticos. Constataram-se aerossóis do sal marinho com alteração na razão Na+ /Cl- no registro dos cinco testemunhos de neve e firn, mas a presença de aerossóis produzidos na formação do gelo marinho só foi identificada nos sítios mais próximos à costa. Os registros de NO3 - , assim como os de MS- , indicam a provável ocorrência de processos pós- -deposicionais, ligados tanto a eventos vulcânicos, como a reações fotoquímicas acentuadas por superfícies com formação de esmalte de gelo.

Mass-transport complexes (MTCs), mass-transport deposits (MTDs), and associated facies and features are widely recognized in continental slopes around the world. In most current stratigraphic models of MTCs and MTDs, these submarine sediment failures are related to aquifer outflow (sapping, seepage) along continental slope fronts that originated during relative sea-level fall. We test a hypothetical scenario that is favored during early forced regression using reduced-scale physical simulation. A major underground subaerial hydraulic gradient is assumed to flow towards the basin depocenter as a function of relative sea-level fall. We developed an experimental apparatus with slope angles varying between 15 and 30° to test this concept. Hydraulic gradients, aquifer outflow velocities, and triggered collapses induced by the seepage effect were recorded at various positions of the slope. Analysis shows that steeper slope gradients require lower seepage velocities (and shear stresses) to trigger collapse, but gentler slopes remain unchanged. Experimental data are compatible with a seepage effect that could potentially trigger mass failure and the formation of MTCs during relative sea-level fall. The features produced in the experiment have geometries comparable to natural environments, and the experimental seepage velocities are of an order of magnitude similar to those monitored in submarine aquifers. The experimental results advance understanding of mass transport in continental slopes by introducing and testing new methods, and also provide new insights into potential submarine geohazard risks where tectonic uplift operates along some coastal regions.

A laboratory tank experiment tested whether a subsurface flow from a confined aquifer causes slope instability and leads to the formation of pathways for sediment transfer from shallow to deep water when the subsurface flow discharges through the face of a subaqueous slope. A sandy slope with multilayer stratigraphy was built inside the tank, and a confined aquifer was simulated within the stratigraphy. To induce groundwater flow out of the face of the slope, water was injected in the proximal zone of the confined aquifer at progressive increased discharge. Sediment movement on the slope occurred by rolling of particles, fluidized flow, grain flow and slides. The fluctuation of phreatic pressure in the confined aquifer was measured by a set of piezometers, from which the hydraulic gradient generated by the water flow moving towards the slope was determined. This study determined that the mass movements started when the imposed injected flow rate was greater than the hydraulic conductivity capacity of the simulated aquifer, using the flow capacity calculated from the Darcy equation for porous media. The various physical parameters used in the experiment were found to scale well to natural prototypes. Moreover, the patterns of erosion and deposition in the physical simulation resembled natural features observed in seismicgeomorphology maps and modern deep-sea physiography. Therefore, water sapping by a confined aquifer flow is a potential mechanism for slope erosion and instability and for the formation of pathways connecting shallowwater and deep-water environments.

No abstract

O estudo de fluxos hiperpicnais é extremamente importante dentro da indústria do petróleo, pois depósitos gerados por tais fluxos podem se tornar potenciais reservatórios de hidrocarbonetos. Uma das maneiras de entender esses processos sedimentares em ambiente marinho é através de experimentos em laboratórios (modelagem física), onde se controla os parâmetros envolvidos de maneira que reproduzam mais precisamente o fenômeno natural. Usando essa técnica de estudo, este trabalho visou comparar o comportamento de um fluxo hiperpicnal em duas situações distintas, ou seja, confinado em um canal subaquoso e fora do mesmo (não confinado). Buscou-se estabelecer as diferenças de hidrodinâmica e suas implicações no transporte e na deposição de sedimentos, durante um curto intervalo de tempo, de um experimento físico tridimensional de longa duração. Através da análise de imagens foi possível estabelecer correlações de velocidade, geometria e acelerações entre as duas situações do fluxo. Os resultados mostram que o fluxo, ao atingir a zona confinada, acelera espacialmente e localmente, modificando suas características geométricas (alongamento da região frontal) em relação ao fluxo que escoa fora da zona confinada. Nos ambientes naturais, esse tipo de fenômeno localizado e curto pode ocorrer por longas distâncias, com uma duração maior. Este confinamento com duração longa poderia proporcionar um aumento na velocidade do fluxo, propiciando a ocorrência maior de processos erosivos em relação a processos deposicionais.