Hidrodinâmica em cânions submarinos da margem continental do Rio Grande do Norte

dc.contributor.advisorGomes, Moab Praxedes
dc.contributor.advisor-co1Cintra, Márcio Machado
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9348402509955995pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-0836-1073pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2086362176219605pt_BR
dc.contributor.authorDamasceno, Úrsula Martin
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-2280-3715pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6861998172708778pt_BR
dc.contributor.referees1Costa, Mirella Borba Santos Ferreira
dc.contributor.referees2Gbo, Gbekpo Aubains Hounsou
dc.contributor.referees3Ximenes Neto, Antônio Rodrigues
dc.contributor.referees4Pimenta, Felipe Mendonça
dc.date.accessioned2025-03-26T19:50:24Z
dc.date.available2025-03-26T19:50:24Z
dc.date.issued2024-11-20
dc.description.abstractPhysical processes at continental margins control the transport of heat, sediments, chemical compounds, and nutrients between the ocean basin and the continental shelf, which affects the ecosystems nearby. The shelf-edge submarine canyons interact with the currents and are potential flow channelers between the coastal zones and the oceanic basin. Despite the importance of these phenomena, canyon-flow interactions in low latitudes of the Atlantic Ocean are poorly understood. This study aims to characterize the hydrodynamic phenomena of the Brazilian tropical margin, specifically the submarine canyons in areas of shelf break zones on the eastern and northern shores of Rio Grande do Norte (RN). Physical processes were investigated using the Coastal Regional Oceanic Community Model (CROCO). The first analysis presented here pertains to the Natal Canyon and was developed in CROCO using regional bathymetry interpolated from nautical charts and global databases, validated with in situ data. This study aims to analyze the hydrodynamics of the Natal Canyon and its effects on the exchange between the shelf and the ocean, and suspended particles. The correlation analysis includes the components of canyon flow, the North Brazil Current, the transport of the outer-middle shelf, and wind stress. Additionally, a drifter model was built using the velocity field of the oceanic model with the Ichthyop model for three different positions: on the southern edge of the canyon, at the head of the canyon, and along the current path on the slope. The results show two main forces driving the canyon dynamics: i) the meridional wind, which has the highest correlation coefficient with canyon transport (-0.75), and ii) the North Brazil Undercurrent with the second highest correlation coefficient (-0.64). In all three simulated scenarios, the current isstrong enough to transport most of the suspended particles (~95%) northward. Despite the general westward transport of the canyon, the current is not strong enough to prevent the capture of particles (~2%) within the canyon. A small portion of particles (<2%) reaches the inner shelf through the canyon head and the coastal current. The results indicate that the dynamics of the Natal Canyon are wind- driven and favor downward flow. This context impacts suspended particles and may explain the starved condition in low-latitude shelves, such as the eastern margin of Rio Grande do Norte, Brazil.pt_BR
dc.description.resumoOs processos físicos ocorrentes nas margens continentais controlam transporte de calor, sedimentos, compostos químicos, e de nutrientes entre a bacia oceânica e a plataforma continental, impactando diretamente nos ecossistemas dessas regiões. Os cânions submarinos da plataforma interagem com as correntes oceânicas e são potenciais canalizadores de fluxos entre as zonas costeiras e a planície abissal. Apesar da importância desses fenômenos, as interações entre correntes marinhas e cânions em baixas latitudes do atlântico sul ainda são pouco compreendidas. O objetivo deste trabalho é caracterizar os fenômenos hidrodinâmicos da margem tropical brasileira, mais precisamente em regiões com cânions submarinos em zonas de quebra da plataforma oriental e setentrional do Rio Grande do Norte (RN). Os processos físicos foram investigados usando CROCO (Coastal Regional Oceanic Community Model) para ambos os casos. Em relação ao cânion de Natal e foi desenvolvida uma simulação no CROCO utilizando batimetria regional interpolada a partir de cartas náuticas e bancos de dados globais, e validada com dados in situ. Este estudo tem como objetivo analisar a hidrodinâmica do Cânion de Natal, e seus efeitos na troca de água entre a plataforma e a bacia oceânica. A análise de correlação incluiu os componentes do fluxo do cânion, a Corrente Norte do Brasil, o transporte da plataforma média-externa e a tensão de cisalhamento do vento. Além disso, um modelo de derivadores simulando partículas em suspensão foi construído com o campo de velocidade do modelo oceânico usando o modelo Ichthyop para três posições diferentes: na borda sul do cânion, na cabeça do cânion e no caminho da corrente no talude. Os resultados mostram duas forças principais induzindo a dinâmica do cânion: i) o vento meridional, que tem o maior coeficiente de correlação com o transporte do cânion (-0,75) e ii) a Subcorrente Norte doBrasil (SCNB) com o segundo maior coeficiente de correlação (-0,64). Em todos os três cenários simulados, a corrente é forte o suficiente para transportar a maioria das partículas em suspensão (~95%) para o norte. Apesar do transporte geral do cânion ser para o oeste, a corrente não é forte o suficiente para evitar a captura de partículas (~2%) no cânion. Uma pequena parte das partículas (<2%) alcança a plataforma interna através da cabeça do cânion e da corrente costeira. Os resultados mostram que a dinâmica do Cânion de Natal é impulsionada pelo vento e é favorável ao fluxo descendente. Este contexto impacta as partículas em suspensão e pode ajudar a explicar a condição de plataforma faminta na margem leste do Rio Grande do Norte, Brasil. A segunda parte do trabalho constitui em uma simulação de mesma natureza desenvolvida para a margem setentrional do RN, na região dos cânions açu e validada com dados in situ. O objetivo principal é analisar os processos físicos e investigar se há ocorrência de ressurgência ou uplift nesta região. A análise foi realizada a partir de séries temporais anuais de 6 seções verticais de transporte, velocidades e temperatura, além de 16 perfis de temperatura, sendo 8 em isóbatas de 35 m e 8 em 70 m (correspondendo à plataforma externa e à quebra da plataforma, respectivamente). A camada de barreira foi calculada para a área da quebra da plataforma, visando investigar sua influência sobre os processos físicos. Os máximos transportes da Subcorrente Norte do Brasil (SCNB) foram observados em março, no final de julho e em meados de setembro. Embora não tenha sido registrado nenhum evento de ressurgência, os resultados indicam a ocorrência de uplifts na quebra da plataforma, tanto nos cânions quanto em áreas adjacentes, entre janeiro e junho. O período de maior frequência de uplifts no estudo ocorreu em março, coincidindo com picos de transporte da SCNB e ventos alísios mais fracos. Por outro lado, a ausência de uplifts de julho a setembro, mesmo diante de correntes oceânicas fortes, foi associada a ventos alísios intensos e a uma camada de barreira mais espessa, que atuaram como obstáculos. Dessa forma, as interações entre a SCNB e a batimetria influenciam nos processos induzidos pela corrente na plataforma externa e no talude norte do RN, evidenciando a influência das correntes de contorno oeste (CCOs) na manutenção dos ecossistemas da margem equatorial brasileira. Portanto, os resultados deste trabalho mostraram que as interações entre CCOs com a fisiografia da margem, e cânions submarinos, ocorrem de formas distintas entre o setor oriental e setentrional do Rio Grande do Norte. E contribuem para a compreensão das diferenças sedimentares e ecológicas entre as plataformas leste e norte da Margem Continental Brasileira.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationDAMASCENO, Úrsula Martin. Hidrodinâmica em cânions submarinos da margem continental do Rio Grande do Norte. Orientador: Dr. Moab Praxedes Gomes. 2024. 117f. Tese (Doutorado em Geodinâmica e Geofísica) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63252
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectCânions submarinospt_BR
dc.subjectCorrente de contorno oestept_BR
dc.subjectTalude continentalpt_BR
dc.subjectMargem equatorialpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIASpt_BR
dc.titleHidrodinâmica em cânions submarinos da margem continental do Rio Grande do Nortept_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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