Dissertacao Eduardo

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Efeito reservatorio

Text of Dissertacao Eduardo

  • UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

    INSTITUTO DE BIOLOGIA

    PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM BIOLOGIA MARINHA E AMBIENTES COSTEIROS

    ESTUDO DO EFEITO DE RESERVATRIO MARINHO NA COSTA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO ATRAVS DA DATAO DE AMOSTRAS PAREADAS EM CONTEXTO

    ARQUEOLGICO

    EDUARDO QUEIROZ ALVES

    NITERI, RJ

    2015

  • ESTUDO DO EFEITO DE RESERVATRIO MARINHO NA COSTA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO ATRAVS DA DATAO DE

    AMOSTRAS PAREADAS EM CONTEXTO ARQUEOLGICO

    EDUARDO QUEIROZ ALVES

    Dissertao submetida ao programa de ps-graduao em Biologia Marinha e Ambientes Costeiros da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para a obteno do ttulo de Mestre em Biologia Marinha e Ambientes Costeiros.

    Orientadora:

    Prof. Dr. Kita Chaves Damasio Macario

    Niteri, RJ

    2015

  • Trabalho realizado no Laboratrio de Radiocarbono, pertencente ao Instituto de Fsica da Universidade Federal Fluminense, em colaborao com o Museu Nacional da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Sob a orientao da Dra. Kita Macario. Com apoio financeiro de CAPES, CNPq e FAPERJ.

  • Para minha me

  • Agradecimentos minha famlia - meu pai, irmos, tios e primos que me apoiaram em todas as etapas do mestrado e com quem eu compartilho essa conquista.

    Kita, pela orientao, pelos conselhos e por sempre me incentivar a fazer o meu melhor.

    Prof. Dr. Lina Kneip, responsvel pela escavao que recuperou o material utilizado neste trabalho.

    Ao Museu Nacional da Universidade Federal do Rio de Janeiro por possibilitar este estudo, disponibilizando as amostras utilizadas.

    A todos os docentes do departamento de Biologia Marinha da Universidade Federal Fluminense pela gentil acolhida e por terem apresentado a este Fsico o incrvel mundo da Biologia Marinha. Agradeo especialmente o Prof. Dr. Douglas Pimentel, fundamental para que este trabalho pudesse ser concludo na data planejada.

    Ana e Amanda por serem sempre to compreensivas e prestativas.

    Rosa Souza pela identificao do material malacolgico deste trabalho e por toda a ajuda durante a redao desta dissertao.

    Ao Prof. Dr. Orangel Aguilera pela identificao do material ictiolgico deste trabalho.

    Prof. Dr. Rita Scheel-Ybert por abrir as portas do Laboratrio de Arqueobotnica e Paisagem para que este trabalho pudesse ser realizado.

    Prof. Dr. Caroline Bachelet pelas lies de Antracologia e Arqueologia. Obrigado por pacientemente supervisionar as anlises antracolgicas deste trabalho e por intervir todas as vezes em que encontrei dificuldades.

    Ana Carolina Goulart, minha dupla no aprendizado da Antracologia. Muito obrigado por toda ajuda com as anlises dos carves deste trabalho.

    Fabiana Oliveira e ao Marcelo Muniz pela ajuda nos momentos de desespero e pela valiosa amizade.

    A todos os amigos do LAC/UFF e do LARA: Ingrid Chanca, Renan Cardoso, Juan Pablo, Marcos O. , Bruna Brando, Alberto Cid, Renata Jou, Maikel Castro, Roberto Meigikos, Carla Carvalho, Roberto Linares, Paulo Gomes, Vinicius Nunes, Isabela Oliveira, Bruna Netto, Pedro Lins, Amanda Seixas,Frederico Santos eThiago Lacerda.

    Diante da impossibilidade de citar todos, agradeo especialmente aos amigos que estiveram mais envolvidos neste trabalho: Diego Cerqueira, Gabriela Veras, Luiz Fernando, Maira Poerner, Anderson Ribeiro, Livia Prestes, Nikhita Kumar, Amanda Davel, Fernando Pardo Urrutia.

    Cada uma das pessoas acima correu junto comigo, ao meu lado, na corrida contra o tempo que foi terminar esta dissertao. Obrigado pela companhia. O mrito nosso.

  • All isotopes are not created equal. Some are more equal than others. Radiocarbon stands alone; by itself.

    The authors, with apologies to G Orwell (Lal e Jull, 2001)

  • RESUMO

    O estudo da origem e distribuio do 14C na Terra desempenha papel

    fundamental na datao com base nesse radionucldeo. Entre os principais efeitos

    estudados est a idade aparente mais antiga observada em amostras marinhas.

    Atualmente existem pesquisas significantes em andamento sobre a variabilidade

    espacial e temporal de efeitos de reservatrio marinho (MREs) atravs da

    quantificao do desvio em relao mdia global desse efeito, denominado R. Este

    trabalho apresenta o clculo de um valor de R para a regio de Saquarema, na costa

    do Rio de Janeiro, utilizando amostras arqueolgicas provenientes do Sambaqui de

    Saquarema. Idades de radiocarbono de 45 amostras marinhas e 6 amostras terrestres

    permitiram uma avaliao do MRE na regio. Todas as amostras passaram ainda por

    etapas de identificao taxonmica para fortalecer e expandir possveis interpretaes

    dos resultados. O valor de R encontrado foi -140 66 anos de 14C. Esta pesquisa

    um estudo pioneiro para a regio e mais avaliaes do valor obtido so necessrias.

    Palavras-chave: efeito de reservatrio marinho; radiocarbono; sambaqui; Saquarema;

    Regio dos Lagos Fluminense.

  • ABSTRACT

    The study of the origin and distribution of 14C on Earth plays a fundamental

    role in radiocarbon dating. Among the most important effects is the apparent older

    age of marine samples. Currently, there is significant ongoing research into the

    temporal and spatial variability of marine reservoir effects (MREs) through the

    quantification of the values of deviations from the average global value of MRE, as

    known as R values. This study presents the calculus of a R value for the

    Saquarema region, Rio de Janeiros coast, using archaeological samples from the

    Saquarema shellmound. Radiocarbon ages of 45 marine and 6 terrestrial samples from

    this shellmound provided data for assessing MRE in this specific locality. The

    samples underwent taxonomic analysis in order to support possible interpretations of

    the results. We found a R value of -140 66 14C yr. This is a pioneer research and

    further evaluations of the value found here are needed.

    Keywords: marine reservoir effect; radiocarbon; shellmound; Saquarema; Rio de

    Janeiro coast.

  • Sumrio Introduo ............................................................................................. 13 Captulo 1 Embasamento cientfico ....................................................................... 16 1.1 A datao radioativa ............................................................. 16 1.2 Princpios fundamentais da datao por 14C .........................17 1.3 O mecanismo de produo do 14C ......................................... 19 1.4 Variaes na produo de 14C ............................................. 21 1.4.1 Variaes latitudinais e altitudinais ........................ 22 1.4.2 Variaes induzidas pela atividade solar ............... 23 1.5 Variaes na concentrao de 14C ...................................... 24 1.5.1 Variaes naturais .................................................. 24 1.5.2 O efeito Suess ........................................................ 25 1.5.3 Os testes nucleares ................................................. 26 1.5.4 O fracionamento isotpico .................................... 27 1.5.5 Tempos de residncia ............................................. 30 1.6 Efeito de reservatrio marinho: origem e consequncias ...... 31 Captulo 2 .............................................................................................. 34 Idades de radiocarbono e idades calibradas .................................. 34 2.1 Calibrao de amostras atmosfricas ................................... 35 2.2 Calibrao de amostras marinhas ....................................... 38 2.3 Efeito de reservatrio marinho: as correes R e R 40 2.4 A correo R para o MRE: variabilidade global .. 41 2.4.1 A influncia da gua doce no MRE 43 Captulo 3 ...45 A rea de estudo e o Sambaqui de Saquarema 45 3.1 A regio dos Lagos Fluminense Saquarema 45 3.2 Stios arqueolgicos do tipo Sambaqui breve descrio 48 3.3 O Sambaqui de Saquarema caracterizao do stio 49

  • Captulo 4 .. 52 As amostras 52 4.1 As conchas . 53 4.2 Os otlitos 54 4.3 Os carves .. 56 Captulo 5 . 60 AMS preparao de amostras e determinao das idades de 14C e da correo R .. 60 5.1 Carvo 63 5.2 Concha e otlito 64 5.3 Grafitizao das amostras de carbono . 65 5.4 Medida das amostras de carbono por AMS . 69 5.5 Determinao das idades de 14C e da correo R ..............73 Captulo 6 .. 78 Resultados e discusso .. 78 Captulo 7 . 88 Concluses ............................................................................................. 88 Apndice A . 90 Identificaes taxonmicas ...90 A.1 Conchas . 90 A.1.1 Anomalocardia brasiliana (Gmelin, 1791) . 91 A.1.2 Neritina virginea (Linnaeus, 1758) . 92 A.2 Otlitos ........ 92 A.2.1 Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823) .. 93 A.3 Carves .. 94 A.3.1 Myrsinaceae Rapanea sp. 95 A.3.2 Anacardiaceae 96 A.3.3 Rutaceae Metrodorea sp. . 96 A.3.4 Sapotaceae .... 97 A.3.5 Myrtaceae . 98 A.3.6 Tubrculo 99 Apndice B... 100 Cdigo para clculo de R no OxCal................................................100

  • Referncias ...... 102 Referncias online ..113 Lista de figuras Figura 1.1. Produo e distribuio do 14C (adaptado de Aitken (1999)). 29 Figura 2.1. Seo da curva de calibrao atmosfrica IntCal13 (Bronk Ramsey, 2013). 36 Figura 2.2. Seo da curva de calibrao atmosfrica SHCal13 (Bronk Ramsey, 2013). 38 Figura 2.3. Sees das curvas IntCal13 (roxa), SHCal13 (verde) e Marine13 (vermelha) (Bronk Ramsey, 2013). 39 Figura 2.4. Os pontos vermelhos indicam locais onde estudos quantificaram a correo regional R. 41 Figura 2.5. The great