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Abstract The iAtlantic Project has established an international collaborative strategy to improve mapping and characterization of deep and open ocean ecosystems in understudied regions of the Atlantic and evaluate their health. In December 2022, the first iAtlantic expedition in the South Atlantic set off to map and explore seafloor ecosystems in the Santos Basin slope (200-1,000 m depths) in collaboration with the Petrobras ‘Santos Basin - Regional Characterization Project.’ The 17-day ‘iAtlantic_BR10-Petrobras’ cruise was conducted on board the research vessel NPqHOc Vital de Oliveira (Brazilian Navy) and performed (a) water column structure characterization, (b) seafloor morphology mapping, (c) description of benthic habitats and communities by seafloor imagery and biological/ geological sampling, and (d) ex-situ experiments to assess the functioning of sedimentary ecosystems and their responses to climate-related environmental changes. This study describes the rationale behind the iAtlantic_BR10-Petrobras cruise science plan, reports its sampling strategy and methods, and summarizes its collected data and preliminary results.

https://doi.org/10.1590/2675-2824071.23069jaap

Glacier retreat effects on the distribution of benthic assemblages in Martel Inlet (Admiralty Bay, Antarctica)
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PETTI, MONICA A.V.

; GHELLER, PAULA F.

; BROMBERG, SANDRA

; PAIVA, PAULO C.

; MAHIQUES, MICHEL M.

; CORBISIER, THAIS N.

Anais da Academia Brasileira de Ciências

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2023, Volume 95 Supl. 3 elocation e20210622

Resumo: En | Texto: En | PDF: En

Abstract The Antarctic environment has special characteristics that influence the local marine life. The benthic organisms, adapted to these extreme conditions of life, are subject nowadays to effects of climate change. Recently, the consequences of glacier retreat on these assemblages have been observed in many West Antarctic Peninsula (WAP) regions, including King George Island (KGI). This study described the spatial variation of the benthic macrofauna in different areas of the Martel Inlet (Admiralty Bay - KGI), at depths around 25-30 m. Sampling was done in January 2001 at ten stations classified in localities according to their proximity to ice-margin/coastline in marine-terminating glacier (MTG), terrestrial-terminating glacier (TTG) and ice-free area (IFA). The total density and the abundance of annelids, nematodes, peracarid crustaceans and bivalves were higher at IFA stations. The locality discrimination by taxa and species was independent of available environmental/sedimentary conditions or was the result of unmeasured variables or species life history processes not assessed herein. Considering that our findings were obtained 21 years ago, they will be especially useful for comparing future studies of benthic assemblage responses to the influence of climate change and continuous glacier retreats in the WAP region.

https://doi.org/10.1590/0001-3765202320210622

Seep hunting in the Santos Basin, Southwest Atlantic: sampling strategy and employed methods of the multidisciplinary cruise BIOIL 1
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Sumida, Paulo Y. G.

; Pellizari, Vivian H.

; Lourenço, Rafael A.

; Signori, Camila N.

; Bendia, Amanda G.

; Carrerette, Orlemir

; Nakamura, Fernanda M.

; Ramos, Raissa B.

; Bergamo, Gilberto

; Souza, Bruno H. M.

; Butarelli, Ana C. A.

; Passos, Júlia G.

; Dias, Rodolfo J. S.

; Maly, Mascimiliano

; Banha, Thomás N. S.

; Güth, Arthur Z.

; Soares, Luiza F.

; Perugino, Paula D. N.

; Santos, Felipe R.

; Santana, Frederico R.

; Mahiques, Michel M. de

Ocean and Coastal Research

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2022, Volume 70 Supl. 2 elocation e22031

Resumo: En | Texto: En | PDF: En

Abstract The continental margin off the southeastern Brazilian coast is punctuated by a series of geological-geomorphological features, such as subsurface saline diapirs and pockmarks at the seafloor interface, which evidence the abundant presence of oil and gas in the region. In several of these sites, hydrocarbons can be naturally released into the water column, areas are cold seep areas. These are marked by the presence of oil- and gas-dependent ecosystems, where specific organisms are able to fix carbon from hydrocarbon chemosynthesis. In addition, light hydrocarbon fluid flow through the sediment may build up authigenic carbonates that can be further colonized by cold-water corals, generating large carbonate mounds over geological time, normally positioned at the border of these pockmark features. The present work reports on a multidisciplinary oceanographic cruise carried out in the Santos Basin, SW Atlantic, to seek, map, and collect geological, chemical, and biological data from different deep-sea habitats. The cruise occurred in November 2019 on the R/V Alpha Crucis of the Oceanographic Institute of the University of São Paulo (IOUSP). We intended to discover and detail different geomorphological features, characterize free-living and symbiotic microorganisms, determine the chemosynthetic rates in relation to heterotrophic microbial production, and characterize the fauna and study their ecological and evolutionary links within and across ocean basins. All discoveries made during the cruise and their respective results will be presented separately in several papers that comprise this special volume.

https://doi.org/10.1590/2675-2824070.22077pygs

Coastline changes and sedimentation related with the opening of an artificial channel: the Valo Grande Delta, SE Brazil
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MAHIQUES, MICHEL M. DE

; FIGUEIRA, RUBENS C.L.

; ALVES, DANIEL P.V.

; ITALIANI, DIANA M.

; MARTINS, CRISTINA C.

; DIAS, JOÃO M.A.

Anais da Academia Brasileira de Ciências

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Dez 2014, Volume 86 Nº 4 Páginas 1597 - 1607

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

O papel desempenhado pela atividade humana nas mudanças do litoral indica uma tendência geral de recuo da linha de costa, especialmente em ambientes deltaicos, como resultado da recente tendência de aumento do nível do mar, bem como do bloqueio do aporte de sedimentos em direção ao litoral, principalmente devido à construção de barragens. Isto é particularmente importante em ambientes deltaicos que sofreram uma perda dramática de área nas últimas décadas. Em contraste, no presente trabalho, relatamos a origem e evolução de um delta antropogênico, o Delta do Valo Grande, na costa sudeste do Brasil, cuja origem está relacionada com a abertura de um canal artificial e desvio do fluxo principal do rio Ribeira de Iguape. A metodologia incluiu a análise de mudanças de costa, levantamentos batimétricos e testemunhagem, esta última utilizada para determinar as taxas de sedimentação e mudanças na granulometria dos sedimentos ao longo do tempo. Os resultados permitiram reconhecer as diferentes facies do delta antropogênico e estabelecer suas tendências deposicionais, laterais e verticais. Apesar de não serem muito frequentes, deltas antropogênicos representam um ambiente favorável para o registro de mudanças naturais e antrópicas em tempos históricos e, portanto, merecem mais atenção dos pesquisadores de diferentes áreas do conhecimento.

The role played by human activity in coastline changes indicates a general tendency of retreating coasts, especially deltaic environments, as a result of the recent trend of sea level rise as well as the blockage of the transfer of sediments towards the coast, especially due to the construction of dams. This is particularly important in deltaic environments which have been suffering a dramatic loss of area in the last decades. In contrast, in this paper, we report the origin and evolution of an anthropogenic delta, the Valo Grande delta, on the south-eastern Brazilian coast, whose origin is related to the opening of an artificial channel and the diversion of the main flow of the Ribeira de Iguape River. The methodology included the analysis of coastline changes, bathymetry and coring, which were used to determine the sedimentation rates and grain-size changes over time. The results allowed us to recognize the different facies of the anthropogenic delta and establish its lateral and vertical depositional trends. Despite not being very frequent, anthropogenic deltas represent a favorable environment for the record of natural and anthropogenic changes in historical times and, thus, deserve more attention from researchers of different subjects.

https://doi.org/10.1590/0001-3765201420130168 2313 downloads

Radiocarbon geochronology of the sediments of the São Paulo Bight (southern Brazilian upper margin)
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Mahiques, Michel M.

; Sousa, Silvia H.M.

; Burone, Leticia

; Nagai, Renata H.

; Silveira, Ilson C.A.

; Figueira, Rubens C.L.

; Soutelino, Rafael G.

; Ponsoni, Leandro

; Klein, Daniel A.

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Set 2011, Volume 83 Nº 3 Páginas 817 - 834

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

O objetivo deste trabalho foi a geração de um inventário dos dados de datação de radiocarbono obtidos de sedimentos do Embaiamento de São Paulo (Margem Continental Superior do Sul do Brasil) e analisar os dados em termos de processos sedimentares quaternários e taxas de sedimentação. Um total de238 datações ao radiocarbono de materiais coletados com autilização de procedimentos amostrais diferentes foi considerado neste trabalho. As taxas de sedimentação variaram de menor que 2 a 68 cm.kyr-1. As taxas de sedimentação mais altas foram encontradas em um sistema costeiro de baixa energia (tipo ría), bem como nas zonas de ressurgência de Santa Catarina e Cabo Frio. As taxas mais baixas foram encontradas na plataforma externa e talude superior. Nossos resultados confirmam a forte dependência do sistema de correntes de plataforma, com ênfase no aporte terrígeno oriundo do Rio daPrata, transportado através da Corrente Costeira do Brasil, e da dinâmica da Corrente do Brasil - Corrente de Contorno Intermediária (CB-CCI) nos processos sedimentares. Pelo menostrês indicadores de paleo-níveis marinhos foram encontrados a 12200 anos AP (idade radiocarbônica convencional) (103 metros abaixo do nível do mar atual - manm), 8300-8800 cal anos AP (13 manm) e 7700-8100 cal anos BP (6 manm).

The aim of this work was to generate an inventory of the data on radiocarbon datings obtained from sediments of the São Paulo Bight (southern Brazilian upper margin) and to analyze the data in terms of Late Quaternary sedimentary processes and sedimentation rates. A total of 238 radiocarbon datings from materials collected using differents ampling procedures was considered for this work. The sedimentation rates varied from less than 2 to 68 cm.kyr-1. The highest sedimentation rate values were found in a low-energy (ría type) coastal system as well as in the upwelling zones of Santa Catarina and Cabo Frio. The lowest rates were found on the outer shelf and upper slopes. Our results confirm the strong dependency of the shelf currents, with an emphasis to the terrigenous input from the Río de La Plata outflow which is transported via the Brazilian Coastal Current, as well as of the coupled Brazil Current - Intermediate Western Boundary Current (BC-IWBC) dynamics on the sedimentary processes. At least three indicators ofthe paleo sea level were found at 12200 yr BP (conventional radiocarbon age) (103 meters below sea level - mbsl),8300-8800 cal yr BP (13 mbsl) and 7700-8100 cal yr BP (6 mbsl).

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Analysis of mangrove forest succession, using sediment cores: a case study in the Cananéia -Iguape coastal system, São Paulo Brazil
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Cunha-Lignon, Marília

; Mahiques, Michel M.

; Schaeffer-Novelli, Yara

; Rodrigues, Marcelo

; Klein, Daniel A.

; Goya, Samara C.

; Menghini, Ricardo P.

; Tolentino, Clodoaldo C.

; Cintrón-Molero, Gilberto

; Dahdouh-Guebas, Farid

Brazilian Journal of Oceanography

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Set 2009, Volume 57 Nº 3 Páginas 161 - 174

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

Testemunhos de sondagem apresentam-se como importantes ferramentas para análise da dinâmica sucessional de bosques de mangue. A sucessão dos bosques de mangue, no litoral sul do Estado de São Paulo (Brasil), foi determinada com base em quatro testemunhos de sondagem: T1) banco de sedimento; T2) banco de gramínea Spartina alterniflora; T3) bosque de mangue em progradação, dominado por Laguncularia racemosa; e T4) bosque de mangue maduro, dominado por Avicennia schaueriana. Os testemunhos foram descritos macroscopicamente em função de cor, textura, estruturas sedimentares e componentes orgânicos. A base de todos os testemunhos apresentou padrão semelhante, sugerindo colonização similar por bosques de mangue , em toda sua extensão. Áreas em progradação apresentam banco de sedimento exposto, colonizado por S. alterniflora. Faixa de L. racemosa substitui a gramínea, com a progradação. À maior consolidação do sedimento, passam a dominar outras espécies típicas de mangue, como observado no bosque maduro, onde A. schaueriana alcança grande desenvolvimento estrutural. No testemunho coletado na área colonizada pelo bosque maduro dominado por A. shaueriana, há fragmentos de S. alterniflora próximo à base, confirmando o papel da gramínea como espécie pioneira. Os testemunhos analisados refletem a zonação e a sucessão dos bosques de mangue da região.

Sediment cores are an essential tool for the analysis of the dynamics of mangrove succession. Coring was used to correlate changes in depositional environments and lateral sedimentary facies with discrete stages of forest succession at the Cananéia-Iguape Coastal System in southeastern Brazil. A local level successional pattern was examined based on four core series T1) a sediment bank; T2) a smooth cordgrass Spartina alterniflora bank; T3) an active mangrove progradation fringe dominated by Laguncularia racemosa, and; T4) a mature mangrove forest dominated by Avicennia schaueriana. Cores were macroscopically described in terms of color, texture, sedimentary structure and organic components. The base of all cores exhibited a similar pattern suggesting common vertical progressive changes in depositional conditions and subsequent successional colonization pattern throughout the forest. The progradation zone is an exposed bank, colonized by S. alterniflora. L. racemosa, replaces S. alterniflora as progradation takes place. As the substrate consolidates A. schaueriana replaces L. racemosa and attains the greatest structural development in the mature forest. Cores collected within the A. schaueriana dominated stand contained S. alterniflora fragments near the base, confirming that a smooth cordgrass habitat characterized the establishment and early seral stages. Cores provide a reliable approach to describe local-level successional sequences in dynamic settings subject to drivers operating on multiple temporal and spatial scales where spatial heterogeneity can lead to multiple equilibria and where similar successional end-points may be reached through convergent paths.

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Utilização de métodos acústicos em estudos de dinâmica costeira: exemplo na desembocadura lagunar de cananéia
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Paolo, Fernando S.

; Mahiques, Michel M.

Revista Brasileira de Geofísica

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Jun 2008, Volume 26 Nº 2 Páginas 211 - 225

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

Em função de suas condições de interface entre águas doces e salinas, desembocaduras estuarinas e lagunares constituem sistemas geomorfológicos altamente complexos e dinâmicos. Como conseqüência da variabilidade espacial e temporal dos fluxos de maré, o leito responde com uma grande variabilidade nas características morfológicas e sedimentares. Neste sentido, é possível relacionar diretamente a circulação de fundo e o transporte sedimentar com as feições submersas geradas. Perfis de ecossondagem, sonar de varredura lateral e sísmica de alta resolução, executados na desembocadura lagunar de Cananéia, revelaram a existência de uma dinâmica de fundo extremamente complexa, caracterizada por marcas onduladas e ondas de areia de alturas métricas. As maiores ondas de areia, localizadas em uma depressão na desembocadura lagunar, apresentam inversão de polaridade em sua assimetria, com a presença de ondas simétricas de grande tamanho no ponto de inversão. Este padrão morfológico não apresenta variação temporal em escala anual, sugerindo a persistência de um padrão de fluxos sobre o leito. Esta dinâmica revela, também, a constância de fluxos convergentes que aparentemente independem das condições de maré enchente ou vazante. Os resultados permitiram o estabelecimento de um primeiro modelo qualitativo de circulação de fundo na área, com aplicações potenciais na navegação e estudos de proteção da costa.

As a function of their interface conditions between fresh and saline waters, lagunar and estuarine mouths are highly complex and dynamic geomorphological systems. As a consequence of the spatial and temporal variability of tidal flows the bottom responds with a big variability in sediment characteristics and morphology. In this sense it is possible to directly relate the bottom circulation and sedimentary transport with the bedforms generated. Echosounding, sidescan sonar and high resolution seismic profiles, surveyed in the Cananéia lagoonal mouth revealed the existence of an extremely complex bed load dynamics, characterized by ripples marks and sand waves with metric heights. Bigger sand waves, localized in a depression of the lagoonal mouth, show a change of polarity in its asymmetry with a large symmetric form in the inversion point. This morphologic pattern did not present temporal variability in a yearly scale, suggesting the persistence of a pattern of bottom flows. This dynamic also presents constant convergent flows, apparently independent of the flood or ebb tide. The results allowed us to establish a first qualitative model of bottom circulation in the area, with potential uses in navigation and shore protection studies.

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Sedimentary changes on the Southeastern Brazilian upper slope during the last 35,000 years
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Mahiques, Michel M.

; Fukumoto, Marina M.

; Silveira, Ilson C.A.

; Figueira, Rubens C.L.

; Bícego, Marcia C.

; Lourenço, Rafael A.

; Mello-e-Sousa, Silvia H.

Anais da Academia Brasileira de Ciências

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Mar 2007, Volume 79 Nº 1 Páginas 171 - 181

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

Este trabalho apresenta uma primeira avaliação das mudanças sedimentares, incluindo a acumulação de carbono orgânico e inorgânico, no talude continental superior do Brasil, sob diferentes condições climáticas, baseadas em análises de um testemunho. Os resultados indicam que a taxa de sedimentação, assim como as características sedimentares, incluindo a natureza do carbono orgânico depositado durante o UMG (Último Máximo Glacial), foram diferentes dos processos deposicionais atuais, indicando maior produtividade primária durante o UMG, como determinado pelos maiores valores de carbono orgânico marinho. Entretanto, os maiores valores de Taxa de Acumulação de carbonato de cálcio e carbono orgânico podem ser creditados aos valores mais altos de taxas de sedimentação. As condições prevalentes durante o Estágio Isotópico 3 podem ser consideradas intermediárias entre o UMG e as condições atuais. As condições para maior produtividade primária, associada à deposição de sedimentos mais finos, podem ser explicadas como uma resposta ao deslocamento, em direção ao mar aberto, do fluxo principal da Corrente do Brasil.

A first evaluation of the sedimentary changes, including accumulation of inorganic and organic carbon on the upper slope off Southeastern Brazil under different climatic conditions, based on the analysis of a sedimentary core, is here presented. Results indicate that sedimentation rate as well sedimentary characteristics, including the nature of the organic carbon deposited during the LGM (Last Glacial Maximum), were different from the present deposition, indicating higher primary productivity during the LGM, to be accounted for by the higher values of marine organic carbon. Nevertheless, the higher values of Accumulation Rate of calcium carbonate and organic carbon can be credited to the higher values of the sedimentation rates. Conditions prevailing during Isotope Stage 3 may be considered intermediate as between the LGM and the present day. The conditions for a higher primary productivity associated with the deposition of finer terrigenous sediments may be explained as a response to the off shoreward displacement of the main flow of the Brazil Current.

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Modern sedimentation in the Cabo Frio upwelling system, Southeastern Brazilian shelf
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Mahiques, Michel M. de

; Bícego, Marcia C.

; Silveira, Ilson C.A.

; Sousa, Silvia H.M.

; Lourenço, Rafael A.

; Fukumoto, Marina M.

Anais da Academia Brasileira de Ciências

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Set 2005, Volume 77 Nº 3 Páginas 535 - 548

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

As análises de Uk'37 paleotemperaturas e de parâmetros sedimentológicos em amostras de box-core da zona de ressurgência de Cabo Frio, sudeste do Brasil, foram usadas para compreender os processos de sedimentação moderna na área, bem como avaliar o papel desempenhado pela ressurgência no estabelecimento dos padrões sedimentológicos principais. Como observado em três box-cores localizados nas proximidades da área de ressurgência, é possível verificar uma tendência geral de resfriamento das águas nos últimos 700 anos (idade calibrada). Uma vez que o processo de ressurgência é dependente do regime de ventos local e remoto, uma fase de ventos predominantes de NE favorece um deslocamento mais efetivo das águas frias da Água Central do Atlântico Sul em direção à costa. Por outro lado, a falta de correlação significativa entre as paleotemperaturas e a maioria dos parâmetros sedimentológicos indica que a ressurgência não é o mecanismo prevalente na sedimentação da área. Além disso, a comparação dos parâmetros sedimentológicos entre os testemunhos revela que eventuais variações temporais são superimpostas pela variabilidade geográfica. As taxas de sedimentação variam de 0,26 mm.ano-1 a 0,66 mm.ano-1.

The analyses of Uk'37 paleotemperatures and sedimentological parameters in box cores from the Cabo Frio upwelling zone, southeastern Brazil, were used to understand the modern sedimentation as well as to evaluate the role played by the upwelling process in the sedimentary patterns. Three box-cores located closer to the upwelling area show a general trend of cooling waters taking place in the last 700 years. Since the present upwelling is dependent on local and remote wind regime, a phase of dominating NE winds favors a more effective upward transport of the cold thermocline level South Atlantic CentralWater towards the coast. The intensification in the upwelling regime for the last ca. 700 years can be associated with the strengthening of the NE winds off the area and a possible increase of the Brazil Current mesoscale activity. Nevertheless, the lack of significant correlation of the paleotemperatures and most of sedimentological parameters indicate that upwelling is not the only sedimentation mechanism in the area. Also, the comparison of sedimentological parameters reveals that eventual temporal changes are superimposed by the geographical variability. Sedimentation rates vary from 0.26 mm.yr-1 to 0.66 mm.yr-1.

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10.

Evolução temporal e espacial da desembocadura lagunar de Cananéia (SP)
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Tessler, Moysés G

; Suguio, Kenitiro

; Mahiques, Michel M. de

; Furtado, Valdenir V

Boletim do Instituto Oceanográfico

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1990, Volume 38 Nº 1 Páginas 23 - 29

Resumo: Pt En | Texto: Pt En | PDF: Pt | PDF: En

O processo evolutivo da desembocadura lagunar de Cananéia, principal canal de interligação entre o oceano e a região lagunar de Cananéia-Iguape (SP), vem sendo acompanhado mais detalhadamente desde a década de 50. Superpondo-se os contornos de linha de costa, realizados a partir de fotos aéreas obtidas entre os anos de 1952 e 1981, pode-se constatar mudanças significativas nas proximidades desta desembocadura lagunar. Entre as mais importantes tem-se o recuo da face norte e o avanço da parte leste, na porção arenosa voltada para o oceano da Ilha do Cardoso, além de erosão da margem da desembocadura lagunar localizada na porção sul da Ilha Comprida. A evolução geomorfológica do litoral sul paulista está intimamente relacionada aos mecanismos hidrodinámicos atuantes junto à costa e a circulação atmosférica nesta parte do continente sul-americano. A interação desses fenômenos é fundamental na intensa mobilidade dos sedimentos arenosos que obstruem e/ou causam o deslocamento dos canais de acesso à região lagunar, bem como nos processos erosivos e deposicionais que afetam as faces oceânicas das ilhas do Cardoso e de Cananéia.

Shoreline changes of the Cananéia-Iguape lagoonal system (São Paulo State) have been reconstructed in detail through interpretation of aerial photographs since the 1950's. The most important changes are the recession of the northern and the advancement of the eastern side of the sandy segment of Cardoso Island, headed to the ocean, and the erosion of the lagoonal margin in the southern section of Comprida Island. The geomorphologic evolution of the southcoast of São Paulo shows to be closely related to the coastal hydrodynamic mechanisms induced by the atmospheric circulation of this part of the South American continent The interaction of these phenomena is fundamental not only to the mobility of sandy sediments, that obstruct or change the displacement of the channels that lead to the lagoonal area, but also for the erosive and depositional processes that affect the ocean side of Cardoso and Cananéia islands.

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