Anais da Academia Brasileira de Ciências, Volume: 78, Issue: 3, Published: 2006
  • Fundamental tone estimates for elliptic operators in divergence form and geometric applications Mathematical Sciences

    Bessa, Gregório P.; Jorge, Luquésio P.; Lima, Barnabé P.; Montenegro, José F.

    Abstract in Portuguese:

    Estabelecemos um método para obter limites inferiores para o tom fundamental de operadores elípticos em forma divergente em termos do divergente de campos de vetores. Aplicamos esse método para os operadores Lr associados a hipersuperfícies imersas nas formas espaciais Nn(c) de curvatura seccional constante c com (r + 1)-curvatura média Hr + 1 localmente limitada. Obtemos como corolário limites inferiores para o raio extrínseco de hipersuperfícies compactas das formas espaciais Nn(c) com Hr + 1 > 0 em termos das r-ésima e r + 1-ésima curvatura médias. Finalmente, observamos que limites para os autovalores do Laplaciano essencialmente limitam os autovalores dos operadores elípticos em forma divergente. Isso permite mostrar que a constante de Cheeger limita inferiormente o primeiro autovalor não-nulo dos operadores Lr em hypersuperfícies compactas de Nn(c).

    Abstract in English:

    We establish a method for giving lower bounds for the fundamental tone of elliptic operators in divergence form in terms of the divergence of vector fields. We then apply this method to the Lr operator associated to immersed hypersurfaces with locally bounded (r + 1)-th mean curvature Hr + 1 of the space forms Nn+ 1(c) of constant sectional curvature c. As a corollary we give lower bounds for the extrinsic radius of closed hypersurfaces of Nn+ 1(c) with Hr + 1 > 0 in terms of the r-th and (r + 1)-th mean curvatures. Finally we observe that bounds for the Laplace eigenvalues essentially bound the eigenvalues of a self-adjoint elliptic differential operator in divergence form. This allows us to show that Cheeger's constant gives a lower bounds for the first nonzero Lr-eigenvalue of a closed hypersurface of Nn+ 1(c).
  • Lines of principal curvature on canal surfaces in R³ Mathematical Sciences

    Garcia, Ronaldo; Llibre, Jaume; Sotomayor, Jorge

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho são determinadas as curvaturas principais e as linhas de curvatura principal das superfícies canal que são as envoltórias de famílias de esferas com raios variáveis e centros deslocando-se ao longo de curvas fechadas regulares em R³. A partir de uma conexão com as equações de Riccati mostra-se que estas superfícies têm no máximo duas curvas principais periódicas isoladas. São dados exemplos com duas curvas principais periódicas simples e com uma dupla.

    Abstract in English:

    In this paper are determined the principal curvatures and principal curvature lines on canal surfaces which are the envelopes of families of spheres with variable radius and centers moving along a closed regular curve in R³. By means of a connection of the differential equations for these curvature lines and real Riccati equations, it is established that canal surfaces have at most two isolated periodic principal lines. Examples of canal surfaces with two simple and one double periodic principal lines are given.
  • Positive operator valued measures and the quantum Monty Hall problem Physical Sciences

    Zander, Claudia; Casas, Montserrat; Plastino, Angel; Plastino, Angel R.

    Abstract in Portuguese:

    Uma visão quântica do problema Monty Hall é proposta baseada no formalismo das Medidas Avaliadas do Operador Positivo (POVM). Demonstra-se que os argumentos de normalização básica e simetria levam de maneira inequívoca para elementos associados a POVM e que as probabilidades clássicas associadas ao cenário Monty Hall são recuperadas para uma escolha natural de medidas operadoras.

    Abstract in English:

    A quantum version of the Monty Hall problem, based upon the Positive Operator Valued Measures (POVM) formalism, is proposed. It is shown that basic normalization and symmetry arguments lead univocally to the associated POVM elements, and that the classical probabilities associated with the Monty Hall scenario are recovered for a natural choice of the measurement operators.
  • Resonance Raman spectroscopy in one-dimensional carbon materials Physical Sciences

    Dresselhaus, Mildred S.; Jorio, Ado; Pimenta, Marcos A.

    Abstract in Portuguese:

    O Brasil desempenhou um papel importante no desenvolvimento e no uso da espectroscopia Raman como uma ferramenta poderosa na ciência dos materiais. Apresentaremos aqui uma breve história da pesquisa sobre espalhamento Raman no Brasil, enfatizando as contribuições importantes neste campo realizadas por pesquisadores brasileiros no passado. Em seguida, discutiremos contribuições recentes e importantes onde o Brasil se tornou um líder mundial, ou seja na física dos sistemas unidimensionais chamados nanotubos de carbono. Concluímos este artigo apresentando resultados de um estudo muito recente de um novo material que são cadeias de carbono estritamente unidimensionais formadas pelo tratamento térmico de amostras muito puras de nanotubos de carbono de duas camadas.

    Abstract in English:

    Brazil has played an important role in the development and use of resonance Raman spectroscopy as a powerful characterization tool for materials science. Here we present a short history of Raman scattering research in Brazil, highlighting the important contributions to the field coming from Brazilian researchers in the past. Next we discuss recent and important contributions where Brazil has become a worldwide leader, that is on the physics of quasi-one dimensional carbon nanotubes. We conclude this article by presenting results from a very recent resonance Raman study of exciting new materials, that are strictly one-dimensional carbon chains formed by the heat treatment of very pure double-wall carbon nanotube samples.
  • 15N-labed glycine synthesis Chemical Sciences

    Tavares, Claudinéia R.O.; Bendassolli, José A.; Coelho, Fernando; Sant'ana Filho, Carlos R.; Prestes, Clelber V.

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho descreve um método para a síntese de glicina marcada no isótopo 15N, bem como detalhes da linha de recuperação dos resíduos nitrogenados. Para isso, foirealizada uma aminação de alfa-haloácidos, empregando-se o ácido carboxílico cloroacético e amônia aquosa marcada (15NH3). Especial cuidado foi tomado para evitar possíveis perdas de 15NH3, uma vez que o custo de produção é elevado. A esse respeito, embora o custo de aquisição do composto marcado em 13N (radioativo) seja inferior, o traçador estável produzido se configura numa importante ferramenta em estudos de ciclagem de N em seres vivos, minimizando também os riscos ocupacionais e ambientais, bem como os problemas de limitação de tempo em estudos de campo. Os testes foram realizados em triplicata variando-se o volume de 15NH3(aq) utilizado na reação (50, 100 e 150 mL), com a finalidade de aferir a melhor condição de trabalho, sendo as massas de glicina obtidas de 1,7, 2 e 3,2 g, respectivamente. Com o desenvolvimento do sistema para recuperação de 15NH3, foi possível recuperar 71, 83 e 87% da amônia inicialmente utilizada na síntese. Com as adaptações necessárias, o mesmo sistema foi utilizado na recuperação de metanol 75% do metanol utilizado inicialmente no processo de purificação do aminoácido.

    Abstract in English:

    This work describes a method for 15N-isotope-labeled glycine synthesis, as well as details about a recovery line for nitrogen residues. To that effect, amination of alpha-haloacids was performed, using carboxylic chloroacetic acid and labeled aqueous ammonia (15NH3). Special care was taken to avoid possible 15NH3 losses, since its production cost is high. In that respect, although the purchase cost of the 13N-labeled compound (radioactive) is lower, the stable tracer produced constitutes an important tool for N cycling studies in living organisms, also minimizing labor and environmental hazards, as well as time limitation problems in field studies. The tests were carried out with three replications, and variable 15NH3(aq) volumes in the reaction were used (50, 100, and 150 mL), in order to calibrate the best operational condition; glycine masses obtained were 1.7, 2, and 3.2 g, respectively. With the development of a system for 15NH3 recovery, it was possible to recover 71, 83, and 87% of the ammonia initially used in the synthesis. With the required adaptations, the same system was used to recover methanol, and 75% of the methanol initially used in the amino acid purification process were recovered.
  • Bio-ecological aspects of the hermit crab Paguristes calliopsis (Crustacea, Diogenidae) from Anchieta Island, Brazil Biological Sciences

    Biagi, Renata; Meireles, Andrea L.; Mantelatto, Fernando L.

    Abstract in Portuguese:

    Os estudos sobre a biologia dos ermitões no Atlântico sul ocidental são escassos considerando-se a biodiversidade local. O presente trabalhou caracterizou a população do ermitão Paguristes calliopsis Forest and Saint Laurent, 1968 quanto à distribuição de freqüência de tamanho dos indivíduos, ao sex-ratio, e a ocupação das conchas no ambiente natural. Os exemplares foram coletados por mergulho autônomo na região infralitoral da Ilha Anchieta. Um total de 116 indivíduos foi analisado. O tamanho do comprimento do escudo cefalotorácico (mínimo; máximo; média ± sd, respectivamente) dos indivíduos variou de: 0.8; 4.5; 2.76 ± 0.79 mm para machos e 2.28 ± 0.36 mm para fêmeas. O sex-ratio foi de 1.47:1 em favor dos machos, sendo estes os que prevaleceram nas maiores classes de tamanho. Os ermitões ocuparam conchas de 11 espécies de gastrópodes sendo Cerithium atratum (Born 1778) significativamente a concha mais ocupada (75.86%). Não foram obtidas correlações significativas em todas as análises de regressão, demonstrando diferenças entre os grupos sexuais quanto a adequação das conchas ocupadas. Na área estudada a população de P. calliopsis pode ser considerada pequena quando comparada com as outras populações coexistentes. O padrão de utilização de conchas variou em função da disponibilidade destas e da competição interespecífica.

    Abstract in English:

    In southern Atlantic studies on hermit crab biology are scanty considering the local biodiversity. In this way, some population features of Paguristes calliopsis Forest and Saint Laurent, 1968 such as size frequency distribution, sex ratio and shell occupation in the natural environment were studied. Specimens were collected by means of scuba methods in the infralittoral area of the Anchieta Island. A total of 116 individuals were analyzed. Size measurements (minimum; maximum; mean shield length ± sd, respectively) were 0.8; 4.5; 2.76 ± 0.79 mm for males and 2.28 ± 0.36 mm for females. The sex ratio was 1.47:1 in favor of males which prevailed in the largest size classes. The hermit crabs occupied shells from eleven gastropod species and Cerithium atratum (Born 1778) was significantly the most occupied one (75.86%). Significant correlations were not obtained in all regression analysis, demonstrating sexual differences on fitting of the occupied shells. In the studied area P. calliopsis population is small if compared with the other hermit crab populations. The shell utilization varies as a function of shell availability and hermit crabs interspecific competition, in relation to the other coexistent species.
  • Crystal habits and magnetic microstructures of magnetosomes in coccoid magnetotactic bacteria Biological Sciences

    Lins, Ulysses; McCartney, Martha R.; Farina, Marcos; Frankel, Richard B.; Buseck, Peter R.

    Abstract in Portuguese:

    Nós relatamos a aplicação de holografia não-axial e microscopia eletrônica de alta resolução para estudar os hábitos cristalinos de magnetossomos e a microestrutura magnética de dois morfotipos de cocos de bactérias magnetotáticas coletadas em uma lagoa salobra em Itaipu, Brasil. Itaipu-1, o organismo cocóide maior, contémduas cadeias separadas de magnetossomos atipicamente grandes; os cristais dos magnetossomos possuem projeções aproximadamente quadradas, comprimentos deaté 250 nm e são ligeiramente alongados na direção [111] (razão largura/comprimento de aproximadamente 0.9).Os cristais dos magnetossomos em Itaipu-3 possuemcomprimentos até 120 nm, maior alongamento na direção [111] (largura/comprimento ~ 0.6), e proeminentes facetas nas extremidades. Os resultados mostram que os hábitos cristalinos dos magnetossomos em Itaipu-1 eItaipu-3 são relacionados, diferindo apenas nos tamanhos relativos das suas faces cristalinas. Em ambos os casos, os cristais são alinhados com seus eixos de alongamento [111] paralelos à direção da cadeia. Em Itaipu-1, mas não em Itaipu-3, o posicionamento cristalográfico, perpendicular à direção [111], de cristais sucessivos na cadeia de magnetossomos parece estar sobre controlebiológico. Enquanto os magnetossomos grandes em Itaipu-1 são monodomínios magnéticos metaestáveis, em Itaipu-3 eles são monodomínios magnéticos permanentes como na maioria das bactérias.

    Abstract in English:

    We report on the application of off-axis electron holography and high-resolution TEM to study the crystal habits of magnetosomes and magnetic microstructure in two coccoid morphotypes of magnetotactic bacteria collected from a brackish lagoon at Itaipu, Brazil. Itaipu-1, the larger coccoid organism, contains two separated chains of unusually large magnetosomes; the magnetosome crystals have roughly square projections, lengths up to 250 nm and are slightly elongated along [111] (width/length ratio of about 0.9). Itaipu-3 magnetosome crystals have lengths up to 120 nm, greater elongation along [111] (width/length ~0.6), and prominent corner facets. The results show that Itaipu-1 and Itaipu-3 magnetosome crystal habits are related, differing only in the relative sizes of their crystal facets. In both cases, the crystals are aligned with their [111] elongation axes parallel to the chain direction. In Itaipu-1, but not Itaipu-3, crystallographic positioning perpendicular to [111] of successive crystals in the magnetosome chain appears to be under biological control. Whereas the large magnetosomes in Itaipu-1 are metastable, single-magnetic domains, magnetosomes in Itaipu-3 are permanent, single-magnetic domains, as in most magnetotactic bacteria.
  • Acidification of the parasitophorous vacuole containing Toxoplasma gondii in the presence of hydroxyurea Biological Sciences

    Carvalho, Cristiane S.; Melo, Edésio J.T.

    Abstract in Portuguese:

    Toxoplasma gondii se multiplica dentro do vacúolo parasitóforo que não é reconhecido pela defesa primária não oxidativa de células hospedeiras: a fusão com organelas ácidas. Estudos anteriores mostraram que hidroxiuréia interrompeu a multiplicação dos parasitos intracelulares causando sua eliminação. No presente trabalho nós investigamos o mecanismo celular envolvido na destruição do Toxoplasma gondii intracelular. Marcadores vitais fluorescentes foram usados para observar a possível acidificação do vacúolo parasitóforo contendo Toxoplasma gondii na presença de hidroxiuréia. Células Vero infectadas com taquizoítos foram tratadas com hidroxiuréia por 12, 24 ou 48 horas. Fluorescência indicativa de acidificação foi observada no vacúolo parasitóforo quando as culturas foram incubadas na presença de laranja de acridina. Lyso Tracker red foi usado para determinar se os lisossomos estavam envolvidos no processo de acidificação. Uma fluorescência intensa foi observada depoisde 12 e 24 horas de incubação com hidroxiuréia, alcançando uma intensidade maior após 48 horas de tratamento. Citoquímica ultraestrutural para localização da enzima fosfatase ácida lisossomal foi realizada. As culturas infectadas e tratadas apresentaram produto de reação em vesículas se fundindo com o vacúolo ou associado com parasitas intravacuolares. Estes resultados sugerem que a fusão com lisossomos e acidificação do vacúoloparasitóforo causa a destruição dos parasitos na presença de hidroxiuréia.

    Abstract in English:

    Toxoplasma gondii multiplies within parasitophorous vacuole that is not recognized by the primary no oxidative defense of host cells, mainly represented by the fusion with acidic organelles. Recent studies have already shown that hydroxyurea arrested the intracellular parasites leading to its destruction. In the present work we investigated the cellular mechanism involved in the destruction of intracellular Toxoplasma gondii. Fluorescent vital stains were used in order to observe possible acidification of parasitophorous vacuole-containing Toxoplasma gondii in presence of hydroxyurea. Vero cells infected with tachyzoites were treated with hydroxyurea for 12, 24 or 48 hours. Fluorescence, indicative of acidification, was observed in the parasitophorous vacuole when the cultures were incubated in presence of acridine orange. LysoTracker red was used in order to determine whether lysosomes were involved in the acidification process. An intense fluorescence was observed after 12 and 24 hours of incubation with hydroxyurea, achieving it is highly intensity after 48 hours of treatment. Ultrastructural cytochemistry for localization of the acid phosphatase lysosomal enzyme was realized. Treated infected cultures showed reaction product in vesicles fusing with vacuole or associated with intravacuolar parasites. These results suggest that fusion with lysosomes and acidification of parasitophorous vacuole leads to parasites destruction in the presence pf hydroxyurea.
  • Neurohumoral activation in heart failure: the role of adrenergic receptors Biomedical And Medical Sciences

    Brum, Patricia C.; Rolim, Natale P.L.; Bacurau, Aline V.N.; Medeiros, Alessandra

    Abstract in Portuguese:

    A insuficiência cardíaca (IC) é a via final comum da maioria das doenças cardiovasculares e uma das maiores causas de morbi-mortalidade. O desenvolvimento do estágio final da IC freqüentemente envolve um insulto inicial do miocárdio, reduzindo o débito cardíaco e levando ao aumento compensatório da atividade do sistema nervoso simpático (SNS). Existem evidências de que apesar da exposição aguda ser benéfica, exposições crônicas a elevadas concentrações de catecolaminas, liberadas pelo terminal nervoso simpático e pela glândula adrenal, são tóxicas ao tecido cardíaco e levam a deterioração da função cardíaca. Em nível molecular observa-se que a hiperatividade do SNS está associada a alterações na sinalização intracelular mediada pelos receptores beta-adrenérgicos. Sabe-se que tanto a densidade como a função dos receptores beta-adrenérgicos estão diminuídas na IC, assim como outros mecanismos intracelulares subjacentes à estimulação da via receptores beta-adrenérgicos. Nesta revisão, apresentaremos uma breve descrição da via de sinalização dos receptores beta-adrenérgicos no coração normal e as conseqüências da hiperatividade do SNS na IC. Daremos ênfase ao potencial miopático de diversos componentes da cascata de sinalização dos receptores beta-adrenérgicos discutindo estudos realizados com animais geneticamente modificados. Finalmente, discorreremos sobre o impacto clínico do conhecimento dos polimorfismos para o gene do receptor beta-adrenérgico para um melhor entendimento da progressão da IC.

    Abstract in English:

    Heart failure (HF) is a common endpoint for many forms of cardiovascular disease and a significant cause of morbidity and mortality. The development of end-stage HF often involves an initial insult to the myocardium that reduces cardiac output and leads to a compensatory increase in sympathetic nervous system activity. Acutely, the sympathetic hyperactivity through the activation of beta-adrenergic receptors increases heart rate and cardiac contractility, which compensate for decreased cardiac output. However, chronic exposure of the heart to elevated levels of catecholamines released from sympathetic nerve terminals and the adrenal gland may lead to further pathologic changes in the heart, resulting in continued elevation of sympathetic tone and a progressive deterioration in cardiac function. On a molecular level, altered beta-adrenergic receptor signaling plays a pivotal role in the genesis and progression of HF. beta-adrenergic receptor number and function are decreased, and downstream mechanisms are altered. In this review we will present an overview of the normal beta-adrenergic receptor pathway in the heart and the consequences of sustained adrenergic activation in HF. The myopathic potential of individual components of the adrenergic signaling will be discussed through the results of research performed in genetic modified animals. Finally, we will discuss the potential clinical impact of beta-adrenergic receptor gene polymorphisms for better understanding the progression of HF.
  • Mitochondrial DNA damage associated with lipid peroxidation of the mitochondrial membrane induced by Fe2+-citrate Biomedical And Medical Sciences

    Almeida, Andréa M.; Bertoncini, Clélia R.A.; Borecký, Jiri; Souza-Pinto, Nadja C.; Vercesi, Aníbal E.

    Abstract in Portuguese:

    Desequilíbrio/acúmulo de ferro tem sido implicado em injúria oxidativa associada a diversas doenças degenerativas tais como, hemocromatose hereditária, beta-talassemia e ataxia de Friedreich. As mitocôndrias são particularmente sensíveis a estresse oxidativo induzido por ferro - um carregamento alto de ferro em mitocôndrias isoladas pode causar uma extensiva peroxidação lipídica e a permeabilização de membrana. Nesse estudo, nós detectamos e caracterizamos danos do DNA mitocondrial em mitocôndrias isoladas de fígado de rato, expostas ao complexo Fe2+-citrato, um dos complexos de baixo peso molecular. A intensa fragmentação do DNA foi induzida após a incubação das mitocôndrias com o complexo de ferro. A detecção de finais 3' de fosfoglicolato nas quebras de fitas de DNA mitocondrial pelo ensaio 32P-postlabeling sugere um envolvimento de radicais hidroxila na fragmentação do DNA induzido por complexo Fe2+-citrato. Os níveis elevados de 8-oxo-7,8-diidro-2'-desoxiguanosina também sugerem que o estresse oxidativo induzido por Fe2+-citrato causa danos no DNA mitocondrial. Em conclusão, nossos resultados mostram que a peroxidação lipídica mediada por ferro esteve associada com severos danos do DNA mitocondrial derivados de ataque direto das espécies reativas de oxigênio.

    Abstract in English:

    Iron imbalance/accumulation has been implicated in oxidative injury associated with many degenerative diseases such as hereditary hemochromatosis, beta-thalassemia, and Friedreich's ataxia. Mitochondria are particularly sensitive to iron-induced oxidative stress - high loads of iron cause extensive lipid peroxidation and membrane permeabilization in isolated mitochondria. Here we detected and characterized mitochondrial DNA damage in isolated rat liver mitochondria exposed to a Fe2+-citrate complex, a small molecular weight complex. Intense DNA fragmentation was induced after the incubation of mitochondria with the iron complex. The detection of 3' phosphoglycolate ends at the mtDNA strand breaks by a 32P-postlabeling assay, suggested the involvement of hydroxyl radical in the DNA fragmentation induced by Fe2+-citrate. Increased levels of 8-oxo-7,8-dihydro-2'-deoxyguanosine also suggested that Fe2+-citrate-induced oxidative stress causes mitochondrial DNA damage. In conclusion, our results show that iron-mediated lipid peroxidation was associated with intense mtDNA damage derived from the direct attack of reactive oxygen species.
  • A link between the hippocampal and the striatal memory systems of the brain Biomedical And Medical Sciences

    Rossato, Janine I.; Zinn, Carolina G.; Furini, Cristiane; Bevilaqua, Lia R.M.; Medina, Jorge H.; Cammarota, Martín; Izquierdo, Iván

    Abstract in Portuguese:

    Ao longo dos anos, têm-se identificado dois sistemasprincipais de memória (Squire 1992): o sistema das memórias declarativas, que está sob o controle do hipocampo e estruturas relacionadas do lobo temporal e o sistema das memórias procedimentais ou memórias para hábitos, que está sob controle do corpo estriado e suas conexões. Porém, quase todas as tarefas de aprendizado utilizadas para estudar a formação de memórias em animais envolvem a realização ou a supressão de movimentos e, se bem aprendidas poderia interpretar-se que essas memórias se converteram em um hábito. Sabe-se que os processos envolvidos na formação de memórias mudam na medida em que a associação original torna-se fortalecida através do treinamento. Será que esta mudança também envolve a passagem de um sistema de memória para outro? Aqui nós iremos comentar a respeito 1) do aprendizado reverso na tarefa do labirinto aquático de Morris (LAM), na qual o componente declarativo da tarefa muda, mas o componente procedimental (nadar para um lugar seguro) persiste e precisa ser re-associado a um grupo distinto de dicas espaciais e 2) a respeito de uma série de observações relacionadas com a tarefa de esquiva inibitória que indicam que os sistemas neurais envolvidos no processamento mnemônico mudam na medida em que o aprendizado original é reforçado.

    Abstract in English:

    Two major memory systems have been recognized over the years (Squire 1987): the declarative memory system, which is under the control of the hippocampus and related temporal lobe structures, and the procedural or habit memory system, which is under the control of the striatum and its connections. Most if not all learning tasks studied in animals, however, involve either the performance or the suppression of movement; this, if learned well, may be viewed as having become a habit. It is agreed that memory rules change from their first association to those that take place when the task is mastered. Does this change of rules involve a switch from one memory system to another? Here we will comment on: 1) reversal learning in the Morris water maze (MWM), in which the declarative or spatial component of a task is changed but the procedural component (to swim to safety) persists and needs to be re-linked with a different set of spatial cues; and 2) a series of observations on an inhibitory avoidance task that indicate that the brain systems involved change with further learning.
  • Chemical signature of two Permian volcanic ash deposits within a bentonite bed from Melo, Uruguay Earth Sciences

    Calarge, Liane M.; Meunier, Alain; Lanson, Bruno; Formoso, Milton L.L.

    Abstract in Portuguese:

    Um depósito Permiano de bentonita em Melo, Uruguai,é composto por um arenito com cimento calcítico contendo pseudomorfos de argila sobre detritos vítreos(0-0.50 m) superpostos a um deposito maciço de argila rosado (0.50-2.10 m). A camada maciça é composta por dois níveis contendo quartzo e esmectita ou esmectita pura, respectivamente. A homogeneidade de esmectita ao longo do perfil é notável: trata-se de um interestratificado composto de três tipos de camadas, cuja expansibilidade com etileno-glicol (folhas 2EG, 1EG ou 0EG na zona interfoliar correspondentes a camadas com baixa, média e alta carga, respectivamente) variam com o tipo de cátion que satura a zona interfoliar. A homogeneidade da esmectita ao longo do perfil é a assinatura de um processo de alteração precoce em uma água lagunar supersaturada em calcita. A compactação durante o soterramento tornou a camada de bentonita um sistema fechado empobrecido em K no qual a ilitização diagenética foi inibida. Variações nas abundâncias de elementos maiores, menores e ETR no depósito maciço de argila sugere que este foi originado a partir de duas quedas sucessivas de cinza. A abundância de elementos incompatíveis é consistente com a de um vidro vulcânico fracionado a partir de um magma riolitico formado em um ambiente geológico de subducção/colisão.

    Abstract in English:

    A Permian bentonite deposit at Melo, Uruguay is composed of a calcite-cemented sandstone containing clay pseudomorphs of glass shards (0-0.50 m) overlying a pink massive clay deposit (0.50-2.10m). The massive bed is composed of two layers containing quartz and smectite or pure smectite respectively. The smectite is remarkably homogeneous throughout the profile: it is a complex mixed layer composed of three layer types whose expandability with ethylene glycol (2EG 1EG or 0EG sheets in the interlayer zone which correspond to low-, medium- and high-charge layers respectively) varies with the cation saturating the interlayer zone. The smectite homogeneity through the profile is the signature of an early alteration process in a lagoonal water which was over saturated with respect to calcite. Compaction during burial has made the bentonite bed a K-depleted closed system in which diagenetic illitization was inhibited. Variations in major, REE and minor element abundances throughout the massive clay deposit suggest that it originated from two successive ash falls. The incompatible element abundances are consistent with that of a volcanic glass fractionated from a rhyolite magma formed in a subduction/collision geological context.
  • The Glória quartz-monzodiorite: isotopic and chemical evidence of arc-related magmatism in the central part of the Paleoproterozoic Mineiro belt, Minas Gerais State, Brazil Earth Sciences

    Ávila, Ciro A.; Teixeira, Wilson; Cordani, Umberto G.; Barrueto, Héctor R.; Pereira, Ronaldo M.; Martins, Veridiana T.S.; Dunyi, Liu

    Abstract in Portuguese:

    O Quartzo Monzodiorito Glória é um corpo plutônicomáfico associado à evolução Paleoproterozóica do Cinturão Mineiro. Este é intrusivo em gnaisses bandados, anfibolitos, xistos e filitos do Greenstone Belt Rio das Mortes, na porção sudeste do Cráton São Francisco, Estado de Minas Gerais, Brasil. Este corpo possui idade de cristalização SHRIMP (em zircão) de 2188 ± 29 Ma, enquanto os isótopos de Nd (épsilonNd(T) = -3,4; T DM = 2,68 Ga) apontam que sua fonte magmática envolveumaterial juvenil paleoproterozóico contaminada por protólitos arqueanos. As rochas do Quartzo Monzodiorito Glória são metaluminosas, cálcio-alcalinas de médio K e apresentam características geoquímicas assemelhadas com representantes de arco vulcânico. Em termos geocronológicos o pluton Glória relaciona-se ao estágio pré-colisional na região central do Cinturão Mineiro, sendo mais antigo que plutons com características químicas semelhantes que ocorrem no Quadrilátero Ferrífero. Sua mineralogia primária foi parcialmente substituída porminerais metamórficos, relacionados a um evento datado entre 2131-2121 Ma. Esse episódio é significantemente mais antigo que o evento metamórfico registrado emgranitóides do Cinturão Mineiro no Quadrilátero Ferrífero, ali datado entre 2059-2041 Ma. A integração do conjunto de idades radiométricas (U/Pb e 207Pb/206Pb), dados geoquímicos e isotópicos de corpos plutônicos máficos e félsicos Paleoproterozóicos, relacionados ao estágio pré-colisional do Cinturão Mineiro, sugere a migração tectônica do arco magmático de oeste para leste.

    Abstract in English:

    The Glória quartz-monzodiorite, one of the mafic plutons of the Paleoproterozoic Mineiro belt, is intrusive into banded gneisses, amphibolites, schists and phyllites of the Rio das Mortes greenstone belt, in the southern portion of the São Francisco Craton, State of Minas Gerais, Brazil. The Glória quartz-monzodiorite yields a SHRIMP U-Pb zircon age of 2188 ± 29 Ma, suggesting a tectonic relationship with the pre-collisional phase of the Mineiro belt. According to the Nd isotopic evidence (epsilonNd(T) = -3.4; T DM = 2.68 Ga) the original magmas was formed by a mixture among Archean crustal material and Paleoproterozoic juvenile magma. The Glória quartz-monzodiorite shows metaluminous and calc-alkaline tendency with intermediate K content, comparable to that of volcanic-arc rocks. The primary mineralogical assemblage was partly modified by metamorphism, dated between 2131-2121 Ma in nearby coeval plutons. Such metamorphism is significantly older than the reported metamorphic episodes of the Mineiro belt in the Quadrilátero Ferrífero region (2059-2041 Ma) in the eastern portion of the study area. This evidence, together with chemical and isotopic data from other mafic and felsic plutons coeval with the Glória quartz-monzodiorite, indicate a tectonic and magmatic migration within the Mineiro belt from west to east.
  • Petrography of gypsum-bearing facies of the Codó Formation (Late Aptian), Northern Brazil Earth Sciences

    Paz, Jackson D.S.; Rossetti, Dilce F.

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho, é apresentado um estudo original e detalhado enfocando os aspectos petrográficos dos evaporitos de depósitos aptianos superiores expostos no sul e leste da Bacia de São Luís-Grajaú. O objetivo é o estabelecimento de critérios que permitam distinguir entre evaporitos primários e secundários, além da reconstrução de sua evolução pós-deposicional. Sete fases de evaporitos foram reconhecidas: 1. gipsita em chevron; 2. gipsita ou anidrita nodular a lenticular; 3. gipsita fibrosa a acicular; 4. gipsita em mosaico; 5. gipsita brechada a gipsarenito; 6. anidrita ou gipsita pseudo-nodular; e 7. gipsita em rosetas. As três primeiras fases apresentam características petrográficas condizentes com origem primária. Agipsita fibrosa a acicular e a gipsita em mosaico foramformadas por substituições de gipsita primária, com origem provável nos estágios iniciais da diagenêse, portanto ainda sob influência do ambiente deposicional. Estas morfologias de gipsita estão relacionadas com a fáciesde evaporito laminado, tendo sido formadas por substituição, porém sem afetar a estruturação primária. A gipsita ou anidrita pseudo-nodular originou-se pela mobilização de soluções sulfatadas durante ou após soterramento, provavelmente associada à halocinese. A gipsita em rosetas, que intercepta todas as outras variedades de gipsita, representa o ultimo estágio de formação de evaporitos na área de estudo, tendo resultado de soluções intraestratais ou de águas superficiais durante intemperismo.

    Abstract in English:

    An original and detailed study focusing the petrography of evaporites from the Late Aptian deposits exposed in the eastern and southern São Luís-Grajaú Basin is presented herein, with the attempt of distinguishing between primary and secondary evaporites, and reconstructing their post-depositional evolution. Seven evaporites phases were recognized: 1. chevron gypsum; 2. nodular to lensoidal gypsum or anhydrite; 3. fibrous to acicular gypsum; 4. mosaic gypsum; 5. brecciated gypsum or gypsarenite; 6. pseudo-nodular anhydrite or gypsum; and 7. rosettes of gypsum. The three first phases of gypsum display petrographic characteristics that conform to a primary nature. The fibrous to acicular and mosaic gypsum were formed by replacement of primary gypsum, but their origin took place during the eodiagenesis, still under influence of the depositional setting. These gypsum morphologies are closely related to the laminated evaporites, serving to demonstrate that their formation was related to replacements that did not affect the primary sedimentary structures. The pseudo-nodular anhydrite or gypsum seems to have originated by mobilization of sulfate-rich fluids during burial, probably related to halokinesis. The rosettes of gypsum, which intercept all the other gypsum varieties, represent the latest phase of evaporite formation in the study area, resulting from either intrastratal waters or surface waters during weathering.
  • The evolution of Neoproterozoic magmatism in Southernmost Brazil: shoshonitic, high-K tholeiitic and silica-saturated, sodic alkaline volcanism in post-collisional basins Earth Sciences

    Sommer, Carlos A.; Lima, Evandro F.; Nardi, Lauro V. S.; Liz, Joaquim D.; Waichel, Breno L.

    Abstract in Portuguese:

    O vulcanismo neoproterozóico de afinidades shoshonítica e alcalina sódica saturada em sílica, do sul do Brasil é representado por uma sucessão de rochas vulcânicas, associadas com seqüências sedimentares que foram depositadas em bacias do tipo strike-slip, formadas nos estágios pós-colisionais do ciclo orogênico Brasiliano/Pan-africano. As associações vulcano-sedimentares mais bem representadas ocorrem nas bacias Camaquã e Campo Alegre, respectivamente nos escudos Sul-rio-grandense e Catarinense e situam-se fora das principais zonas de cisalhamento ou sobrepondo áreas não afetadas do embasamento. Estas bacias são caracterizadas pela alternância de ciclos vulcânicos e sedimentação siliciclástica, desenvolvidos dominantemente sob condições subaéreas em ambientes continentais. O vulcanismo é associado com plutonismo, cujo magmatismo evoluiu de afinidades toleítica e cálcio-alcalina alto-K, para shoshonítica e, finalmente, alcalina sódica e saturada em sílica, durante, pelo menos, 60 Ma. A variação composicional e a evolução do magmatismo pós-colisional do sul do Brasil são interpretadas como sendo, principalmente, resultado da fusão de uma fonte mantélica heterogênea, que inclui peridotitos ricos em granada e flogopita, peridotitos venulados com abundância em fases hidratadas, tais como anfibólio, apatita e flogopita e, eventualmente, contando com a adição de um componente astenosférico. A característica metassomática relacionada a subducção das fontes mantélicas deste magmatismo pós-colisional é evidenciada pelas anomalias negativas de Nb e características isotópicas, típicas de fontes do tipo EM1.

    Abstract in English:

    The Neoproterozoic shoshonitic and mildly alkaline bimodal volcanism of Southernmost Brazil is represented by rock assemblages associated to sedimentary successions, deposited in strike-slip basins formed at the post-collisional stages of the Brasilian/Pan-African orogenic cycle. The best-preserved volcano sedimentary associations occur in the Camaquã and Campo Alegre Basins, respectively in the Sul-riograndense and Catarinense Shields and are outside the main shear belts or overlying the unaffected basement areas. These basins are characterized by alternation of volcanic cycles and siliciclastic sedimentation developed dominantly on a continental setting under subaerial conditions. This volcanism and the coeval plutonism evolved from high-K tholeiitic and calc-alkaline to shoshonitic and ended with a silica-saturated sodic alkaline magmatism, and its evolution were developed during at least 60 Ma. The compositional variation and evolution of post-collisional magmatism in southern Brazil are interpreted as the result mainly of melting of a heterogeneous mantle source, which includes garnet-phlogopite-bearing peridotites, veined-peridotites with abundant hydrated phases, such as amphibole, apatite and phlogopite, and eventually with the addition of an asthenospheric component. The subduction-related metasomatic character of post-collisional magmatism mantle sources in southern Brazil is put in evidence by Nb-negative anomalies and isotope features typical of EM1 sources.
  • Paleomagnetic constraints on the age of the Botucatu Formation in Rio Grande do Sul, southern Brazil Earth Sciences

    Tamrat, Endale; Ernesto, Marcia

    Abstract in Portuguese:

    Dados paleomagnéticos e de magnetismo de rochas dos sedimentos eólicos da Formação Botucatu, no Estado do Rio Grande do Sul, obtidos de uma seção localizada entre as cidades de Jaguari e Santiago, permitiram definir a idade dessa formação. Direções de magnetização características com polaridades normal e reversa foram obtidas após desmagnetizações térmicas e por campos magnéticos alternados. Do total de sítios amostrados 13 apresentaram polaridade reversa e 5, polaridade normal, compondo uma coluna magnetoestratigráfica onde se identificam três horizontes de polaridade, na ordem, reverso-normal-reverso. O pólo paleomagnético baseado em 18 sítios está localizado a 114.7ºE, 78.5ºS (dp = 8.1º; dm = 1.2º), depois de restaurada a paleohorizontal dos sítios de amostragem. Este pólo paleomagnético indica idade do Jurássico Superior-Cretáceo Inferior para a Formação Botucatu na área estudada, e indica que as paleolatitudes ocupadas eram da ordem de 21ºS.

    Abstract in English:

    Paleomagnetic and rockmagnetic data are reported for the aeolian Botucatu Formation, in the southern Brazilian State of Rio Grande do Sul. Oriented samples were taken from a section located between the cities of Jaguari and Santiago. After thermal and alternating field demagnetization, both normal and reversed characteristic remanent magnetizations were found. These results yielded 13 reversed and 5 normal polarity sites, composing a magnetostratigraphic column displaying a sequence of reversed-normal-reversed polarity events. The paleomagnetic pole calculated for 18 sites is located at 114.7ºE, 78.5ºS (dp=8.1º; dm=1.2º), after restoring the strata to the paleohorizontal. This paleomagnetic pole indicates a Late Jurassic-Early Cretaceous age to the Botucatu Formation in the investigated area, and places the sampling sites at paleolatitudes as low as 21ºS.
  • Shallow gas accumulation in sediments of the Patos Lagoon, southern Brazil Earth Sciences

    Weschenfelder, Jair; Corrêa, Iran C.S.; Aliotta, Salvador; Pereira, Carla M.; Vasconcelos, Vinicius E.B. de

    Abstract in Portuguese:

    Um levantamento sísmico de alta resolução foi realizado na Lagoa dos Patos, sul do Brasil, a bordo da Lancha Oceanográfica Larus da Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG). Foram levantados aproximadamente 400 km de perfis de 3,5 kHz, os quais apresentaram uma resposta acústica de boa penetração e resolução. Anomalias sísmicas, incluindo turbidez acústica e bolsões de gás, revelam que sedimentos carregados de gás são comuns em diversas áreas do corpo lagunar. As acumulações de gás na Lagoa dos Patos são controladas pela distribuição espacial das fácies sedimentares. Tanto as acumulações de gás na forma de 'cortinas', como as 'zonas acusticamente turvas', ocorrem em área de baixios paleotopográficos, vinculados a vales e canais fluviais que se desenvolveram na planície costeira do Rio Grande do Sul durante os eventos regressivos/transgressivos do Quaternário.

    Abstract in English:

    A high resolution seismic survey was conducted in the Patos Lagoon, southern Brazil, aboard of the research vessel LARUS of the Fundação Universidade Federal do Rio Grande (FURG). Around 400 km of 3.5 kHz seismic profiles were collected, which provided acoustic signals of good penetration depth and resolution. Seismic anomalies, including turbidity and pocket gas, revealed that gas-charged sediments are common in several areas of the lagoon. The gas accumulations in the Patos Lagoon are controlled by the spatial distribution of the sedimentary facies. Either in 'curtains' or in 'acoustic turbid zones', the main gas accumulations occur in areas with paleotopographic lows related to fluvial channels and valleys developed in the Rio Grande do Sul coastal plain during regressive/transgressive events of the Quaternary.
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