Ciclos Biogeoquímicos

PROCESSOS BIOGEOQUÍMICOS E ALTERAÇÕES GLOBAIS
2º CICLO BIOLOGIA MARINHA –
ERASMUS MUNDUS Master´s in Marine Biodiversity and Conservation (EMBC)
2009 - 2010
Peso da disciplina: 15h Teóricas, 10h Teórico-Práticas, 10h Práticas, 5h Campo, 2h
Tutoriais & 5h Avaliação
Docentes: Prof. Tomasz Boski (gab.0.16 FCMA, ext. 7926, [email protected])
Profª Helena Galvão (gab. 2.59 FCMA, ext 7380, [email protected])
Dr. Parli Bhaskar (gab. 1.86, ext 7898, [email protected])
PROGRAMA TEÓRICO
A) Geoquímica (T. Boski – 22 Fevereiro a 12 Março)
1. Objectivos e escalas de estudos.
2. Ciclos biogeoquímicos à escala de tempo geológico.
- Evolução dos processos metabólicos à escala de tempo geológico.
3. Ciclo de Enxofre.
- Formas de enxofre encontrados na natureza. Sulfatos naturais.
- Sulfatoredução e outros processos metabólicos envolvendo o enxofre.
- Fluxos de enxofre e perturbação humana do ciclo de S.
4. Ciclo do Azoto. (P. Bhaskar)
- Processos bioquímicos na coluna de água e nos sedimentos. Relação entre
oxigénio e diferentes compostos azotados. Determinação de taxas. Principais
fontes de N nos oceanos e nos sedimentos.
5. Ciclo do Carbono
- Origem, formas e valências do Carbono.
- Descrição dos reservatórios e compostos característicos de cada reservatório.
- Produção primária continental e marinha.
- Fluxos oceano – continente. Fluxos sedimento – água atmosfera. Métodos de
estimação dos fluxos.
- Preservação do carbono orgânico. Formas de carbono fóssil. Formação de
combustíveis fósseis.
- Reservatório inorgânico do carbono marinho. Equilíbrios em águas marinhas.
Carbonatos marinhos.
- Perturbação antropogénica do ciclo de Carbono. Carbono e alterações
climáticas.
B) Biogeoquímica bacteriana (H. Galvão – 15 Março a 23 Abril)
1. Ciclo da matéria orgânica nos oceanos
- Processos microbianos e papel da teia alimentar microbiana planctónica
- Actividade exoenzimática bacteriana e regulação do fraccionamento da
matéria orgânica no mar. Implicações do modelo contínuo da relação
tamanho-reactividade da matéria orgânica.
- Produção de DOM e de POM nos oceanos
- Fluxos de carbono na coluna de água oceânica. Remineralização e
sedimentação de agregados/partículas orgânicas/neve marinha.
- Caracterização química de DOM/POM. Técnicas de quantificação e
identificação. Impacte de alterações climáticas no ciclo de matéria orgânica
no mar.(P. Bhaskar)
2. Ciclo do Azoto
- Processos bioquímicos, bactérias mediadoras destes processos, características
e habitats
- Distribuição de bactérias fixadoras de azoto, nitrificantes e desnitrificantes no
mar; acoplamento nitrificação-desnitrificação
- Limitação de N nos oceanos; proporção de Redfield; perfis verticais de
compostos azotados em várias zonas geográficas
3. Ciclo do Fósforo
- Reservatórios intra-celulares de fosfatos
- Ciclo ecológico do fósforo no mar
- Limitação de P nos oceanos; perfis verticais de P em várias zonas geográficas
PROGRAMA PRÁTICO
1ª Saída ao campo c/ T. Boski (BM & EMBC) 26 & 27 Fevereiro (amostragem na
Ria Formosa no Cais comercial e no Ludo )
Objectivo: Observação de zonação redox em sedimentos em diferentes locais da ria
com cargas orgânicas e propriedades estruturais diferentes. Trabalho de laboratório:
análise de componentes voláteis; análise de S e C orgânico e determinação de acidez
total. Análise de resultados, elaboração de relatório em grupo.
2ª Saída ao campo c/ H. Galvão (BM & EMBC) 19 Março e 9 Abril
Objectivo: Colheita de cores de sedimentos intertidais e incubação ao longo 12 h no
escuro e na luz para determinar 1) efeito de bioturbação da macrofauna bentónica (eg.
bivalves) e 2) da radiação solar nos fluxos de nitratos e silicatos.
Trabalho de lab.: Acondicionamento dos cores e monitorização da água sobrenadante
para determinar nitratos e silicatos. Perfis verticais dos cores em C orgânico e C total
(P. Bhaskar). Análise de resultados, elaboração de relatório em grupo.
Temas para Tutoriais*
a) Avaliação do efeito de fertilização com ferro nos oceanos oligotróficos
b) Exemplos de bactérias extremófilas (caracterização de espécies, processos
metabólicos, adaptações e habitats)
c) Novos processos biogeoquímicos (eg. oxidação anaeróbia de metano em vulcões
de lama, desnitrificação por bactérias sulfoxidantes na interface óxica – anóxica)
* matéria incluída no exame teórico
Avaliação
Exame
Práticas
50% (nota mínima 10 val.)
50% (2 relatórios: 1 T. Boski e 1 H. Galvão; nota mínima 10 val.)
Bibliografia Recomendada
Fenchel, T., King, G.M. & Blackburn, T.H. (1998) Bacterial Biogeochemistry. The
ecophysiology of mineral Cycling. 2ª Ed. Academic Press, San Diego, 306 pp.
Kirchman, D. L. (2000) Microbial Ecology of the Oceans. John Wiley & Sons, N.Y, 542 pp.
Libes, S.M., (1992) An Introduction to Marine Biogeochemistry. John Wiley & Sons, N.Y.,
733p.
Schlesinger W.H., (1997) Biogeochemistry. An analysis of global Change. Academic Press,
San Diego, London, 443p.
Schulz, H. D., Zabel, M., (2000) Marine Geochemistry. Springer -Verlag, Berlin,
Heidelberg, New York, 455 p.