DOP - Dissertações de Mestrado / Master Thesis
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Dissertação de Mestrado. Nível intermédio de uma dissertação (4 ou 5 anos de estudo). Contempla também dissertações do período pré-Bolonha para graus académicos que agora são reconhecidos como grau de mestre.
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Percorrer DOP - Dissertações de Mestrado / Master Thesis por orientador "Juliano, Maria Manuela Fraga"
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- Impacts of deep-sea mining sediment plumes on cold-water coralsPublication . Marques, Sandra Carvalho; Silva, Marina Carreiro; Juliano, Maria Manuela FragaAs atividades de mineração para extração de recursos minerais no mar profundo, como sulfetos maciços e nódulos de ferromanganês, podem causar impactos na fauna do mar profundo, gerando plumas de sedimentos que se dispersam por vastas áreas do oceano. Os organismos bentónicos suspensívoros, como os corais de águas frias, são provavelmente particularmente sensíveis. A exposição a sedimentos suspensos pode danificar mecanicamente os corais ao sufocar e obstruir os seus tecidos, podendo também conter substâncias tóxicas que afetam os processos fisiológicos dos corais. Este estudo elucida os impactos causados por plumas de sedimentos potencialmente geradas durante as atividades de mineração para a extração de nódulos na região Clarion-Clipperton Fracture Zone (CCZ), Oceano Pacífico equatorial Nordeste e sulfetos maciços de um campo hidrotermal na Crista Média Atlântica (MAR), região dos Açores, Atlântico Nordeste no octocoral Dentomuricea aff. meteor numa experiência realizada em aquários. Durante 28 dias, os corais foram expostos a duas concentrações (~10 e ~50 mg.L⁻¹) de plumas de sedimentos suspensos geradas num campo de nódulos, partículas de sulfetos polimetálicos hidrotermais e um tratamento controlo sem adição de sedimento. As concentrações de sedimentos foram selecionadas com base em modelos de dispersão de plumas de sedimento, como cenários de dispersão em curta e longa distância. Os efeitos dos sedimentos foram avaliados na sobrevivência, condição do tecido, atividade dos pólipos e taxas de respiração dos corais. Os resultados do estudo confirmaram as hipóteses apresentadas nesta dissertação de que D. meteor responde diferencialmente às plumas de sedimento geradas pela extração de sulfetos maciços (PMS) e nódulos de ferromanganês (NFS) e que esta resposta é diferente para as duas concentrações de sedimento testadas (~10 e ~50 mg. L⁻¹). Os principais resultados deste estudo demostram elevada sensibilidade de D. meteor às partículas de sulfetos polimetálicos (PMS), uma vez que a sobrevivência de todos os fragmentos de corais foi de apenas quatro dias, nas duas concentrações testadas na experiência em aquário. Pelo contrário, os fragmentos de coral expostos a sedimentos de campos de nódulos (NFS) sobreviveram até o final da experiência (28 dias). A atividade dos pólipos dos corais foi menor em ambos os tratamentos com PMS e também foi reduzida sob sedimentos de NFS a 50 mg. L⁻¹ em comparação com sedimentos NFS a 10 mg. L⁻¹ e o tratamento controlo. A necrose e perda de tecido foram evidentes para os tratamentos PMS após apenas dois dias de exposição e em NFS 50 após dezassete dias da experiência, mas não nos tratamentos NSF 10 e controlo. A análise histológica não revelou alterações detectáveis na integridade do tecido ou a presença de partículas de sedimento. As taxas de respiração aumentaram significativamente sob a exposição a PMS após dois dias e diminuíram no tratamento com NFS 50 durante a primeira semana. No entanto, uma análise mais profunda dos efeitos toxicológicos causados por metais associados a partículas de PMS, como bioacumulação de metais nos tecidos dos corais e biomarcadores de stress oxidativo, são necessários para esclarecer as causas da mortalidade de coral D. meteor no tratamento de PMS. Este estudo contribui para alargar o conhecimento sobre os efeitos da mineração do mar profundo na fauna bentónica. As informações aqui apresentadas podem auxiliar na criação de normas, diretrizes e programas de monitorização de atividades de mineração no mar profundo pelo International Seabed Authority Mining Code (ISA). É desejável estender este estudo a outras espécies de corais de águas frias que habitam tanto em fontes hidrotermais inativas nos Açores como na região do CCZ.
- Single and multiple stressor impacts of climate change and deep-sea mining on the black coral Antipathella wollastoniPublication . Arzeni, Beatriz Gouveia; Juliano, Maria Manuela Fraga; Carreiro-Silva, Marina; Martins, InêsOs ecossistemas de corais de águas frias (CWC) são particularmente sensíveis aos impactos humanos. As potenciais ameaças colocadas pelas mudanças previstas na química da água do mar relacionadas com o aquecimento dos oceanos (OW) e a acidificação dos oceanos (OA) podem afetar a sua fisiologia (por exemplo, crescimento, respiração) e a sobrevivência das espécies que compõem estes ecossistemas vulneráveis. Além disso, as potenciais atividades de extração mineira em águas profundas irão gerar plumas de sedimentos que poderão afetar os organismos marinhos, particularmente os organismos bentónicos suspensívoros. Projeções climáticas recentes mostram que algumas partes da Dorsal Médio-Atlântica, incluindo os Açores, que são de interesse para as empresas de mineração, deverão sofrer alterações a nível das propriedades das massas de água relacionadas com as alterações climáticas (OW, OA) já em 2040. Portanto, é crucial compreender os efeitos cumulativos das alterações climáticas e das plumas de mineração nos CWC. O coral negro Antipathella wollastoni é um habitante comum das encostas das ilhas dos Açores formando populações densas tipicamente em paredes verticais. Esta espécie apresenta ampla distribuição em profundidade ocorrendo principalmente entre 15 e 520 m, sendo descrita até 1420 m de profundidade. O objetivo desta dissertação foi melhorar a compreensão dos efeitos de estressores ambientais, como temperatura (OW) e pH (OA) e partículas de sulfuretos polimetálicos (PMS) originadas por atividades de mineração em mar profundo, na fisiologia de A. wollastoni. As colónias de coral negro foram recolhidas nas zonas costeiras das ilhas do Faial e Pico, entre os 27 e os 40 m. Sabendo que A. wollastoni pode ser encontrada em maiores profundidades, também testei os efeitos dos estressores em condições hiperbáricas para identificar possíveis alterações fisiológicas entre condições atmosféricas e hiperbáricas. Quatro experiências diferentes foram realizadas simulando (1) os efeitos da exposição aguda a partículas de PMS (10 mg L-1), geradas durante potenciais atividades de mineração e OA, sob pressões hiperbáricas e atmosféricas; (2) os efeitos da exposição aguda a partículas de PMS e OW, sob pressões hiperbáricas e atmosféricas; (3) os efeitos da exposição a médio prazo (9 semanas) ao OW; (4) os efeitos da exposição de curto prazo (3 dias) às partículas de PMS, na fisiologia do A. wollastoni. Além disso, foi realizado um estudo observacional para registar o comportamento dos pólipos de A. wollastoni sob exposição a partículas de PMS. Os efeitos da exposição às partículas de PMS, OA e OW foram avaliados medindo as taxas de respiração, sobrevivência e condição do tecido. Os resultados do estudo confirmaram a hipótese apresentada nesta dissertação de que o estado fisiológico de A. wollastoni é diferentemente afetado por um efeito combinado de estressores. Particularmente, o efeito combinado da exposição às partículas de PMS e do aumento da temperatura é o fator de maior impacto na fisiologia de A. wollastoni. As taxas de respiração do coral negro aumentaram 9 vezes quando expostos às partículas de PMS e ao aumento da temperatura, provavelmente indicando um efeito sinergético desses estressores. Além disso, A. wollastoni, em condições experimentais, parece ser menos sensível ao efeito de condições de baixo pH (OA) do que ao aumento da temperatura (OW). A. wollastoni demonstrou capacidade de ajustar a sua resposta metabólica ao aumento da temperatura, possivelmente indicando uma ampla tolerância térmica. Registos de vídeo mostraram que a exposição às partículas de PMS, como único estressor, teve um impacto severo na condição física de A. wollastoni, com a perda total de tecido após 48h de exposição levando à morte de todos os fragmentos após 72h. Os resultados das experiências realizadas sob diferentes condições hidrostáticas indicaram que A. wollastoni não apresentou alteração nas taxas metabólicas quando exposta a estressores em condições hiperbáricas, em comparação com condições atmosféricas. A ausência de um efeito significativo da pressão hiperbárica na resposta fisiológica de A. wollastoni aponta para o uso adequado desta espécie como proxy experimental para múltiplos impactos de estressores no mar profundo, pelo menos para o intervalo de pressões testadas. Esta pesquisa contribui para ampliar o nosso conhecimento sobre os efeitos das atividades antropogénicas nas comunidades de corais negros e para apresentar informações importantes para apoiar ferramentas de gestão para a criação de normas, diretrizes e programas de monitorização das atividades de mineração em mar profundo como parte do regime regulatório “Mining Code” preparado pela Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos (International Seabed Authority, ISA).