Departamento de Geociências
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Browsing Departamento de Geociências by Author "Antunes, Paulo Custódio Pires"
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- Estudo hidrogeoquímico e vulcanológico de lagos no arquipélago dos Açores : aplicações para a mitigação de riscos naturaisPublication . Antunes, Paulo Custódio Pires; Cruz, José Virgílio de Matos Figueira; Gaspar, João Luís Roque BaptistaThe hydrogeochemical monitoring of volcanic lakes is a recent area of study when compared with other techniques which are more commonly applied to mitigation of hazards associated to active volcanoes. The research on these surface water bodies for monitoring in volcanology results from the behavior of lakes as condensers of volcanic fluids. Sometimes volcanic lakes even accumulate extremely acidified fluids due to condensation of these fluids. The largest Azorean lakes are emplaced inside volcanoes and some of these structures are active. The hydrogeochemical characterization of these lake waters and the study of the interaction with volcanic fluids can give a better understanding of systems. Therefore, the main objective of the present work is the characterization of volcanic lakes in the Azores and to forecast the possibility to use these aquatic systems for volcanic surveillance. The lake locations in the vicinity of populated areas emphasize the need for a better knowledge of the systems. The recent history on the Azores, reported some volcanic eruptions that have taken place within volcanic lakes or near and these eruptive events are responsible by changes on the lakes. In order to fulfill the main objective of this thesis several lakes were selected in São Miguel, Terceira, Graciosa, Pico, Flores and Corvo islands. At these lakes, corresponding to diverse volcanological settings, sampling was periodically made along the water column. The water analyses were carried out at the Hydrogeochemistry laboratory of the Geosciences Department of the Azores University. Water samples from several lakes were also sent to Activation Laboratories (Canada) to determine the major, minor and trace elements content. The isotopes 2H, 18O, 13C and 34S was made in the Stable Isotope Laboratory of the Mineralogy and Geochemistry Institute (University of Lausanne, Switzerland). All data collected was organized in digital form to make a database that is entitle DataLake. Specific hydrogeochemical software was used in order to proceed to data interpretation. Simulations with the model DYSREM_CAEDYM were conducted to study the behavior of same lakes as a response to an input of a inorganic CO2-water rich source. The results of these simulations have contributed to understand the possibility of significant increases of CO2 concentration in lake waters due to volcanic fluids contamination. Therefore, the model suggests that the contribution from organic free CO2, due to an organic matter degradation source, is not able to explain the total concentration of CO2 in some of the studied lakes. The exceeding CO2 can be due to interaction with volcanic fluids. The data also suggests that water chemistry on the studied lakes is influenced by salt contamination due to atmospheric transportation. However, same lakes appear to have the influence of other chemical modifying processes, such as the water-rock interaction or even the interaction with fluids of volcanic origin. From all the studied lakes, Furna do Enxofre (Graciosa island) shows higher concentrations in the analyzed species resulting from the volcanic contamination.
- Lagos vulcânicos dos Açores : caracterização geoquímica e monitorização vulcanológicaPublication . Antunes, Paulo Custódio Pires; Cruz, José Virgílio de Matos FigueiraA contribuição da hidrogeoquímica dos lagos vulcânicos para a vigilância vulcânica é uma área de estudo muito recente quando comparada a outras técnicas que têm o mesmo objectivo. Com efeito, o estudo destas massas de água, quando em contacto com fluidos de origem magmática, permite um melhor conhecimento destes sistemas vulcânicos. Esta área de estudo é mais um meio que se coloca à disposição da vigilância vulcânica. O interesse no estudo destes reservatórios naturais onde ocorre, por vezes, a condensação de gases vulcânicos ou a mistura com águas termais onde poderá existir a acumulação de fluidos extremamente acidificados, ganhou uma maior atenção após a libertação de CO2 nos lagos Monoun (1984) e, principalmente, no lago Nyos (1986), nos Camarões. Em resultado, o número de contribuições científicas relativo à problemática dos lagos vulcânicos tem aumentado sustentadamente. Os registos históricos nos Açores, nomeadamente na ilha de São Miguel, relatam erupções vulcânicas ocorridas no interior de lagos vulcânicos, bem como mudanças nestes sistemas lacustres relacionadas com este evento, os quais chegaram a secar durante as crises vulcânicas. No entanto, os estudos hidrogeoquímicos nos lagos vulcânicos do Arquipélago dos Açores são muito esporádicos. De forma a colmatar esta lacuna de informação foi planeado um levantamento hidrogeoquímico de uma amostra representativa de lagos vulcânicos dos Açores, visando, para além da caracterização das águas, contribuir para a construção de uma base de dados essencial para a monitorização vulcanológica. Em virtude do tempo disponível para a elaboração deste estudo e dos meios logísticos disponíveis, optou-se por fazer uma sistematização das principais lagoas da ilha de São Miguel e da ilha Terceira. Assim, foi possível a recolha de dados pioneiros inexistentes até então. Os elementos físicos e químicos analisados foram: o pH, a temperatura, a condutividade eléctrica, os sólidos totais (STD), o CO2 livre e total, o Na+, o K+, o Mg2+, o Ca2+, o HCO3-, o Cl-, o SO42-, e a SiO2. Também foram enviadas para o Activation Laboratories Ltd (Canadá) amostras de águas de diversas lagoas para a determinação dos elementos maiores, menores e em traço. Os dados de geoquímica publicados, sobretudo os que se encontram disseminados no âmbito de outros estudos não directamente relacionados com a temática do presente trabalho, foram compilados para a presente investigação. Os resultados das análises efectuadas permitiram identificar aumentos de concentração significativos, nomeadamente do dióxido de carbono total, no fundo dos lagos. Além da contribuição do CO2 livre a partir da degradação da matéria orgânica, há a possibilidade de parte deste aumento de concentração se dever à contaminação das águas dos lagos por fluidos de origem magmática. Os dados que sugerem esta contaminação vulcânica foram registados em lagos localizados nos três complexos vulcânicos (Sete Cidades, Fogo e Furnas) da ilha de São Miguel. Relativamente às lagoas da ilha Terceira, os resultados denotam a influência de contaminação de sais marinhos, excepção feita à lagoa do Algar do Carvão que apresenta valores em sílica elevados em relação aos restantes lagos do Arquipélago dos Açores. Este resultado permite extrapolar a possível existência de descargas de águas hidrotermais neste sistema. De todos os lagos do Arquipélagos dos Açores, o da Furna do Enxofre (ilha Graciosa) apresenta concentrações muito elevadas nos diferentes parâmetros analisados em relação aos demais lagos estudados, um resultado que se interpreta como resultante da contaminação vulcânica.