Sampling and structural characterization of natural organic matter of thermokarst lakes

Abstract

Lagos de termocarso, resultantes da degradação do permafrost, estão dispersos nas regiões árticas e subárticas, tendo revelado uma crescente contribuição para o ciclo global de carbono ao longo dos últimos 40 anos. O degelo do permafrost resulta na libertação de grandes quantidades de matéria orgânica natural (NOM) para sistemas aquáticos, estando também associado a fenómenos de metanogénese e à consequente libertação de metano para a atmosfera. Matéria orgânica dissolvida (DOM) é uma mistura altamente complexa, estando presente em todos os sistemas naturais aquáticos, apresentando uma composição variável consoante a origem. A pesquisa apresentada neste trabalho tem como objetivo fornecer novas informações relativamente à caracterização estrutural de DOM proveniente de lagos de termocarso em regiões subárticas. Para tal, técnicas de caracterização como espectroscopia de fluorescência, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) e análise elementar (CNHS) foram utilizadas. As amostras de águas foram recolhidas a diferentes profundidades em três lagos diferentes (SAS-1A, SAS-1B e SAS-2A) no vale Sasapimakwananisikw (SAS), perto da comunidade de Kuujjuarapik-Whapmagoostui (Nunavik, Canadá). Os lagos SAS-1A e SAS-1B estão localizados na margem sul do rio SAS, estando associados à mesma palsa (embora a distâncias diferentes), enquanto que o lago SAS-2A está localizado na margem norte do rio SAS. As amostras de águas foram filtradas, acidificadas, submetidas a um processo de fixação da matéria orgânica e caracterizadas de modo a tentar obter o máximo de informação estrutural. A extrema complexidade das amostras dificultou a obtenção de informação estrutural relativamente às amostras, no entanto, foi possível verificar diferenças entre amostras a diferentes profundidades e de diferentes lagos. Todas as amostras tenham revelado uma forte componente terrestre, com SAS-1B a demonstrar possivelmente o maior grau de humificação. Os dados de fluorescência pareceram indicar a presença de DOM recente na superfície do lago SAS-1A (ao contrário dos restantes lagos), sugerindo uma nova fonte de matéria orgânica na superfície do lago. Contrariamente ao esperado, o lago SAS-1B, embora mais próximo geograficamente do lago SAS-1A, revelou maiores semelhanças com a composição do lago SAS-2A (com base nos dados de FTIR, RMN e espectroscopia de fluorescência). Atualmente, verifica-se uma falta de estudos relativamente à caracterização estrutural de DOM proveniente de lagos de termocarso. Assim sendo, os resultados apresentados nesta dissertação fornecem o primeiro passo para uma caracterização mais aprofundada de DOM de lagos de termocarso, com o objectivo de melhor compreender a biogeoquímica destes sistemas.