Avaliação dos lenhos carbonizados de araucariaceae em diferentes concentrações de oxigênio por meio de termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X64775

Keywords:

Charcoal, oxigênio, mudanças climáticas, análise termogravimétrica, análise morfológica.

Abstract

O charcoal é um dos poucos legados duradouros dos incêndios florestais ao longo dos milhares de anos, representando um registro da dinâmica dos biomas terrestres, assim como as características do oxigênio atmosférico ao longo de suas eras. Com intuito do estudo sobre a compreensão das mudanças climáticas e das flutuações da disponibilidade de oxigênio atmosférico através dos tempos, a pesquisa utilizou a carbonização do lenho de Araucaria columnaris emtermodegradação (TGA)com oxigênio de 30% e 21%, e temperaturas de 450°C e 600°C. Posteriormente, estas foram analisadas sob Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) em diferentes aumentos, observando a anatomia do material em seus três planos estruturais e comparados a bibliografias de estudos desenvolvidos nessa área. O trabalho destacou um padrão na carbonização do lenho em ambas as atmosferas, com alterações significativas na estrutura física e química em todas as amostras. A pirólise com oxigênio e temperaturas elevadas, demonstrou maior agressividade do fogo, degradando com maior rapidez e intensidade, observando nos detalhes anatômicos que caracterizam as gimnospermas. Sendo assim, os estudos visam um maior entendimento da complexa relação entre o fogo e o planeta, e como as mudanças climáticas se tornam essenciais para a compreensão dos acontecimentos do futuro.


Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Fernanda Marder, Universidade do Vale do Taquari

Mestre em Ambiente e Desenvolvimento - Univates

Daniela Mueller de Lara, Uergs - Universidade Estadual do Rio Grande do Sul

Doutora em Ambiente e Desenvolvimento

Simone Stülp, Universidade do Vale do Taquari

Doutora em Engenharia de Materiais

References

ASCOUGH, P. L.; BIRD, M. I.; SCOTT, A. C.; COLLINSON, M. E.; COHEN-OFRI, I.; SNAPE, C. E.; LE MANQUAIS, K. Charcoal reflectance measurements: implications for structural characterization and assessment of diagenetic alteration. Journal of Archaeological Science, v. 37, p. 1590–1599, 2010.

BALLONI, C. J. V. Caracterização física e química da madeira de Pinus elliottii. 2009. 41f. - Curso Engenharia Industrial Madeireira, UNESP, Itaveva, 2009.

BARTLETT, A. I.; HADDEN, R. M.; BISBY, L. A. A Review of Factors Affecting the Burning Behaviour of Wood for Application to Tall Timber Construction. Fire Technology, v. 55, p. 1–49, 2019.

BELCHER, C. M. Fire phenomena and the Earth system – An Interdisciplinary Guide to Fire Science. Wiley-Blackwell, 2013.

; MCELWAIN, J. C. Limits for Combustion in Low O2 Redefine Paleoatmospheric Predictions for the Mesozoic. Science, v. 321, p. 1197-1200, 2008

; YEARSLEYA, J. M.; HADDENB, R. M.; MCELWAINA, J. C.; REINB, G. Baseline intrinsic flammability of Earth’s ecosystems estimated from paleoatmospheric oxygen over the past 350 million years. PNAS, v. 107, n. 52, p. 22448–22453, 2010.

BERGMAN, N. M.; LENTON, T. M.; WATSON, A. J. Copse: a new model of biogeochemical cycling over Phanerozoic time. American Journal of Science, v. 304, p. 397–437, 2004.

BERNER, R. A. GEOCARBSULF: A combined model for Phanerozoic atmospheric O2 and CO2. Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 70, p. 5653–5664, 2006.

; BEERLING, D. J.; DUDLEY, R.; ROBINSON, J. M.; WILDMAN J, R. A. Phanerozoic atmospheric oxygen. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, v. 31, p. 105–134, 2003.

BICA, J. B. Investigação de paleoincêndios vegetacionais permianos no afloramento Curva do Belvedere: significado paleoambiental para o Paleozoico Superior da Bacia do Paraná. 104 f. Dissertação (Mestrado) - Mestrado em Ambiente e Desenvolvimento, UNIVATES, Lajeado, 2014

BRAADBAART, F.; POOLE, I. Morphological, chemical and physical changes during charcoalification of wood and its relevance to archaeological contexts. Journal of Archaeological Science, v. 35, p. 2434–2445, 2008.

CHRISTIANO-DE-SOUZA, I.C.; RICARDI-BRANCO, F. S. Study of the West Gondwana Floras during the Late Paleozoic: A paleogeographic approach in the Paraná Basin – Brazil. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 426, p. 159–169, 2015.

COSTA, L. J. Caracterização mecânica do carvão vegetal de clones de Corymbia. 2016. 90f. Dissertação (Mestrado) - Pós-graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira, UFLA, Lavras, 2016.

CRAWFORD, A.; BELCHER, C. M.; Charcoal morphometry for paleoecological analysis: the effects of fuel type and transportation on morphological parameters. Applications in Plant Sciences, v. 2, n. 8, p. 1-10, 2014.

DAHL, T. W.; HAMMARLUND, E. U.; ANBAR, A. D.; BOND, D. P. G.; GILL, B. C.; GORDON, G. W.; KNOLL, A. H.; NIELSEN, A. T.; SCHOVSBO, N. H.; CANFIELD, D. E. Devonian rise in atmospheric oxygen correlated to the radiations of terrestrial plants and large predatory fish. PNAS, v. 107, n. 42, p. 17911–17915, 2010.

FAO. http://www.fao.org/docrep/X5555E/x5555e03.htm#2.4 what happens during carbonization. 1985. Acesso Agosto 2020.

FIGUEROA, M. J.; M. MORAES. P. D. Comportamento da madeira a temperaturas elevadas. Ambiente Construído, v. 9, n. 4, p. 157-174, 2009.

GLASSPOOL, I. J.; EDWARDS, D.; AXE, L. Charcoal in the Silurian as evidence for the earliest wildfire. Geology, v. 32, p. 381-383, 2004.

; ; . Charcoal in the Early Devonian: A wildfire-derived Konservat–Lagerstätte. Review of Palaeobotany and Palynology, v. 142, p. 131–136, 2006.

; SCOTT, A. C. Phanerozoic concentrations of atmospheric oxygen reconstructed from sedimentary charcoal. Nature Geoscience, v. 3, p. 627- 630, 2010.

GOSLING, W.D.; CORNELISSEN, H.L.; MCMICHAEL, C.N.H. Reconstructing past fire temperatures from ancient charcoal material. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 520, p. 128–137, 2019.

GUREVITCH, J.; SCHEINER, S.M.; FOX. G.A. Ecologia Vegetal. Segunda Edição em Português. Artmed. Porto Alegre. 592p. 2009. ISBN 978-85-363-1918-6

HAMAD, A. M. B. A.; JASPER, A.; UHL, D. The record of Triassic charcoal and other evidence for palaeo-wildfires: Signal for atmospheric oxygen levels, taphonomic biases or lack of fuel? International Journal of Coal Geology, v. 96-97, p. 60–7, 2012.

HAO, H.; CHOW, C. L; LAU, D. Effect of heat flux on combustion of different wood species. Fuel, v. 278, 2020. 118325.

HE, T.; LAMONT, B. B. Baptism by fire: the pivotal role of ancient conflagrations in evolution of the Earth’s flora. National Science Review, v. 5, p. 237–254, 2018.

IANNUZZI, R.; SOUZA, P. A.; SCHERER, C. M. S.; HOLZ, M. Plantas Fósseis na Bioestratigrafia dos Depósitos Permianos do Rio Grande do Sul. In: Iannuzzi, R. and Franz, J.C. (eds.) 50 anos de geologia, contribuição do Instituto de Geociências. Porto Alegre, p. 41-57, 2007.

IAWA Committee. IAWA list of microscopic features for softwood identification. IAWA Journal, v. 25, p. 1-70, 2004.

IGLESIAS, V.; YOSPIN, G. I.; WHITLOCK, C. Reconstruction of fire regimes through integrated paleoecological proxy data and ecological modeling. Frontiers in Plant Science, v. 5, n. 785, 2015.

JASPER, A.; GUERRA-SOMMER, M.; MENEGAT, R.; CAZZULO-KLEPZIG, M.; BRANCO, F. S. R. T.; SALVI, J. Afloramento Quitéria, Encruzilhada do Sul, RS - Sedimentos lagunares com singular associação fitofossilífera da Formação Rio Bonito. In: Winge,M.; Schobbenhaus,C.; Souza,C.R.G.; Fernandes,A.C.S.; Berbert-Born,M.; Queiroz,E.T.; (Edit.) Sítios Geológicos e Paleontológicos do Brasil, 2009.

; MANFROI, J.; SCHMIDT, E. O.; MACHADO, N. T. G.; KONRAD, O.; UHL, D. Evidências paleobotânicas de incêndios vegetacionais no afloramento Morro Papaléo, Paleozóico Superior do Rio Grande do Sul, Brasil. GEONOMOS, v. 19, n. 1, p. 18-27, 2011a.

; UHL, D.; GUERRA-SOMMER, M.; BERNARDES-DE-OLIVEIRA, M. E. C.; MACHADO, N. T. G. Upper Paleozoic charcoal remains from South America: Multiple evidences of fire events in the coal bearing strata of the Paraná Basin, Brazil. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v, 306, p. 205–218, 2011b.

; ; ABU HAMAD, A. M.B.; BAMFORD, M.;BERNARDES-DE-OLIVEIRA, M. E. C.; TEWARI, R.; UHL, D. The burning of Gondwana: Permian fires on the southern continent— A palaeobotanical approach. Gondwana Research, v. 24, p. 148–160, 2013.

JONES, T. P.; CHALONER, W.G. Fossil charcoal, its recognition and palaeoatmospheric significance. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 9, n. 7, p. 39-50, 1991.

KUBIKA, R.; MARYNOWSKI, L.; UHL, D.; JASPER, A.; Co-occurrence of charcoal, polycyclic aromatic hydrocarbons and terrestrial biomarkers in an early Permian swamp to lagoonal depositional system, Parana Basin, Rio Grande do Sul, Brazil. International Journal of Coal Geology, v. 230, 2020.

LARA, D. M.; BRESCIANI, L.; OSTERKAMP, I. C.; HILGEMANN, M.; ETHUR, E.; JASPER, A.; FERRÃO, M. F.; UHL, D.; STÜLP, S. Avaliação de fragmentos de lenhos carbonizados de Araucariaceae por meio de Termogravimetria e Infravermelho associadas à Análise Multivariada. Química Nova, v. 40, n. 8, p. 895-901, 2017.a

; BRESCIANI, L.; HILGEMANN, M.; OSTERKAMP, I. C.; JASPER, A.; UHL, D.; STÜLP, S. Proposição de metodologia de termodegradação por meio de fragmentos de lenhos da Araucaria columnaris. Periódico Tchê Química, v. 15, n. 29, 2017.b

MARLON, J. R.; BARTLEIN, P. J.; DANIAU, A.; HARRISON, S. P.; MAEZUMI, S. Y.; POWER, M. J.; TINNER, W.; VANNIÉRE, B. Global biomass burning: a synthesis and review of Holocene paleofire records and their controls. Quaternary Science Reviews, v. 65, p. 5-25, 2013.

MCKENDRY, P. Bioresource Technology, v 83, n. 1, p, 37-46, 2002.

MILANI, E. J.; MELO, J. H. G.; SOUZA, P. A.; FERNANDES, L. A.; FRANÇA, A. B. Bacia do Paraná, Boletim de Geociências da Petrobras, v. 15, n. 2, p. 265-287, 2007.

MILANI, E. J.; RAMOS, V. A. Orogenias paleozóicas no domínio Sul-ocidental do Gondwana e os ciclos de subsidência da Bacia do Paraná. Revista Brasileira de Geociências, v. 28, 1998.

Published

2021-07-19

How to Cite

Marder, F., Lara, D. M. de, Jasper, A., Uhl, D., & Stülp, S. (2021). Avaliação dos lenhos carbonizados de araucariaceae em diferentes concentrações de oxigênio por meio de termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura. Ciência E Natura, 43, e76. https://doi.org/10.5902/2179460X64775

Most read articles by the same author(s)