We present Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observations from the 2014 Long Baseline Campaign in dust continuum and spectral line emission from the HL Tau region. The continuum images at wavelengths of 2.9, 1.3, and 0.87 mm have unprecedented angular resolutions of 0 075 (10 AU) to 0 025 (3.5 AU), revealing an astonishing level of detail in the circumstellar disk surrounding the young solar analog HL Tau, with a pattern of bright and dark rings observed at all wavelengths. By fitting ellipses to the most distinct rings, we measure precise values for the disk inclination () and position angle We obtain a high-fidelity image of the 1.0 mm spectral index (α), which ranges from in the optically thick central peak and two brightest rings, increasing to 2.3–3.0 in the dark rings. The dark rings are not devoid of emission, and we estimate a grain emissivity index of 0.8 for the innermost dark ring and lower for subsequent dark rings, consistent with some degree of grain growth and evolution. Additional clues that the rings arise from planet formation include an increase in their central offsets with radius and the presence of numerous orbital resonances. At a resolution of 35 AU, we resolve the molecular component of the disk in HCO+ (1-0) which exhibits a pattern over LSR velocities from 2–12 km s−1 consistent with Keplerian motion around a ∼1.3 star, although complicated by absorption at low blueshifted velocities. We also serendipitously detect and resolve the nearby protostars XZ Tau (A/B) and LkHα358 at 2.9 mm.

Abstract We introduce the Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP), one of the initial Large Programs conducted with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). The primary goal of DSHARP is to find and characterize substructures in the spatial distributions of solid particles for a sample of 20 nearby protoplanetary disks, using very high resolution (∼0.″035, or 5 au, FWHM) observations of their 240 GHz (1.25 mm) continuum emission. These data provide a first homogeneous look at the small-scale features in disks that are directly relevant to the planet formation process, quantifying their prevalence, morphologies, spatial scales, spacings, symmetry, and amplitudes, for targets with a variety of disk and stellar host properties. We find that these substructures are ubiquitous in this sample of large, bright disks. They are most frequently manifested as concentric, narrow emission rings and depleted gaps, although large-scale spiral patterns and small arc-shaped azimuthal asymmetries are also present in some cases. These substructures are found at a wide range of disk radii (from a few astronomical units to more than 100 au), are usually compact (≲10 au), and show a wide range of amplitudes (brightness contrasts). Here we discuss the motivation for the project, describe the survey design and the sample properties, detail the observations and data calibration, highlight some basic results, and provide a general overview of the key conclusions that are presented in more detail in a series of accompanying articles. The DSHARP data—including visibilities, images, calibration scripts, and more—are released for community use at https://almascience.org/alma-data/lp/DSHARP .

Abstract The Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP) used ALMA to map the 1.25 mm continuum of protoplanetary disks at a spatial resolution of ∼5 au. We present a systematic analysis of annular substructures in the 18 single-disk systems targeted in this survey. No dominant architecture emerges from this sample; instead, remarkably diverse morphologies are observed. Annular substructures can occur at virtually any radius where millimeter continuum emission is detected and range in widths from a few astronomical units to tens of astronomical units. Intensity ratios between gaps and adjacent rings range from near-unity to just a few percent. In a minority of cases, annular substructures coexist with other types of substructures, including spiral arms (3/18) and crescent-like azimuthal asymmetries (2/18). No clear trend is observed between the positions of the substructures and stellar host properties. In particular, the absence of an obvious association with stellar host luminosity (and hence the disk thermal structure) suggests that substructures do not occur preferentially near major molecular snowlines. Annular substructures like those observed in DSHARP have long been hypothesized to be due to planet–disk interactions. A few disks exhibit characteristics particularly suggestive of this scenario, including substructures in possible mean-motion resonance and “double gap” features reminiscent of hydrodynamical simulations of multiple gaps opened by a planet in a low-viscosity disk.

This study identified the occurrence of Holocene chronology hiatuses in the sedimentary record of the Patos-Mirim system caused by river avulsion processes, as well as evidence of sharp anthropogenic changes in the surrounding region of the lagoon water bodies. The presence of chronology hiatuses demonstrates the importance of considering the disturbance effect of paleo-drainage processes on the paleoenvironmental resolution and expression of the sedimentary record of such coastal plains. Anthropogenic activities especially those related to agriculture and forestry have increased significantly during the great acceleration, resulting in modifications of both the landscape and the environmental conditions of the lagoon bodies. Such impacts were clearly reflected in the sedimentary record where abrupt changes in palynological trends, sedimentary DNA, isotopic and granulometric analyses were inferred. The climatic conditions combined with regressive sea level can explain the chronology hiatuses. Pollen analyses demonstrated changes in the landscape, particularly indicated by the shift from Cyperaceae to Poaceae dominance after the 1960 CE. Therefore, all proxies together demonstrate the modification in the landscape and changes in the environment, clearly influenced by anthropogenic action from unsustainable agricultural practices.