Autores

Bonetti, C. (UFSC) ; Pereira, M. (ICMBIO) ; Mussi, C.S. (UNIVALI) ; Paquette, M.L. (UFSC) ; Bonetti, J. (UFSC)

Resumo

A distribuição espacial dos descritores sedimentológicos e das associações de microfosseis está fortemente associada com as características sedimentares, hidrodinâmicas e batimétricas do do meio marinho. Os resultados obtidos na plataforma continental de Santa Catarina demonstram que é possível distinguir as zonas circalitoral raso e profunda, assim como o infralitoral, usando um número reduzido de indicadores biosedimentologicos. Estes indicadores compreendem espécies de foraminíferos bentônicos, granulometria, teor de matéria orgânica e de carbonatos biodetriticos nos sedimentos. Eles foram selecionados em função de características tais como: tolerância a rápidas variações nas propriedades físico-químicas da coluna d´água e ocorrência na zona fótica (relacionadas ao infralitoral), preferência por setores com forte hidrodinâmica (circalitoral raso) ou por setores com menor agitação e ambientalmente mais estáveis, com sedimentos finos e altos teores orgânicos (circalitoral profundo).

Palavras chaves

paleoindicadores; plataforma continental; foraminifera

Introdução

A caracterização dos depósitos sedimentares constitui uma ferramenta importante para a compreensão dos processos e mecanismos que atuaram e que atuam na fisiografia e funcionalidade do ambiente marinho. Da mesma forma, alguns dos seus descritores podem ser aplicados como subsídio ao entendimento das variações climáticas ocorridas ao longo do Quaternário (Woodroffe & Murray Wallace, 2012; Maya et al 2017). Os ciclos climáticos, ao influenciarem o volume de água dos oceanos em decorrência das mudanças de volume de gelo nas calotas polares e geleiras, regulam também os processos de expansão e retração da linha de costa em direção ao continente. As variações glacio-eustáticas do nível médio do mar ocorridas ao longo do Quaternário causaram importantes mudanças nos processos sedimentares na margem continental. Durante os períodos mais quentes e úmidos (interglaciais), ocorre a transgressão marinha e as atuais planícies costeiras ficam parcialmente ou totalmente submersas, enquanto durante as fases mais secas e frias (glaciais), as atuais plataformas continentais são expostas, passando a responder a agentes modeladores de origem continental. As variações climáticas também influenciam no aporte de material terrígeno para o ambiente marinho, assim como no clima de ondas, induzindo mudanças na largura da zona circalitoral (Grapes, 2008). A dominância de agentes e processos continentais ou marinhos sob a plataforma continental durante as variações climáticas do Quaternário podem ser inferidos a partir de diferentes tipos de indicadores, entre estes encontram- se os geomorfológicos (feições deposicionais como terraços e planícies costeiros marinhos); faciológicos (litofácies definidas pelas suas estruturas sedimentares físicas e suas associações); paleontológicos (microfosseis marinhos) e geoquímicos (composição orgânica e fracionamento isotópico do oxigênio e do carbono), conforme discutido por Angulo e Souza (2004) Neste trabalho será dado ênfase aos indicadores micropaleontológicos, em particular aos foraminíferos. Esses são protozoários encontrados em todos os ambientes marinhos e reconhecidamente sensíveis às mudanças ambientais. São importantes ferramentas na diferenciação de zonas ecológicas e na reconstrução paleoambiental devido, entre outros, à sua alta abundância nos sedimentos e potencial de preservação de suas testas (Murray, 2006). Assumindo que as espécies mantêm suas preferencias pelos mesmos habitats ao longo do tempo, os estudos desenvolvidos com populações recentes contribuem para a compreensão e mapeamento das mudanças paleoambientais que vêm ocorrendo nas margens continentais (Armstrong & Brasier, 2005). O objetivo desta pesquisa é selecionar um conjunto de indicadores biosedimentológicos que se relacionem significativamente com zonas sedimentares previamente individualizados na plataforma continental de Santa Catarina por suas caraterísticas hidrodinâmicas, batimétricas e fisiográficas. Espera-se assim, contribuir com futuros trabalhos de reconstrução paleoambiental na área de estudo, uma vez que a identificação da sucessão destes indicadores ao longo da coluna sedimentar permitirá inferir mudanças ambientais progressivas, associadas na escala geológica aos ciclos climáticos e às variações do nível do mar.

Material e métodos

Foram investigadas 36 amostras de sedimentos superficiais coletadas na plataforma continental em uma área contígua à Reserva Biológica Marinha do Arvoredo (SC). A geologia local é caracterizada pela presença do embasamento cristalino Pré-Cambriano próximo à linha de costa, que se alterna com planícies costeiras construídas por processos sedimentares quaternários (COOPER et al., 2016). A morfologia submarina da plataforma continental circundante apresenta baixa declividade, com as isóbatas alinhadas de forma aproximadamente paralela à linha de costa atual (ABREU, 2010). Destaca-se a ocorrência local de diversas ilhas, parcéis e alguns substratos rochosos consolidados (CHLUDINSKI & BONETTI, 2002). Pontos de sondagem batimétrica foram digitalizados a partir de cartas náuticas em formato matricial. Com base nos arquivos vetoriais resultantes foi realizada uma interpolação espacial com resolução de 200 m, utilizando-se a técnica Vizinho Natural. A grade batimétrica obtida alimentou a extensão Benthic Terrain Modeler (BTM) que opera integrada ao sistema ArcGIS. A partir dela foi gerada uma nova grade referente ao Índice de Posicionamento Batimétrico (Bathymetric Position Index - BPI) na escala ampla (broad). As zonas de profundidade, infra e circalitoral, foram definidas pela luminosidade e pela influência da onda na superfície dos substratos inconsolidados. A profundidade da penetração de luz de até 1% na coluna d’água, que define o limite entre infralitoral e circalitoral, foi calculada a partir do KdPAR Aqua/Modis (2002-2012) e a equação Fr=exp(-h/Dm) (MESH, 2008). O limite entre circalitoral raso e profundo foi obtido pelo mapeamento da influência da onda sobre o fundo, onde metade do comprimento de onda é maior que a batimetria. Este foi efetuado por modelagem hidrodinâmica no Delf 3D de um caso médio de Sul (180º) e Sudeste (135º) da base de dados de 60 anos do SMC-Sistema de Modelado Costeiro. As análises granulométricas foram realizadas após eliminação dos sais dissolvidos e dos conteúdos orgânicos e carbonáticos. O tamanho dos grãos foi determinado por difração de luz usando o analisador de partículas HORIBA LA 950. Estes dados foram utilizados para o cálculo dos parâmetros estatísticos propostos por Folk & Ward (1957): diâmetro médio, mediana, grau de seleção, assimetria e curtose, com o auxílio do programa GRADISTAT. Foi adotada a classificação sedimentológica proposta por Shepard. Os teores de matéria orgânica total (MOT) e carbonato biodetrítico foram determinados pelo método gravimétrico, após oxidação com H2O2 (30%) e acidificação com HCl (10%) (Gross, 1971). As amostras sedimentológicas destinadas ao estudo da composição microfaunística foram preparadas seguindo as metodologias descritas em Boltovkskoy (1965) e Murray (2006). Estas foram lavadas através da peneira granulométrica de abertura de malha 63 µm e, posteriormente, secas em estufa à 40°C. Nas amostras onde os componentes litogênicos foram dominantes as partículas na fração areia foram submetidas à flotação utilizando tricloroetileno de carbono (C2HCl3). A alta densidade deste líquido permite concentrar as testas de foraminíferos e outros microfósseis no sobrenadante. O material flotado foi então recolhido em filtro de papel, seco e analisado sob estereomicroscópio com magnificação de até 460 x. A classificação taxonômica foi baseada em Loeblich and Tappan (1988) e em publicações de referência local. Fotomicrografias obtidas em Microscópio Zoom V16 com aquisição de imagens 3D e Microscópio Eletrônico de Varredura permitiram confirmar a identificação dos espécimes e foram usadas na elaboração de pranchas taxonômicas. A relação entre as variáveis do meio e os descritores biosedimentológicos foi avaliada através de Análise de Componentes Principais, enquanto que a concordância entre as zonas morfológicas e seus indicadores por Análise Discriminante. Ambas as técnicas foram aplicadas sobre uma matriz de dados padronizados, utilizando o software PAST 3.7.

Resultado e discussão

O trecho oeste da ilha do Arvoredo é caracterizadO por profundidades entre 0 e 25 metros, com declividade menor, e a porção a leste por profundidades entre 25 e 57 metros e maior declividade. Os promontórios da baía de Tijucas delimitam uma área de menor profundidade, mais próxima a costa, atingindo máximos de 15m. Um canal mais profundo pode ser observado entre as ilhas do Arvoredo e Deserta, com profundidades entre 38 e 43m (Figura 01). O interior da baia de Tijucas caracteriza-se por sedimentos predominantemente lamosos, enquanto o norte da Baia Norte e a região da Reserva Biologica Marinha do Arvoredo (REBIO) e seu entorno são dominadas pelas classes texturais areia e areia lamosa. Observa-se, em termos gerais, um gradiente decrescente no tamanho dos sedimentos (areia para lama) em direção às áreas mais profundas. Os valores de matéria orgânica total (MOT) variam entre 0,2% e 9,4%. Os menores teores (inferior a 5%) foram encontrados entre a ilha de Santa Catarina e a REBIO Arvoredo, saindo da Baía Norte de Florianópolis em direção ao norte. Os teores de carbonato biodetritico também apontam um gradiente a partir da Baía Norte, com os valores variando entre 0,7% e 16,9%. Foram encontrados 46 gêneros e 82 espécies de foraminíferos na área de estudo. Os taxa mais importantes foram Globocassidulina spp. (20%), Bulimina marginata (10%), Buliminella elegantissima (9%), Uvigerina peregrina (7%), Ammonia rolshauseni (5%) e Bolivina doniezi (5%). Outras espécies frequentes são Hanzawaia boueana (4%), Nonionoides grateloupii (4%), Bulimina pseudoaffinis (4%), Nonionella atlântica (4%), Cribroelphidium poeyanum (3%) e Pararotalia sp. (3%). Estes 12 taxa juntos somam 78% da abundância total de testas na área de estudo. A análise de componentes principais aplicada a uma matriz construída com os valores de abundância das espécies mais importantes e as variáveis descritoras das características físicas do meio evidenciou forte correlação das estações localizadas no circalitoral profundo com altos teores de lama, de carbonato e com as espécies Uvigerina peregrina, Bulimina marginata e Buliminella elegantissima, enquanto o paleocanal presente nesta zona, com produndidades entre 38 e 43 m, se caracterizou pela dominância de Globocassidulina spp e Bolivina pseudoaffinis (Figura 02). As relações espaciais entre Uvigerina peregrina e Bulimina marginata na plataforma continental já foram mencionadas em vários trabalhos, tais como EICHLER et al. (2014) e MENDES et al (2004). Ambas estão associadas a ambientes calmos, onde dominam sedimentos lamosos, ricos em matéria orgânica e pouco oxigenados (Donnici & Barbero, 2002; Schmiedl et al., 2007; Martins et al., 2007), o que justifica sua associação com o circalitoral profundo. A importância de Globocassidulina nas estações localizadas no paleocanal corrobora as conclusões obtidas por Martins et al. (2007), que esta espécie é associada a altas velocidades nas correntes de fundo. Eichler et al (2012) relacionam ainda esta espécie com a influência da Agua Central do Atlântico Sul (ACAS), o que condiz com a fisiografia local, que facilita a penetração desta massa d´água. No infralitoral predominaram as testas aglutinantes, mais tolerantes a rápidas mudanças na coluna d´agua e indicadoras de aporte continental (SenGupta, 2002). Já a espécie que melhor representou o circalitoral raso, foi Elphidium poyeanum. Esta é uma espécie euribionte e que desenvolve uma relação de simbiose com microalgas bentônicas (Correia & Lee, 2012), sendo, portanto, boa indicadora de zonas fóticas. Nesta zona predominaram também as testas porcelanáceas. Este grupo é reconhecido por sua resistência a áreas sob forte hidrodinamismo (Murray, 2006) e, portanto, sua distribuição pode estar associada a profundidade onde as ondas passam a interagir com o fundo. A partir do reconhecimento destas relações, são propostas cinco variáveis bióticas (abundância de Globocassidulina spp, Uvigerina peregrina, Bolivina psudoaffinis, percentual de testas agluitnantes e porcelanáceas) e duas variáveis sedimentológicas (teor de lama e de carbonatos) como indicadoras para estudos de zoneamento paleoambiental da plataforma continental. A eficiência preditiva destes indicadores foi verificada através dos resultados da análise discriminante (Figura 03). Todas as estações localizadas no infralitoral (4),assim como no paleocanal (3) foram corretamente classificadas apenas com base na distribuição destas variáveis. Das 16 estações localizadas no circalitoral raso, 12 foram corretamente classificadas e 10 estações foram classificadas como circalitoral profundo, de um total de 13. Estes resultados renderam uma concordância de 80,6% a esta análise preditiva.

Caracterização batimétrica da área de estudo.


Resultado da Análise de Componentes Principais.


Resultado da Análise Discriminante

Considerações Finais

A distribuição espacial de descritores sedimentológicos e foraminíferos na plataforma continental está fortemente associada as características batimétricas, hidrodinâmicas e de penetração da luz (zona fótica). Os resultados desta pesquisa demonstram que o uso de um pequeno conjunto de indicadores biosedimentológicos permite distinguir as zonas circalitorais rasas e profundas, assim como, o infralitoral. Os indicadores que levaram ao melhor resultado preditivo são aqueles que se beneficiam de características físicas específicas do meio. Assim, o infralitoral pode ser identificado pela maior abundância de testas de foraminíferos aglutinantes. Estes são mais tolerantes a instabilidade ambiental das áreas rasas, sobretudo às rápidas variações na salinidade e na turbidez em decorrência do aporte de águas continentais. Já o circalitoral raso, caracterizou-se pela dominância de testas porcelanáceas e de Elphidium poyeanun, espécie que possui relação simbiótica com microalgas bentônicas e indicadora assim da zona fótica. No circalitoral profundo, onde dominam sedimentos finos, predominaram Bulimina marginata e Uvigerina peregrina, indicadoras de ambientes com baixos níveis de energia e de oxigênio. Por fim, Globocassidulina, cuja distribuição está relacionada a áreas com fortes correntes e onde a batimetria facilita a penetração da Água Central do Atlântico Sul (SACW) indicou as estações localizadas em um paleocanal estreito com profundidades entre 38 e 43 m.

Agradecimentos

Esta pesquisa contou com apoio financeiro dos projetos INCT-MAR-COI/CNPq (Oceanografia Integrada e Usos Múltiplos da Plataforma Continental e Oceano Adjacente, Centro de Oceanografia Integrada, Sub-rede: Geodiversidade” - Edital n. 71/2010 MCT/CNPq/FNDCT) e do projeto IODP/CAPES ("Paleoprodutividade e mecanismos de fertilização oceânica na margem continental sul brasileira em resposta às mudanças climáticas do Quaternário tardio"; proc. 88887.091727/2014- 01).

Referências

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