DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Associações de Foraminíferos e Padrões Sedimentares da Plataforma Externa do Rio Grande do Norte, NE-Brasil
Autora: Allany de Paula Uchôa Andrade
Orientadora: Dra. Patrícia Pinheiro Beck Eichler (PPGG/UFRN)
Co-Orientador: Dr. Moab Praxedes Gomes (PPGG/UFRN)
Dissertação nº 218 / PPGG
Natal-RN, dezembro de 2018.
Associações de Foraminíferos e Padrões Sedimentares da Plataforma Externa do Rio Grande do Norte, NE-Brasil
Autora: Allany de Paula Uchôa Andrade
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Comissão Examinadora: Prof. Dr. Narendra Kumar Srivastava (DG/UFRN)
Profa. Dra. Patrícia Pinheiro Beck Eichler (DG/PPGG/UFRN)
Prof. Dr. Werner Farkatt Tabosa (UNI/UnP)
Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica
Dissertação de Mestrado apresentada em 13 de dezembro de 2018, ao Programa de Pós Graduação em Geodinâmica e Geofísica – PPGG da Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN, para obtenção do título de Mestre em Geodinâmica e Geofísica, com área de concentração em Geodinâmica.
Dedico aos meus pais, Alberto Andrade e Maria de Fátima Uchôa, que são acima de tudo, meus maiores amigos.
“Coragem, coragem, se o que você quer é aquilo que pensa e faz. Coragem, coragem, eu sei que você pode mais!” (Por Quem Os Sinos Dobram - Raul Seixas)
Agradecimentos...i Resumo...ii Abstract...iii CAPÍTULO 1 – Introdução ...1 1.1- Apresentação...2 1.2- Objetivos ...4 1.3- Localização...5
1.4- Caracterização da Área de Estudo...6
1.4-1. Plataforma Continental Norte do Rio Grande do Norte...6
1.4-2. Parâmetros Meteorológicos e Oceanográficos...12
1.4-3. Ondas e Correntes Marinhas...13
1.4-4. Marés ...13
CAPÍTULO 2 – Revisão Sobre o Tema...14
2.1- Introdução...15
2.2- Plataformas Mistas...15
2.3- Sedimentação Carbonática Plataformal...17
2.4- Aplicação de Foraminíferos como bioindicadores em ambientes plataformais...18
2.4-1. Relação entre Abióticos e Foraminíferos...19
2.5- Principais ocorrências na plataforma continental do Nordeste do Brasil...20
CAPÍTULO 3- Materiais e Métodos...24
3.1- Processamento do Material Biológico...27
3.2-2 Análise do Teor de Carbonato (CaCO3) ...31
3.2-3 Análise do Teor de Matéria Orgânica...32
3.3- Softwares utilizados...33
3.3-1 ArcGis 10.3...35
3.3-2 Métodos Estatísticos...35
CAPÍTULO 4 – Resultados...38
4.1- Dados sedimentológicos...39
4.2- Dados bióticos (foraminíferos) ...45
4.2-1 Descrição Qualitativa dos Foraminíferos...45
4.2-2 Descrição Quantitativa dos Foraminíferos...49
4.2-2-1 Análises Univariadas – índices ecológicos (Dominância, Diversidade e Equitividade) ...49 4.2-2-2 Análises Multivariadas...51 4.2-2-2-1 MDS...51 4.2-2-2-2 Cluster...52 4.2-2-2-3 PCA...53 4.2-2-2-4 Best...54 CAPÍTULO 5 – Discussões...60 CAPÍTULO 6 – Conclusões...66 7- REFREÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...68 ANEXOS ...84
ANEXO 3 – Quadro com índices ecológicos na qual estão representados o número de espécies (S), número de estações (N), equitatividade (J’), diversidade (H’) e dominância (Lâmbda) da área. Os valores destacados em cores amarelas e azuis mostram a alta correlação da Equitatividade e Diversidade de espécies diferentes...93
ANEXO 4 – ARTIGO - Associações de Foraminíferos e Padrões Sedimentares da Plataforma Externa do Rio Grande do Norte, NE-Brasil...96
Figura 1 – Porções plataformais, média e externa, da plataforma equatorial adjacente ao litoral do RN. A área para o presente estudo está localizada entre os vales incisos Piranhas-Açu e Apodi-Mossoró. Fonte: Gomes & Vital, 2010...3
Figura 2 – Mapa de localização da área de estudo com os dados de batimetria (linhas pretas) ...6
Figura 3 – Carta sedimentológica da plataforma continental brasileira, entre São Bento do Norte e Porto do Mangue (NE do Brasil) (Modificado de Vital et al, 2008). ...8
Figura 4 – Mapeamento faciológico sedimentar da plataforma continental, focando a região de estudo (Modificado de Gomes et al, 2015) ...9
Figura 5 – Fácies sedimentares interpretadas por Nascimento et al., 2018 (modificado)...9
Figura 6 – Registro fotográfico submerso do Campo de Recifes do Açu, próximo ao Paleovale do Rio Açu (Nascimento Silva et al., 2018). 1) Cascalho bioclástico, margem Leste do Paleovale; 2) Areia bioclástica com grânulos; 3) Areia bioclástica com ondulações no destaque, em direções NNW-SSE, indicando fluxo de correntes inferiores; 4) Próximo a margem Oeste do Paleovale, jardim de macroalgas verdes (Halimeda), em areia siliciclástica; 5) Topo de recife com formas globosas revestidos por algas finas com cristas recifais indicando orientações de NW-SE, na margem ocidental do Paleovale; 6) Flanco de recifes, próximos a margem oriental do Paleovale. ...12
Figura 7 – Exemplo de processos de mistura de sedimentos proposto por Mount (1984), para formação de plataformas mistas (modificado). ...16
Figura 8 – Produção anual (em milhões de toneladas) de carbonato de cálcio provindas de regiões recifais e ricas em foraminíferos simbiontes, em plataformas rasas com profundidades entre 0 e 30 m (Modificado de Langer, 2008). ...18
Figura 9 - Principais ocorrências bentônicas identificadas no Vale do Açu (Retirado de Gomes et al, 2015). ...22
4- Borelis schlumbergeli, 6- Peneroplis carinatus, 7- Laevipeneroplis proteus. ...23
Figura 11 – Coleta de dados sedimentares do fundo marinho a bordo do navio Manhães, juntamente com a coleta de outras variáveis abióticas, com utilização do CTD (aparelho de cor laranja, canto inferior esquerdo). ...26
Figura 12 – Retirada dos sedimentos do fundo marinho e acondicionamento em sacos e potes plásticos, ainda a bordo do navio Manhães...26
Figura 13 – Fluxograma esquemático das etapas metodológicas, preparando amostragens do material biótico e abiótico paralelamente, até a confecção do produto final, a Dissertação. ...27
Figura 14 - Sequência de peneiras de 8,0 mm, 4,00 mm, 2,00 mm, 1,00 mm 0,500 mm, 0,250 mm, 0,125 mm, 0,0063 mm e a PAN em um agitador de peneiras...31
Figura 15 – Esquema ilustrando a preparação das amostras para o teor de CaCO3...32
Figura 16 – As amostras para pesagem do teor de matéria orgânica em cadinhos na Mufla...33
Figura 17 – Etapa laboratorial, na qual incluiu separação dos foraminíferos após triagem, através da lupa petrográfica, em uma lâmina de fundo preto (ao lado do pincel). As amostras após seu quarteamento foram separadas em sacos plásticos para a obtenção desses dados. Nas lâminas menores foram colados pelo menos 100 indivíduos de mesma ou diferentes espécies, para posteriormente a contagem absoluta dos espécimes. No detalhe acima, uma lâmina como exemplo de distribuição dos foraminíferos...37
Figuras 18 e 19 – Padrões de distribuição similares dos teores de matéria orgânica e carbonato de cálcio. ...40
Figura 20 – Distribuição da fração Cascalho, ao longo da área de estudo. O teor de Cascalho foi aqui estabelecido como a soma das frações Areia Muito Grossa e Grânulo...42
Areias Biosiliciclásticas e Cascalho Biosiliciclástico; e as Fácies Siliciclásticas são compostas por Areias Siliciclásticas e Cascalho Siliciclástico...43
Figura 22 – Definição das Subfácies Sedimentares. Granulometria e teor de Carbonato de Cálcio foram utilizados como principais critérios de identificação. A nomenclatura foi baseada no modelo proposto por Dias (1996), Freire et al (1997), modificado por Vital et al (2005), por ser o mais aplicado ao modelo de sedimentação plataformal brasileira...44
Figura 23 – Fluxograma sumarizando a separação das fácies e subfácies sedimentares associadas, identificadas na área de estudo. Fácies Carbonáticas: Areia Bioclástica – Areia Bioclástica com Cascalho; Areia Bioclástica Lamosa com Cascalho; Areia Bioclástica com Nódulos ou Conchas; Areia Bioclástica Grossa a Muito Grossa. Cascalho Bioclástico – Cascalho Bioclástico Areno Lamoso; Cascalho Bioclástico Arenoso. Fácies Mistas: Areia Biossiliciclástica – Areia Biossiliciclástica Lamosa com Cascalho; Areia Biossiliciclástica Fina a Muito Fina. Cascalho Biossiliciclástico – Cascalho Biossiliciclástico Arenoso. Fácies Siliciclásticas: Areia Siliciclástica – Areia Média Siliciclástica; Areia Siliciclástica com Cascalho; Areia Siliciclástica Fina a Muito Fina. Cascalho Siliciclástico – Cascalho Siliciclástico Arenoso. ...45 Figura 24 – Algumas ocorrências de foraminíferos reconhecidas através da lupa. 1- Amphistegina gibbosa; 2- Amphisorus hemprichii; 3- Archaias angulatus; 4- Borelis melo; 5- Heterostegina depressa; 6- Peneroplis carinatus; 7- Laevipeneroplis proteus...47 Figura 25 – Buccella peruviana, importante bioindicador de águas frias (Eichler et al., 2012), reconhecida através do MEV.. ...47
Figura 26 – Principais foraminíferos observados na amostra AR–161 (MEV), bentônicos: a) Quinqueloculina lamarckiana b) Amphistegina gibbosa c) Elphidium sp. d) Amphisorus hemprichii e) Buccella peruviana f) Peneroplis sp. g) Uvigerinella obesa h) Textularia sp. i) Spiroloculina sp. j) Trochammina inflata l) Oolina sp. m) Triloculina sp. ...48 Figura 27 – Grupos de estações analisados através do MDS. ...52
Figura 29 – Gráfico de análise de PCA de acordo com os valores de PC1 e PC2. ...55 Figura 30 - Distribuição de seis espécies de foraminíferos. A) Quinqueloculina lamarckiana; (B) Quinqueloculina patagonica; (C) Textularia sp. (D) Pyrgo sp. E) Globigerina rubra (F) Ammonia tepida. Notar pelos mapas de distribuição de A) Q. lamarckiana e B) Q. patagônica, bem como através das análises multivariadas em MDS que tais espécies são concorrentes, ou seja, onde uma espécie predomina, a outra tende a reduzir sua distribuição. ...57
Figura 31 - Distribuição de seis espécies de foraminíferos. (A) Amphisorus hemprichii (B) Amphistegina gibbosa (C) Peneroplis pertussus; (D) Peneroplis carinatus; (E) Buccella peruviana (F) Peneroplis sp. Para Amphisorus hemprichii a ocorrência é restrita na área da pesquisa; a abundância de Amphistegina gibbosa ocorre tanto nas fácies siliciclásticas como nas fácies carbonáticas, devido a sua concha, que sendo robusta supostamente de ambientes de alta energia; a abundância de Buccella peruviana evidencia padrão de abundância nas porções mais distais, indicando provável área de ressurgência. ...58
Figura 32 - Análise MDS 1: Distribuição da espécie Quinqueloculina lamarckiana. ...59
Figura 33 - Análise MDS 2: Distribuição da espécie Quinqueloculina patagonica. ...59
Tabela 1 – Classificação granulométrica seguindo o modelo de Wentworth (1922) apud Suguio (1973). ...29
Tabela 2 – Modelo de classificação dos sedimentos do fundo marinho, segundo Freire et al. (1997). ...34 Tabela 3 – Modelo de classificação dos sedimentos marinhos, de Freire et al. (1997), modificado por Vital et al. (2005). ...34
Tabela 4 – Modelo de classificação de sedimentos do fundo marinho de Dias (1996), modificado de Larsonnier (1977). ...35
Tabela 5 – Fácies principais e subfácies reconhecidas, seguindo modelo proposto por Dias (1996), modificado por Vital et al (2008). A definição das Fácies Sedimentares principais se baseou essencialmente no teor de Carbonato de Cálcio (CaCO3). O teor de
Matéria Orgânica Total (MOT) foi acrescentado a Tabela a nível informativo, e não influenciou na definição das fácies. ...41
Tabela 6 – Quadro gerado pelo PCA, destacando a boa variação cumulativa de PC2 (em negrito). ...54
Agradeço acima de tudo a Deus, que melhor compreende e dá forças a este ser humano tão falho que sou. Em seguida, com a mais absoluta certeza, aos meus pais, Alberto Andrade e Fátima Uchôa, meus melhores amigos, minhas almas gêmeas.
Agradeço a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em especial ao Programa de Pós Graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG), ao Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental (GGEMMA), e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), por me proporcionarem o suporte acadêmico e material, espaço físico, a oportunidade de integrar sua Equipe Multidisciplinar, pelo aprendizado e pela concessão da bolsa. Serei sempre grata pela orientação, ensinamentos, apoio, compreensão, amizade, e toda sabedoria que me foi transmitida, através dos meus orientadores, Dra. Patrícia Pinheiro Beck Eichler e Dr. Moab Praxedes Gomes.
Agradeço aos Professores, pois sem eles, seria impossível prosseguir na jornada do conhecimento. Minha eterna gratidão a vocês, Moab Gomes, Patrícia Eichler, Narendra Srivastava, Marcela Marques, Francisco Hilário, Vanildo Pereira, Francisco Oliveira, Paulo Roberto Cordeiro e Helenice Vital.
Agradeço aos amigos e colegas que me apoiaram, seguraram minha mão, ajudando-me a levantar e seguir, direta ou indiretamente, nessa jornada.
Agradeço muito pela paciência, compreensão e apoio dos meus colegas-amigos de trabalho do Núcleo de Parques Eólicos e Solares do Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Meio Ambiente (NUPE / IDEMA).
E agradeço sempre por ter meus dois gatinhos de estimação, adotados e muito carinhosos. Meus anjinhos de pelos, que não saíram do meu lado, literalmente, até concluir meu trabalho.
Foraminíferos tem contribuído na investigação de processos de sedimentação, produtividade carbonática, qualidade da água, nutrientes e saúde ambiental de ambientes plataformais. Nesse estudo, utilizou-se associações de foraminíferos para compreender a influência de nutrientes e fatores abióticos que controlam a produção carbonática na cobertura sedimentar recente da plataforma externa do Rio Grande do Norte, na região dos Recifes do Açu. Análises granulométricas, de teores de CaCO3 e de
matéria orgânica permitiram o reconhecimento de quatorze fácies sedimentares. Dados biológicos quantitativos e qualitativos foram utilizados nas análises estatísticas univariadas e multivariadas. A presença de espécie de foraminífero planctónico Globigerina rubra, e das espécies bentônicos Quinqueloculina patagonica e Peneroplis pertussus está relacionada à intrusão de correntes oceânicas sobre a quebra da plataforma. Além disso, a presença de Buccella peruviana, se correlaciona aos altos teores de CaCO3 e matéria orgânica. Observou-se que a diversidade de organismos
simbiontes se relaciona à produção carbonática e ao ambiente plataformal pristino. As espécies de foraminíferos supracitadas indicam a ocorrência de fenômenos oceânicos sob a influência do Giro Tropical e ressurgência.
Palavras-chave: foraminíferos; diversidade; dominância; recifes; ressurgência; ecótono
Foraminifera as tools have contributed to the investigation of sedimentary processes, carbonate productivity, water quality, nutrient intakes and environmental health of continental shelves. Here we show how foraminiferal associations are influenced by nutrients and abiotic factors that control the carbonate production in the modern outer shelf of Rio Grande do Norte, in the region of Açu Reefs. Granulometric analysis, CaCO3 and organic matter content allowed us to identify six sedimentary facies.
Quantitative and qualitative biologic data were used on the univariate and multivariate statistical analyzes. The presence of the planktonic foraminiferal species Globigerina rubra, and the benthic species Quinqueloculina patagonica, and Peneroplis pertussus is related to the intrusion of ocean currents over the shelf break. The presence of Buccella peruviana is correlated with high CaCO3 and organic matter contents. It was observed
that the diversity of symbiotic organisms is related to carbonate production and the pristine shelf environment. These foraminiferal species indicate the occurrence of oceanic phenomena under the influence of Tropical Gyre and resurgence.
Keywords: foraminifera; diversity; dominance; reefs; upwelling; ecotone
1
2
1.1- Apresentação
A cobertura sedimentar atual da plataforma continental reflete a natureza predominante de sua composição, siliciclástica ou carbonática, origem, autóctone ou alóctone, e a ação de transporte e retrabalhamento, promovida pela atividade hidrodinâmica, como ondas, marés e correntes (Ponzi, 2004). A ausência ou um baixo aporte siliciclástico, águas com temperaturas mornas e ampla zona fótica favoreceram a formação dos maiores sistemas encontrados hoje como Bahamas, Caribe, Yucatán, Golfo Arábico, Austrália Ocidental, Indonésia, que possuem extensas plataformas carbonáticas ou plataformas mistas (Langer et al, 1997, Langer & Hattinton, 2000; Langer, 2008) com o desenvolvimento de extensos campos de recifes, como por exemplo, a Grande Barreira de Corais na Austrália, em especial sua porção Norte, a ilha Raine Reef (curiosamente o substrato recente é composto predominantemente por foraminíferos, segundo Dawson et al, 2012).
Dentro desse contexto, a Plataforma Equatorial Brasileira, adjacente ao Estado do Rio Grande do Norte representa um modelo típico de plataforma mista siliciclática-carbonática, com aumento significativo de coberturas carbonáticas costa afora. Essa plataforma possui uma extensão de 43 km da linha de costa até a quebra da plataforma (Gomes, et al, 2016), e devido a sua distribuição sedimentar e geomorfológica, pode ser dividida em três seguimentos (Vital et al, 2008, Gomes & Vital, 2010, Gomes et al, 2014, Gomes et al., 2015, Gomes et. al, 2016):
1) Plataforma interna, essencialmente siliciclástica, com 24 km de comprimento, em profundidades de 0 a 15 m;
2) Plataforma média, de sedimentação mista, com 10 km de extensão, de 15 a 30 m de profundidade, e;
3) Plataforma externa, predominantemente carbonática, onde ocorrem os Recifes do Açu (Nascimento Silva et al, 2018), possuindo em torno de 8 km de extensão, até a quebra
3 plataformal, em profundidades variando de 25 a 70 m, que é onde a área de estudo está inserida (Figura 1).
As profundidades variam, principalmente nas porções média e externa, onde ocorrem as escavações mais profundas feitas pelos vales incisos dos rios Apodi-Mossoró e Piranhas-Açu, e essencialmente na externa ocorrem, também, os cânions submarinos (Almeida et al., 2015). Tais feições geomorfológicas são determinantes para o transporte e distribuição dos sedimentos ao longo da plataforma. A dinâmica sedimentar somada à morfologia plataformal, que por sua vez foi moldada através de variações eustáticas do nível do mar ocorridas entre o Pleistoceno-Holoceno, reativações de falhas mesozoicas durante o Cenozóico, processos hidrodinâmicos e sedimentares recentes, são fatores que contribuem de forma direta para o equilíbrio biológico do ecossistema marinho nessa porção.
Figura 1 – Porções plataformais, média e externa, da plataforma equatorial adjacente ao litoral do RN. A área para o presente estudo está localizada entre os vales incisos Piranhas-Açu e Apodi-Mossoró. Fonte:
Gomes & Vital, 2010.
A plataforma externa possui até então alguns estudos, principalmente voltados para a evolução plataforma no Neógeno com enfoque morfo-estratigráfico (Gomes et al, 2014; 2015; 2016; Nascimento Silva et al, 2018). Entretanto, pouco se sabe sobre o processo de sedimentação carbonática, mistura de sedimentos e fatores ambientais primários que condicionam a produção de sedimentos carbonáticos nesse ambiente de transição entre águas rasas e águas profundas. No entanto há diversos estudos em plataformas externas de ambientes tropicais que mostram, por meio de bioindicadores, que a resposta da
4 saúde/qualidade dos habitats, especialmente recifais, está diretamente relacionada com as características dos sedimentos carbonáticos (como, por exemplo, Ghiold & Enos, 1982; Linton & Warner, 2003; Batista et al, 2007; Schueth & Frank, 2008; Beaman et al, 2008; Araújo & Machado, 2008; Cooper et al, 2009; Barbosa et al, 2009; Dawson et al, 2012, Browne et al, 2012; Reymond et al, 2012; Guedes et al, 2015).
Esse tipo de estudo ambiental usando foraminíferos como biondicadores ambientais, fornece informações a respeito da dinâmica marinha, da sedimentação carbonática, condicionada pela salinidade, temperatura, entre outras variáveis abióticas, que refletem à qualidade das águas do ecossistema. Estes próprios organismos são constituintes significativos dos sedimentos carbonáticos de plataformal, porque além de possuírem ampla distribuição geográfica, abundância de espécies na natureza, suas carapaças ou tecas são bastante sensíveis – e adaptáveis – ao meio onde vivem, e quando mortos, depositam e se somam ao substrato marinho para a produção carbonática (Ribeiro-Hessel, 1982; Vilela, 2000). Devido à tamanha sensibilidade ao ambiente, às tecas de foraminíferos oportunistas e simbiontes indicam diretamente a qualidade de um determinado ambiente. Para a análise de assembleias de foraminíferos utiliza-se de variáveis ecológicas estatísticas, tais como Dominância versus Diversidade, que diretamente indicam a situação da “saúde” do meio ambiente, e serão assuntos abordados pela presente pesquisa.
1.2- Objetivos
O presente trabalho tem como objetivo avaliar a dinâmica e distribuição sedimentar e biótica da plataforma externa adjacente à área próxima a sua quebra, início do talude, na porção entre os vales incisos Piranhas-Açu e Apodi-Mossoró. Tais informaçãoes foram obtidas pelos sedimentos e foraminíferos coletados na interface sedimento-água. Através do estudo da granulometria e dinâmica populacional bentônica e planctônica dos foraminíferos, foram evidenciadas correlações na formação carbonática, e distribuição de nutrientes marinhos. Amostras sedimentares de superfícies que foram coletadas próximas a antigos recifes de corais entre os vales incisos Piranhas-Açu e Apodi-Mossoró, e foram caracterizadas pela granulometria, teores de carbonato de cálcio e matéria orgânica, e assembleias de foraminíferos. A perspectiva ambiental e oceanográfica foi correlacionada com a distribuição das fácies sedimentares nos termos de retrabalhamento dos sedimentos
5 para o desenvolvimento de plataformas de sedimentação mistas carbonática-siliciclástica, e mais especificamente, para identificar condições atuais para produção de carbonato de cálcio associado aos foraminíferos da plataforma, avaliando também a possibilidade de ressurgência, determinantes para avaliação da qualidade ambiental e dinâmica sedimentar na plataforma.
Diante do contexto acima descrito, os objetivos específicos da dissertação se voltaram a responder as seguintes questões:
➔ O que as assembleias de foraminíferos podem fornecer como informações a respeito das condições oceanográficas na porção externa plataformal?
➔ Há correlações pertinentes entre fatores abióticos e bióticos? Ou seja, respectivamente, dados de temperatura, salinidade, teores de matéria orgânica, carbonato de cálcio, tamanho dos grãos, possuem relação direta com os bioindicadores?
➔ E essas correlações refletem na dinâmica, saúde do ecossistema e sedimentação carbonática? O ambiente atual é favorável para a produção carbonática?
1.3- Localização
A área estudada se encontra na região da plataforma continental adjacente a Bacia Potiguar em sua porção imersa, a uma distância da costa cerca de 40 km, no litoral de Ma-cau-RN, e cerca de 30 km de Areia Branca-RN (Figura 2). A região de levantamento de dados possui aproximadamente 4,5 km de largura por 22 km de extensão, com uma área de 96,5 km². A profundidade a área estudada está limitada entre as isóbatas de 16 m e 68 m. As estações de coleta para o material sedimentológico localizam-se na porção externa da plataforma, região na qual se encontra entre os vales incisos do Rio Piranhas-Açu e do Rio Apodi-Mossoró, bem como se localizam próximos a recifes de corais.
6
Figura 2 – Mapa de localização da área de estudo com os dados de batimetria (linhas pretas).
1.4- Caracterização da Área de Estudo
1.4-1 Plataforma Continental Norte do Rio Grande do Norte
A Bacia Potiguar está localizada no Nordeste brasileiro, estando inclusa no Estado do Rio Grande do Norte e parte do Estado do Ceará. Segundo Pessoa Neto (2003) a im-plantação sedimentar na parte atual submersa da Bacia Potiguar teve seu início no Neo-campaniano assim permanecendo até os dias atuais, com a deposição contínua e lateral-mente mista, composta pelas formações Tibau (arenitos e conglomerados, originados de leques costeiros e preenchimentos de vales incisos) e Guamaré (calcarenitos e calcilutitos originados de bancos algais de borda da plataforma e bioconstruções) em sua porção pro-ximal; e deposição contínuamente mista, composta pela Formação Ubarana (folhelhos ma-rinhos e calcilutitos, resultantes da deposição contínua em talude e bacia). Estas unidades compõem um grande ciclo regressivo iniciado no Neocampaniano, estendendo-se até o Holoceno, formando um sistema costeiro-plataforma-talude-bacia.
7 Segundo Vital et al. (2010), em relação ao sistema costeiro-plataformal, o litoral do Estado do Rio Grande do Norte apresenta dois setores: i) Setor Leste, no qual compõe o Rio Sagi, onde se localiza na divida dos estados RN e PB, até o Alto de Touros, e; ii) Setor Norte, a partir do Alto de Touros até Tibau, entre a divisa RN-CE. A plataforma continental adjacente ao RN é caracterizada como uma sedimentação mista, siliciclástica e carbonática, sendo a parte externa composta por uma cobertura de sedimentos essencialmente carboná-ticos. Esta plataforma é considerada relativamente rasa, com largura média de 40 km na qual sua quebra ocorre em profundidades médias de 60 m. Sujeita às ações da corrente marinha sul equatorial, ventos fortes e variações de marés, representa um ambiente bastan-te dinâmico.
Além da atuação hidrodinâmica, a sedimentação mista carbonática-siliciclástica re-cente da plataforma continental adjare-cente ao Estado do Rio Grande do Norte está relacio-nada com a tectônica mesozoica-cenozóica Equatorial e Sul (Milani & Thomas Filho, 2000), na qual é definida como a zona mais tectonicamente ativa do Brasil. Os movimentos verticais das estruturas de grabens e horsts geradas na fase Rift da Bacia Potiguar, existen-tes na plataforma foram fundamentais para a atual e irregular morfologia plataformal, que por sua vez afeta na sedimentação.
Para o Holoceno, há poucos estudos anteriores relacionados ao desenvolvimento da plataforma continental adjacente ao RN, se comparado a estudos focados na evolução Me-sozóica-Cenozóica costeira e plataformal Equatorial. No entanto, tem ocorrido recente in-teresse na hidrodinâmica, morfologia e desenvolvimento geológico da plataforma Equato-rial adjacente ao RN, durante o Neógeno, especialmente em relação às variações do nível do mar, através da análise de dados sísmicos, sensores remotos, sedimentos de leitos mari-nhos ou superficiais e geomorfológicos (Bezerra et al., 2003; Schwarzer et al., 2006; Lima e Vital, 2006; Caldas et al., 2006; Stattegger et al., 2006; Costa Neto et al., 2007; Vital et al., 2008; Vital et al., 2010; Ferreira et al., 2012; Gomes et al., 2014; Gomes et al., 2015; Gomes et al., 2016; Nascimento Silva et al., 2018).
Para a análise de dados dos sedimentos superficiais marinhos, que consiste em uma forma de investigação direta do substrato marinho, foram analisados por Vital et al. (2008, Figura 3), Gomes et al. (2015, Figura 4), e em seguida por Nascimento Silva et al., 2018 (Figura 5) nos quais sua caracterização faciológica corroborou com os dados sísmicos e sensores remotos, redefinindo o substrato sedimentar marinho plataformal recente. A
clas-8 sificação faciológica foi baseada nos modelos Larsonneur (1977), Dias (1996), e Freire et al. (1997), modificados por Vital et al. (2005). A plataforma interna, na qual sua profundi-dade varia de 0 a 15 m, extendendo-se até 15 m a partir da linha costeira, foi classificada como essencialmente siliciclástica, composta por areias e lama terrígenas; a porção média, na qual extende-se dos 15 m até 25 m e profundidades variando entre 15 a 25 m, e essenci-almente mista; e a plataforma externa, com profundidades variando de 25 a 70 m, extende dos 25 m até a sua quebra, sendo composta por sedimentos carbonáticos.
Figura 3 – Carta sedimentológica da plataforma continental brasileira, entre São Bento do Norte e Porto do Mangue, NE do Brasil (Vital et al, 2008).
9
Figura 4 – Mapeamento faciológico sedimentar da plataforma continental, focando a região de estudo (Gomes et al, 2015).
Figura 5 – Fácies sedimentares interpretadas por Nascimento et al., 2018.
Outras importantes feições geomorfológicas remanescentes de um perído de nível do mar mais baixo são as rochas praiais, ou Beach Rocks, que representam antigas linhas
10 de costa. Formam uma extensão linear E-W, e são identificados através de sensores remor-tos e dados sísmicos distando cerca de 17 km da linha de costa atual. O lineamento, de provável origem neotectônica, mais extenso localiza-se próximo à quebra da plataforma, com expressão contínua entre a Coroa das Lavadeiras, em frente à região de São Bento do Norte, e o vale inciso do Rio Açu (Vital et al., 2008; Gomes & Vital, 2010).
Campos de dunas submersas se distribuem nas porções interna e média da plataforma (Gomes & Vital, 2010), foi interpretada como o retrabalhamento de sedimentos, e dispostas paralelas e transversalmente à linha de costa, indicando duas direções principais das correntes (E-W e NE-SW, respectivamente). As dunas longitudinais são representadas como formas de leito simétricas grande comprimento de onda (Vital et al. 2008), com comprimento variando de 100-500 m e altura entre 0,5 a 6 m, e as assimétricas apresentam comprimento variando de 60-190 e altura entre 0,5-1m, e distância máxima entre cristas é de 1,5 Km (Gomes et al. 2007a). As dunas longitudinais ocorrem lateralmente a esse campo de dunas e a margem leste e oeste do paleovale do Rio Açu, na extensão da plataforma interna, que apresentam uma extensão contínua e paralela à linha de costa, estendendo-se desde a profundidade de 2 m até o início da plataforma média. A morfologia de cristas apresenta larguras variando 300 e 800 m, alturas entre 1 e 3 m e comprimento entre 300 e 1500m (Gomes & Vital, 2010). As dunas transversais ocorrem na plataforma média, e são perpendiculares à linha de costa. Sua origem ainda não foi bem definida, mas pode estar ligada a correntes mais profundas que atingem a borda da plataforma.
Os recifes de corais ocorrem largamente em ambientes rasos e de sedimentação mista, anexos à costa (Montaggioni, 2005; Abbey et al., 2011; Droxler & Jorry, 2013; Harper et al., 2015). Esses estudos relatam ainda a respeito da fragilidade dessas construções biogênicas, uma vez que processos costeiros, bem como marinhos pouco profundos, tais como regime hidrodinâmico, salinidade, pH da água, sedimentação, enriquecimento de nutrientes, turbidez, penetração da luz solar, saturação de carbonato de cálcio e temperatura, podem tanto afetar o desenvolvimento dos recifes como também a produção carbonática plataformal. Para a plataforma Sul Americana, há uma ampla gama de estudos focados em processos relacionados à porção interna, onde habitam recifes vivos (por exemplo, Testa & Bosense, 1998). No Brasil, os recifes de coral distribuem-se por cerca de 3000 km da costa nordeste, desde o sul da Bahia até o Maranhão, constituindo os
11 únicos ecossistemas recifais conhecidos do Atlântico sul. Estudos recentes se destacam na região offshore do Amazonas (Moura et al., 2016), e Abrolhos, Bahia (p. e. Bastos et al., 2015), ocorrendo intensa produção carbonática, e onde Araújo & Machado (2008) investigam a saúde recifal através de foraminíferos como bioindicadores. No entanto descobertas recentes de ambientes recifais em ambiente de plataforma externa marcam um corredor desse ecossistema ao longo da plataforma brasileira (Leão et al., 2016), em especial na porção Equatorial adjacente ao Estado do Rio Grande do Norte (Gomes et al., 2015; Nascimento Silva et al., 2018). Os estudos mais recentes nessa região nos quais se destacam Nascimento et al. (2018), que através de dados sísmicos e análises do substrado sedimentar plataformal recente, observaram que a morfologia do Campo de Recifes Açu na plataforma Equatorial adjacente ao RN, próxima ao Paleovale do Rio Açu (Figura 6), representa o auge do relevo nessa região, com cerca de 10 m de altura, em profundidades inferiores a 30 m. A cobertura sedimentar no entorno dos recifes é composta por fragmentos de algas macroalgas verdes (Figura 6-4), rodolitos, esponjas, moluscos, briozoários, e foraminíferos diversos. Esse campo de recifes possui forma globosa no topo (Figura 6-5), são revestidos por microalgas, e seu entorno é coberto por areais a grânulos bioclásticos e siliciclásticos, e em algumas porções por cascalhos bioclásticos. Nascimento Silva et al. (op. cit.) ainda observaram que o crescimento dos recifes e bioconstruções agregadas, diminui a medida que a profundidade plataformal aumenta. Na porção externa da plataforma, devido a maiores profundidades com o aumento do nível do mar após a deglaciação, o Campo de Recifes do Açu se encontra fossilizado e não ultrapassou o estágio juvenil, devido sua antiga posição topográfica, aprofundada com o aumento do nível do mar, onde reduziu a incidência solar. Pessoa Neto (2003) e Gomes et al. (2014) investigaram a porção rochosa pleistocênica da Formação Guamaré e observaram que o Campo de Recifes Açu chegou a se desenvolver até 4 m de altura, do Pleistoceno até o início do Holoceno, com idades entre 3 a 6 mil anos, como resposta a transgressão marinha holocênica.
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Figura 6 – Registro fotográfico submerso do Campo de Recifes do Açu, próximo ao Paleovale do Rio Açu (Nascimento Silva et al., 2018). 1) Cascalho bioclástico, margem Leste do Paleovale; 2) Areia
bioclástica com grânulos; 3) Areia bioclástica com ondulações no destaque, em direções NNW-SSE, indicando fluxo de correntes inferiores; 4) Próximo a margem Oeste do Paleovale, jardim de macroalgas verdes (Halimeda), em areia siliciclástica; 5) Topo de recife com formas globosas revestidos por algas finas
com cristas recifais indicando orientações de NW-SE, na margem ocidental do Paleovale; 6) Flanco de recifes, próximos a margem oriental do Paleovale.
1.4-2 Parâmetros Meteoro-Oceanográficos
Ventos
Todo o Nordeste brasileiro está localizado no cinturão de ventos alísios, que alcan-çaram o litoral setentrional do Estado do Rio Grande do Norte, provenientes de direções Nordeste, como também controlados pelos movimentos da Zona de Convergência Intertro-pical ou ZCT (Dominguez et al, 1992). A zona litorânea setentrional do RN, no qual a área de estudo é adjacente em sua porção Equatorial, a direção dos ventos é de Leste para Oes-te, de Nordeste para Sudoeste e de Sudeste para Noroeste. Devido à presença dos ventos alísios, as massas d’água são bem misturadas, e sua velocidade média de 5 m/s a 9 m/s (entre os meses de abril a outubro) influenciou bastante na dinâmica costeira (Chaves, 2005).
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1.4-3 Ondas e Correntes Marinhas
As correntes marinhas são resultantes da direção preferencial dos ventos no litoral, como já acima mencionado, de Leste para Oeste, e do fluxo de ondas provenientes de Les-te para NordesLes-te. Com isso, a deriva litorânea Les-tem sentido LesLes-te-OesLes-te, com migração para Oeste, direções que são constatadas e evidenciadas por feições geomorfológicas deste lito-ral potiguar. Nessa região, portanto, a direção das ondas ocorre de Leste para Nordeste. A Corrente Norte Brasileira flui paralela a quebra da plataforma, portanto na direção Leste-Oeste, com velocidades aproximadas de 30-40 cm/s, sobrepostas por componentes de on-das e marés (Knoppers et al, 1999).
1.4-4 Marés
O litoral setentrional – equatorial adjacente ao RN apresenta um regime de meso-marés semi-diurnas, e classificado no grupo de costas mistas, ou seja, dominado por ondas e por marés (Masselink & Turner, 1999), com amplitudes de marés entre 3,3 m (amplitude máxima) a 1,2 m (amplitude mínima). Sendo que o litoral em sua porção Oriental do RN é dominado por ondas, e o litoral Setentrional, dominado por marés, de alta energia, e maior responsável pelo transporte de sedimentos (Vital et al., 2005). Esse regime dominado por marés provoca uma mobilidade contínua de sedimentos ao longo do fundo da plataforma interna, mais próxima da costa, bem como forma pequenos deltas de maré vazante ao lon-go de ilhas de barreiras e foz de rios, e contribui para a formação dos “spits” (feições lenti-culares arenosas perpendilenti-culares à linha de costa Setentrional) (Vital et al., 2005).
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2.1 – Introdução
Este capítulo apresenta uma revisão geral sobre os temas relevantes que serão abordados ao longo do presente estudo, dos quais englobam ambientes plataformais de sedimentação mista, produção de carbonato de cálcio por influências biótica e abiótica, até o objeto-chave da presente pesquisa, os foraminíferos como bioindicadores, por auxiliarem a respostas de todas as questões acima levantadas. Essa revisão bibliográfica a luz dos temas aqui abordados, etapa fundamental para a pesquisa, corroborou para o desenvolvimento de ideias e discurssões, objetivando considerações, conclusões, cerne a preencher as lacunas científicas para este estudo de caso.
2.2- Plataformas Mistas
Emery (1952) observou que os sedimentos de origem detrítica exibem uma tendência de diminuição no tamanho dos grãos na medida em que se distancia da costa. Os sedimentos orgânicos, autigênicos, residuais e reliquiares ocorrem onde não são diluídos ou cobertos pelos sedimentos detríticos, em locais como bancos, altos e na borda externa da plataforma continental. Essa distribuição é devida ao tempo insuficiente, desde a subida do nível do mar pós-glacial até o presente, para o aporte sedimentar preencher os espaços da antiga topografia. Emery (op. Cit.) também considera como fatores ambientais que contribuem para a distribuição irregular dos sedimentos as correntes de fundo, exposição a ondas de tempestade, proximidade de desembocaduras fluviais significativas, praias arenosas contíguas, relevo e materiais antecedentes, abundância de organismos calcários, e atividade vulcânica recente.
A relação morfodinâmica entre as formas de leito e a circulação plataformal corrobora a ideia de que os ambientes da plataforma têm uma relação com os processos atuais (Anderton, 1976). Esses estudos demonstraram que, muito do que inicialmente se considerava como sedimento reliquiar, na verdade, apresenta uma variedade de graus de
16 resposta aos processos atuais, por retrabalhamento ativo por processos físicos e biológicos e que sedimentos puramente relictos são menos comuns do que originalmente se pensava (Macmanus, 1975; Allen, 1980).
Segundo Mount (1984), os sedimentos siliciclásticos quando transportados do continente para o fundo marinho plataformal causam efeito inibidor sobre organismos que segregam carbonato de cálcio. Tal fato gera mistura desses dois tipos de materiais sedimentares, de gêneses distintas, que quando depositados e precipitados no mesmo substrato marinho, transforma em um ambiente de sedimentação mista. Mount (op. cit.) descreveu os processos de transporte siliciclástico e sua deposição somada ao material carbonático: i) Transporte de terrígenos causado por tempestades esporádicas, entre outros eventos episódicos de alta energia (Figura 7-A); ii) Mistura de fácies sedimentares, onde a mistura de sedimentos ocorre ao longo de limites difusos, entre fácies contrastantes (Figura 7-B); iii) Mistura in situ, onde carapaças de organismos mortos depositam sobre um substrato siliciclástico anterior (Figura 7-C). A mistura de carapaças de organismos mais comum é entre devidos efeitos da turbidez, instabilidade do substrato e bloqueio de nutrientes por mecanismos associados a influxos siliciclásticos, e; iv) Mistura de fontes pelo soerguimento e posterior erosão das mesmas.
Figura 7 – Exemplo de processos de mistura de sedimentos proposto por Mount (1984), para formação de plataformas mistas (modificado).
17 Para Johnson e Baldwin (1996), os materiais de natureza siliciclástica são introduzidos na plataforma continental principalmente através dos rios que levam sedimentos do continente em direção à linha de costa. Quando a plataforma experimenta uma sedimentação dessa natureza, fica caracterizado o processo de suprimento alóctone. A sedimentação bioquímica da plataforma, por sua vez, resulta da acumulação de camadas de conchas de carbonato de cálcio dos organismos que vivem em águas rasas, e caracteriza o suprimento autóctone. A produtividade, os tipos e a abundância de sedimentos carbonáticos na plataforma continental são controlados em primeira instância pelas condições climáticas, temperatura, salinidade e intensidade fótica, embora outros fatores também exerçam influência significativa, como o comportamento do nível relativo do mar, da turbidez das águas, da natureza do substrato, do fluxo de nutrientes e do regime hidrodinâmico. A ausência ou um baixo aporte siliciclástico também é um fator importante, já que as maiores áreas de deposição carbonática atual (Bahamas, Caribe, Yucatán, Golfo Arábico, Austrália Ocidental, Indonésia, etc.) ocorrem sob essas condições.
Leeder (1999) observou que os aspectos físicos (circulação gerada por ondas e marés) em ambientes carbonáticos da plataforma continental podem ser comparáveis àqueles dos ambientes siliciclásticos, embora os sedimentos carbonáticos se diferenciem por: (i) sua origem ser local (in situ); (ii) apresentarem gradientes espaciais e temporais nas taxas de produção registrados nos sedimentos (ex. anéis de crescimento dos recifes, ornamentação das conchas de gastrópodes, etc.); (iii) exibirem uma tendência em se litificar quando expostos, e oferecer resistência à energia hidrodinâmica por conta das suas construções recifais; (iv) possuírem propriedades hidrodinâmicas diferentes por causa da sua forma no caso de sedimentos inconsolidados e (v) apresentarem intrínseca relação com os fatores ambientais (p. e. clima e profundidade).
2.3- Produção Carbonática Plataformal
A formação de carbonato de cálcio em plataformais continentais está diretamente relacionada à construção de recifes, tendo em vista que em sua composição há predomi-nância de bioconstruções de algas coralináceas somada a carapaças depositada de organi-mos compostas por este material. Embora os recifes de corais ocupem apenas cerca de 0,17% da superfície oceânica global, eles contribuem em torno de 25% em média anual da produção de carbonato de cálcio mundial (Smith & Kinsey, 1976; Langer et al., 1997; Langer, 2008). Algas coralináceas e foraminíferos estão entre os maiores bioconstrutores
18 recifais. A produção carbonática em plataformas possui estreita relação a elevados teores de matéria orgânica nesses mesmos ambientes, uma vez que grandes quantidades de cara-paças resultam do acúmulo de organismos marinhos, que, quando morrem, suas caraccara-paças se depositam junto ao substrato. Para Langer et al. (1997) e Langer (2008), nos campos de recifes vivos, os foraminíferos simbiontes desempenham um papel fundamental para a produção de carbonato de cálcio em ambientes tropicais modernos, ou seja, uma vez vivos, localizam-se em ambientes marinhos rasos, com profundidades entre 0 a 30 metros (Figura 8). Para Hallock et al. (1992), Langer et al. (1997) e Langer (2008), as plataformas mari-nhas rasas do Índico e Pacífico representam as maiores produtoras de carbonato de cálcio (somam 75% da produção mundial), devido a alta diversidade de corais e foraminíferos (Goldbeck & Langer, 2008; Langer e Hottinger, 2000; Roberts et al. 2002; Veron, 1995).
Figura 8 – Produção anual (em milhões de toneladas) de carbonato de cálcio provindas de regiões recifais e ricas em foraminíferos simbiontes, em plataformas rasas com profundidades entre 0 e 30 m (Modificado de
Langer, 2008).
2.4- Aplicação de Foraminíferos como bioindicadores em ambientes plataformais
A utilização de foraminíferos em trabalhos que avaliam as condições apresentadas pelos ecossisstemas é possível pelo fato de esses organismos apresentarem um conjunto de características que os torna essenciais em estudos dessa natureza. Dentre estes, bem como a facilidade de coleta, a sensibilidade do grupo a alterações nos parâmetros abióticos e
19 bióticos, são bastante utilizados como objetos de estudo para correlações bioestratigráficas, datações relativas, além de serem importantes marcadores de salinidade, temperatura, alcalinidade, disponibilidade de oxigênio, profundidade, tipo do substrato, turbidez da água (Murray, 1991; Boltovsky et al., 1991), monitoramento ambiental, entre outros. Embora ocorram também em ambientes transicionais e em água doce, os foraminíferos localizam-se em maior diversidade nos oceanos, no qual ocupam praticamente todos os hábitats. As suas carapaças ou tecas, de formas variadas, em sua maioria de composição calcária, e em menores proporções aglutinantes por partículas de sedimentos (Barner, 1984), podem indicar condições ambientais, possibilitando a caracterização dos ambientes marinhos (Sanjinés, 2006).
Outros trabalhos suportam a hipótese da existência de relação entre a concentração de nutrientes as diferenças na direção de enrolamento de foraminíferos planctônicos. Estudos na baía de Walvis no sudoeste da África, concluem que diferenças sazonais entre enrolamento sinistral e dextral, ocorrem em regiões onde as duas populações coexistem e estas diferenças são mais bem controladas pela mudança sazonal nas condições de concentração de nutrientes do que pela mudança nas condições da temperatura (Ufkes et al, 1993) mostrando que os morfotipos sinistrais de N. pachyderma predominando durante a ressurgência na região. Assim, é sugerido que o fenômeno de ressurgência pode ter influência na dominância de diferentes morfotipos de uma dada espécie de foraminífero dentro de sua população. Estes argumentos são reforçados com o trabalho de Naidu e Malmgren (1996), realizado no Mar da Arábia, onde se observou que o morfotipo sinistral da espécie Globigerina bulloides se mostra dominante em áreas de ressurgência ricas em nutrientes.
Trabalhos que relacionam foraminíferos como bioindicadores em ambientes plataformais vêm crescendo nos últimos anos, através de sua importância ao monitoramento ambiental. Trabalhos de Eichler & Bonetti (1993), Eichler et al (1995) em estuários e canais, e mais recentes como Eichler et al (2009) e Eichler et al (2012) na plataforma externa, e em áreas recifais como o que foi discutido por Gomes et al (2015) contribuíram para o enriquecimento do tema.
2.4-1 Relação entre Abióticos e Foraminíferos
A relação entre os foraminíferos com os fatores abióticos para análises e avaliação ambiental é a mais aceita, em ambientes marinhos nos quais inserem plataforma e talude.
20 Por exemplo, o significado do fator abiótico de profundidade reside nas mudanças de pressão, ocorrentes principalmente nas espécies calcárias hialinas (Bandy, 1976). Para este autor o aumento da profundidade está diretamente relacionado ao decréscimo de temperatura e à solubilidade do carbonato de cálcio, arredondando as carapaças ou tecas, na ornamentação e tamanho dos foraminíferos.
A influência do substrato sobre foraminíferos bentônicos pode ser refletida na distribuição qualitativa e quantitativa dos espécimes, bem como na morfologia das tecas (Boltovskoy, 1965; Murray, 1991), para a quantificação da formação carbonática.
Em relação à temperatura, que controla de maneira semelhante à maioria dos organismos marinhos, também controla atividades vitais dos foraminíferos (tais como suas distribuições geográficas e batimétricas), e cada espécie possui temperaturas ótimas, bem como limites críticos, podendo tolerar por pouco tempo temperaturas críticas. Em temperaturas muito baixas, as carapaças podem sofrer alterações no tamanho e na forma (direção de enrolamento das câmaras) (Boltovskoy, 1965).
A salinidade, assim como a temperatura, condiciona a distribuição horizontal e as atividades vitais dos foraminíferos. Devido a maior uniformidade de salinidade em oceano aberto, sua influência sobre a distribuição dos foraminíferos é observada mais comumente em regiões costeiras, onde há grande aporte de água doce (Eichler et al., 1995, Debeney et. al., 1998). Eichler-Coelho (1996) constatou alterações morfológicas nas carapaças de foraminíferos calcários, no complexo estuarino-laguna Cananéia-Iguape, em função da diminuição da salinidade pelo aporte de água doce no sistema, promovida pelo Rio Ribeira de Iguape. Tal estudo corrobora com as observações feitas por Boltovskoy et al (1991) e por Alve (1995), que demonstraram ser a variação da salinidade a responsável provável nas modificações morfológicas dos foraminíferos.
2.5- Proncipais ocorrências de foraminíferos na plataforma continental do Nordeste do Brasil
Através do estudo em testemunhos e amostragens de fundo coletados ao longo da plataforma continental brasileira, uma diversidade de gêneros e espécies de foraminíferos foram identificadas, permitindo uma melhor compreensão da evolução plataformal, bem como sua paleoecologia, variações de nível de mar, salinidade, consequências de ações antropófitas, entre outras acima citadas, em especial, a região Nordeste.
21 A alta diversidade de foraminíferos estimulou muitos trabalhos no Litoral do Estado da Bahia, por exemplo, realizados por Araújo & Machado (2008); Ribeiro Neto et al (2011) e Araújo et al. (2011) no Complexo Recifal de Abrolhos.
Em relação aos trabalhos publicados na região próxima do presente estudo, focam o Paleovale do Açu, Litoral do Estado do Rio Grande do Norte, através do estudo de assembleias de foraminíferos ocorridos no Quaternário (sendo a região de interesse para a posterior dissertação) destacam-se as publicações mais recentes: Costa (2015), Gomes et al (2015), e Moura et al (2016).
Gomes et al (2015), através de imagens de Sonar lateral e fotografia subaquática, somadas a dados batimétricos e sedimentológicos, revelaram características notáveis a interação de múltiplos processos na plataforma continental do Nordeste Brasileiro. Os dados de alta resolução cobrem uma área de 500 km2, que compreende a porção submersa da Bacia Potiguar; A área inclui o paleovale inciso parcialmente cheio do antigo Rio Açu. Esta imagem foi integrada com 673 amostras de sedimentos de superfície para distinguir os limites dentro da região de mistura siliciclástica-carbonática. Especial atenção foi dada às porções plataformais média e externa, onde ocorre um grande campo de recifes entre 20 e 50 m de profundidade. O substrato do recife é composto por calcários, provavelmente pertencente à Formação Guamaré (Bacia Potiguar imersa). As inspeções de mergulho revelaram diversas colônias bentônicas de corais sobre recifes fósseis. As principais espécies de foraminíferos e corais identificados são Amphisorus hemprichii, Amphistegina gibbosa, Archaias angulatus, Heterostegina antillarum, Homotrema rubra, Peneroplis carinatus e P. Proteus (Figura 9).
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Figura 9 - Principais ocorrências bentônicas identificadas no Vale do Açu (Retirado de Gomes et al, 2015): a)
Amphisorus hemprichii; b, c, d) Amphistegina gibbosa (visualizações dorsal, ventral e lateral); e) Archaias angulatus; f) Heterostegina antillarum; g, h) Homotrema rubra; i) Peneroplis carinatus; j) Peneroplis
proteus. Escalas: 100 µm em (h), 500 µm nas demais.
Moura et al. (2016) investigaram a qualidade ambiental de micro-habitats de foraminíferos relacionada às condições oceanográficas físicas e sedimentológicas na plataforma externa adjacente ao vale inciso do Rio Açu (região de Macau, RN), visando caracterizar diferentes graus de poluição, contaminação orgânica e potencial de proliferação de organismos construtores dos recifes nos ambientes holocênicos (Figura 10). As espécies dominantes identificadas são a Quinqueloculina lamarckiana seguida por Amphistegina gibbosa. Porém encontraram espécies simbióticas às algas, tais como:
Amphisorus hemprichii, Archaias angulatus, Heterostegina depressa, Borelis
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Figura 10 - Espécies simbióticas identificadas por Moura et al (2016). 1- Aphistegina gibbosa, 2-
Amphisorus hemprichii, 3- Archaias angulatus, 5- Heterostegina depressa, 4- Borelis schlumbergeli, 6- Peneroplis carinatus, 7- Laevipeneroplis proteus.
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3- Materiais e Métodos
Para o início da execução do presente trabalho, foram realizadas quatro etapas essenciais: campo, levantamento bibliográfico, laboratório e confecção de resultados para elaboração da Dissertação. As amostras 103 a 207, foram coletadas em 2016 para a Pesquisa “Ciências do Mar 2” em parceria da Marinha do Brasil com a UFRN/GEMMA. O cruzeiro teve início com a saída da Base Naval de Natal dia 17 de março de 2016, deslocando-se para a região de plataforma continental adjacente a Macau-RN, e retorno dia 23 de março de 2016. Durante o trajeto houve aquisição de dados sísmicos sonográficos, que foi realizada nos dias 18 e 19/03/2016. As coletas de sedimento de fundo foram realizadas nos dias 21 e 22/03/2016.
Os dados de sedimento foram coletados em transectos perpendiculares a quebra da plataforma totalizando 48 amostras, para o “grupo” de numeração 103 a 207, para o presente estudo processadas para análises sedimentar e biótica. O “grupo” 4 a 68 (12 amostras) já havia sido coletado em campanhas anteriores. As amostras sedimentares superficiais de fundo plataformal foram coletadas utilizando uma draga do tipo Van Veen e um guincho (Figura 10). O presente estudo consta de 61 amostras.
Os dados sedimentológicos constam em uma planilha com localização em UTM 24S WGS84, profundidade e tipo de fundo (Anexo 1), além de ter sido feita uma descrição macroscópica inicial. Juntamente com as amostras sedimentares foram coletados dados de temperatura, salinidade, velocidade do som na água e profundidade utilizando um CTD - sigla do inglês Conductivity, Temperature and Depth - ou seja, para medir as variáveis abióticas Condutividade, Temperatura e Profundidade (Figura 11).
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Figura 11 – Coleta de dados sedimentares do fundo marinho a bordo do navio Manhães, juntamente com a coleta de outras variáveis abióticas, com utilização do CTD (aparelho de cor laranja, canto inferior
esquerdo).
A draga ou coletor Van Veen coletou os primeiros centímetros da camada superior do fundo. Com uma espátula foi retirado os 2 (dois) primeiros centímetros de substrato e transferidos para recipientes de plástico com Rosa de Bengala diluído em álcool. O Rosa de Bengala diluído em álcool é utilizado para a coloração dos espécimes vivas e álcool para evitar o ataque bacteriano, adquirindo assim uma coloração rosa (Eichler et al., 2007). Outra parte do material sedimentar foi separada e acondicionada em sacos plásticos para análise granulométrica (Figura 12).
Figura 12 – Retirada dos sedimentos do fundo marinho e acondicionamento em sacos e potes plásticos, ainda a bordo do navio Manhães.
27 Em suma, o fluxograma a seguir esquematiza de forma geral as etapas desta seção de Materiais e Métodos, a fim de ilustrar os procedimentos realizados para a confecção final da presente Dissertação (Figura 13).
Figura 13 – Fluxograma esquemático das etapas metodológicas, preparando amostragens do material biótico e abiótico paralelamente, até a confecção do produto final, a Dissertação.
3.1- Processamento do Material Biológico
Para a amostragem de foraminíferos, foram coletados aproximadamente 50 cm³ de sedimento. Tais amostras foram lavadas e peneiradas em via úmida utilizando-se uma peneira de 0,062mm, e a fração retida nesta peneira foi colocado em filtros de papel e levadas para uma estufa para secagem a uma temperatura de 60°C.
Em seguida realizou-se o quarteamento, em que as amostras foram divididas em frações menores. Depois de finalizado esse procedimento, foram realizado a etapa de triagem dos foraminíferos (entre outros bioclastos) do material sedimentar com um pincel
28 para coloca-los em lâminas de fundo preto para identificação das espécies, através de uma lupa estereoscópica com zoom de até 8x, acoplada a uma câmera digital para obtenção de fotografias, e em paralelo, algumas fotografias foram obtidas através do MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura).
As classificações dos foraminíferos foram baseadas nos trabalhos de Boltovskoy et al. (1980), Cushman (1950) e Loeblich & Tapan (1988). Após sua identificação, foram confeccionadas tabelas de abundância absoluta no que se refere ao número de indivíduos em um volume de 50 cm³ de sedimento e de abundância relativa expressa por valores em percentagem (Anexo 2).
3.2- Processamento do Material Sedimentológico
Pertencendo ao outro grupo de análises, o material sedimentológico para a sua granulometria, baseou-se no método descrito por Suguio (1973), no qual se define a mesma com base nas classes granulométricas de Wentworth (1922), como mostra a Tabela 1. Além da separação granulométrica, para essa etapa concomitantemente foi separado material para análises dos teores de matéria orgânica e carbonato de cálcio.
Valem salientar que o parâmetro tamanho dos grãos os quais definem a granulometria dos sedimentos analisados é baseado tantos em sedimentos siliciclásticos (grãos de quartzo relictos) e fragmantos e organismos “vivos” e “mortos” de carapaças dos bioclastos presentes, tais como moluscos, fragmentos de recifes corais, algas calcárias, espículas, artrópodes, equinodermas, tubos de vermes, foraminíferos e radiolários, entre outreos fragmentos de difícil identificação, no qual o Software SAG utilizado para a tanto, foi baseada pela classificação de Folk (1968). Porém, a classificação faciológica definitiva foi baseada principalmente através dos estudos de Dias (1996), Freire et al. (1997), ambos modificados por Vital et al. (2005), pois tais estudos são atualmente os melhores aplicáveis ao modelo sedimentar marinho, especificamente para ambiente plataformal brasileiro.
29 Tabela 1 – Classificação granulométrica seguindo o modelo de Wentworth (1922)
apud Suguio (1973).
Para a então definição das fácies principais, foi aqui estabelecido que:
→Para valores inferiores a 30% de CaCO3 o material faciológico correspondente é
siliciclástico;
→Para valores entre 30% a 65% de CaCO3, o material faciológico correspondente
foi definido como Misto, e;
→Para valores superiores a 65% de CaCO3, o material faciológico correspondente
foi definido como carbonático.
Posteriormente, a definição das subfácies, que de forma definidas foi fundamentado nos modelos de Dias (1996) e Vital et al (2005), nos quais a natureza e tamanho dos grãos principais e acessórios, bem como nos teores de carbonato de cálcio.
O teor de carbonato de cálcio e o teor de matéria orgânica é o valor que resulta da diferença entre o peso inicial e o peso final da amostra. O processamento sedimentológico foi desenvolvido no Laboratório de Sedimentologia da UFRN, e as análises dos teores de CaCO3 e matéria orgânica no Laborátório de Geoquímica da mesma universidade, pode ser
separado em quatro etapas:
30 2) Análise granulométrica;
3) Análise do Teor de Carbonato; e
4) Análise do teor de matéria orgânica.
A primeira etapa, realizada no Laboratório de Geoquímica, consiste na lavagem das amostras para a retirada de sais, e por esse motivo são realizadas três vezes o processo, em seguida as amostras foram secadas em estufa a 50°C e por fim foram homogeneizadas, quarteadas e separadas as alíquotas para as três etapas subsequentes, sendo 10g para a análise do teor de matéria orgânica, 10g para o teor de carbonato e 100g para a granulometria.
3.2-1 Análise granulométrica
A análise granulométrica foi desenvolvida no Laboratório de Sedimentologia, na qual a amostra foi colocada em uma sequência com as peneiras de 8,0 mm, 4,00 mm, 2,00 mm, 1,00 mm 0,500 mm, 0,250 mm, 0,125 mm, 0,0063 mm e a PAN no agitador de peneiras por 15 minutos (Figura 14), em seguida foram pesadas e inseridas no banco de dados do laboratório do GGEMMA.
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Figura 14 - Sequência de peneiras de 8,0 mm, 4,00 mm, 2,00 mm, 1,00 mm 0,500 mm, 0,250 mm, 0,125 mm, 0,0063 mm e a PAN em um agitador de peneiras.
3.2.2- Análise do Teor de Carbonato (CaCO3)
O teor de carbonato, também foi feito no Laboratório de Sedimentologia, pela adição de Ácido Clorídrico a 10% em Becker contendo a amostra e em seguida filtrada e colocada para secagem na estufa a 50°C, por fim foram novamente pesadas e inseridas no banco de dados do laboratório do GGEMMA (Figura 15). Os valores de carbonato de cálcio foram fundamentais para as definições de fácies e subfácies sedimentares. Para tanto, foi separado três grandes grupos de teores, nos quais se resumem:
32 - De 20% a 60%: Sedimentos mistos (siliciclásticos e carbonáticos);
- De 60% a 99%: Sedimentos carbonáticos.
Figura 15 – Esquema ilustrando a preparação das amostras para o teor de CaCO3.
3.2-3 Análise do Teor de Matéria Orgânica
A análise de matéria orgânica foi desenvolvida no laboratório de Geoquímica da UFRN. Inicialmente foram pesados os “cadinhos” vazios e depois novamente pesados com a amostra colocada então na estufa a 100°C por um período de 24 horas, com a finalidade de retirar a umidade delas, depois de retiradas foi deixada no dissecador para resfriar e depois foram pesadas e colocadas na mufla por 6 horas (inicialmente a 300°C por 15 minutos e depois a 600°C), após retirá-las foi posta novamente no dissecador e em seguida foi pesada e inseridas no banco de dados do laboratório do GGEMMA (Figura 16).
HCl
10%
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Figura 16 – As amostras para pesagem do teor de matéria orgânica em cadinhos na Mufla.
3.3- Softwares utilizados
Após a obtenção dos dados após o procedimento acima descrito, eles foram aplicados no programa Sistema de Análise Granulométrica (SAG), desenvolvido por Gilberto T. M. Dias e Clarisse B. Ferraz que forneceu os cálculos estatísticos e classificações quanto à média, baseados nos modelos de Folk e Larsonneur (Tabela 4). Para a melhor visualização da distribuição granulométrica, dos teores de carbonato de cálcio e de matéria orgânica, foram utilizadas imagens geoprocessadas da área de estudo no Arcgis 10.3, onde esses dados foram inseridos. Com os dados quantitativos fornecidos pelos procedimentos iniciais e dados qualitativos, melhores visualizados através de mapas de distribuição desses parâmetros, foram fundamentais para a interpretação e definição das fácies e subfácies sedimentares, um dos principais objetivos da pesquisa. A definição das fácies/subfácies foi baseada através do modelo de classificação de Dias (1996) e Vital et al. (2005), modificado de Freire et al. (1997) (Tabelas 2 e 3) que melhor se aplicam à sedimentação plataformal brasileira.
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Tabela 2 – Modelo de classificação dos sedimentos do fundo marinho, segundo Freire et al. (1997).
Tabela 3 – Modelo de classificação dos sedimentos marinhos, de Freire et al. (1997), modificado por Vital et
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Tabela 4 – Modelo de classificação de sedimentos do fundo marinho de Dias (1996), modificado de Larsonnier (1977).
3.3.1- ArcGis 10.3
A utilização do ArcGis 10.3 foi fundamental para a visualização da distribuição dos resultados ao longo da área de estudo, bem como comparar a distribuição das espécies de foraminíferos mais relevantes para a pesquisa e, ainda, integrando-os aos dados sedimentares e abióticos, afim de estabelecer uma correlação direta dos resultados. Tais resultados foram obtidos somados aos valores contidos nas tabelas, interpolando-os através do método IDW (Inverse Distance Weighting), uma vez que este método de interpolação é um dos únicos que melhor representam dados distribuídos em grade irregular, como foi o caso dos pontos de coleta das amostras. Os produtos gerados caracterizam mapas de distribuição de cada foraminífero e dados abióticos ao longo da área de estudo, nos quais os maiores e menores valores são distinguidos por classes de cores.
3.3-2 Métodos Estatísticos
Após a triagem dos foraminíferos, na qual envolveu a separação de gêneros e espécies distintas em lâminas, e foram assim reconhecidos através da lupa petrográfica (Figura 17), foi feita a quantificação absoluta dos foraminíferos, organizados em uma
