UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: GEOLOGIA MARINHA, COSTEIRA E
SEDIMENTAR
TESE DE DOUTORADO
ZONEAMENTO BIOESTRATIGRÁFICO E
PALEOCLIMÁTICO DOS SEDIMENTOS DO QUATERNÁRIO
SUPERIOR DO SOPÉ E TALUDE CONTINENTAIS DA BACIA
DE JACUÍPE, BAHIA, BRASIL
BRUNO RIBEIRO PIANA
Salvador 2017
ZONEAMENTO BIOESTRATIGRÁFICO E
PALEOCLIMÁTICO DOS SEDIMENTOS DO QUATERNÁRIO
SUPERIOR DO SOPÉ E TALUDE CONTINENTAIS DA BACIA
DE JACUÍPE, BAHIA, BRASIL
Bruno Ribeiro Piana
Orientadora: Dra. Altair de Jesus Machado
Co-orientadora: Dra. Tânia Maria Fonseca Araújo
Tese de Doutorado apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Geologia do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia como requisito parcial para obtenção do grau de Doutor em Geologia, Área de Concentração: Geologia Marinha, Costeira e Sedimentar.
Salvador 2017
Dedico este trabalho a minha esposa Priscila e a minha filha Beatriz, razões da minha vida.
AGRADECIMENTOS
Agradeço aos meus pais, Aquilino e Rosinéia, por todo esforço, dedicação e palavras de apoio durante esta caminhada. Por serem aqueles que sempre acreditaram no sucesso dessa empreitada.
A professora e orientadora, Drª. Altair de Jesus Machado por compartilhar parte do seu conhecimento e da sua experiência profissional.
À professora, co-orientadora e amiga, Drª. Tânia Maria Fonseca de Araújo, por ter sido a primeira a acreditar nesse sonho.
Ao Instituto de Geociências, ao Laboratório de Estudos Costeiros e ao Grupo de Estudo de Foraminíferos da UFBA pelo apoio técnico e logístico.
Aos secretários e secretárias do Programa de Pós-graduação em Geologia (UFBA), pela boa vontade e ajuda prestada nos assuntos burocráticos.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela bolsa de estudos de Doutorado.
A todos os meus amigos do curso de Oceanografia e da Pós-Graduação em Geologia. E por último, e não menos importante, um agradecimento especial a minha esposa Priscila, pelo apoio incondicional nas horas de trabalho nessa tese.
RESUMO
Os foraminíferos estão distribuídos na plataforma oceânica desde a zona costeira até a zona abissal e são sensíveis às mudanças ambientais, causadas tanto por fatores bióticos, como pelos abióticos. As assembléias de foraminíferos encontradas foram utilizadas como bioindicadoras ambientais com o objetivo de identificar as variações paleoceanográficas e paleoclimáticas que ocorreram no talude e sopé continentais da Bacia do Jacuípe, durante o Período Quaternário. Os testemunhos tipo “pistão câmara” REG-1, REG19, REG-101, SAT-61, SIS-190 e SIS-198 foram coletados no talude e sopé continentais, em profundidades de 2613, 2670, 2140, 2490, 1500 e 709 metros, respectivamente. A microfauna de foraminíferos foi analisada em 62 amostras de sedimento dos seis testemunhos. Foram isolados 15.300 espécimes pertencentes a 228 Taxa, 65 gêneros, 223 espécies, sete formas (duas típicas) representados, principalmente, pelas espécies: Globigerinoides trilobus, Globigerinoides
ruber, Globorotalia menardii, Globigerinoides saculifer, Globorotalia truncatulinoides, Globigerinoides conglobatus, Amphistegina lessoni, Bulimina costata, Cassidulina laevigata, Cibicides floridanus, Melonis affine e Uvigerina peregrina. Os padrões de distribuição, as variações
das abundâncias das espécies bioindicadoras e a razão bentônico/planctônico ao longo do testemunho atribuíram conotações bioestratigráficas correspondentes às biozonas internacionais do Quaternário, e sugerem variações eustáticas do nível relativo do mar, que estão relacionadas aos eventos climáticos globais durante este Período. Foram identificadas as Zonas Y e Z e as subzonas Y2, Y1, Z2 e Z1.
ABSTRACT
The foraminifera are distributed on the continental shelf from the coastal zone to abyssal zone. They are sensitive to environmental changes, biotic and abiotic. The foraminifera assemblages were used as environmental bio-indicators in order to identify paleoclimatics and paleoceanography variations that occurred on the continental slope and on the continental rise at Jacuipe Basin during Quaternary Period. The piston-cores REG-1, REG19, REG-101, SAT-61, SIS-190 and SIS-198 were collected on the continental slope and on the continental rise at depths of 2613, 2670, 2140, 2490, 1500 and 709 meters respectively. The microfauna of foraminifera was analyzed in 62 sediment samples from three corers. There were 15.300 specimens isolated from the 228 Taxa, 65 genera, 223 species, seven forms (two typical). The main species were: Globigerinoides trilobus, Globigerinoides ruber, Globorotalia
menardii, Globigerinoides saculifer, Globorotalia truncatulinoides, Globigerinoides conglobatus, Amphistegina lessoni, Bulimina costata, Cassidulina laevigata, Cibicides floridanus, Melonis affine and Uvigerina peregrina. The distribution pattern, variation of species abundance, bio-indicators and
the benthonic/planktonic rate throughout the corer have given biostratigraphic connotations corresponding to the international biozones of the quaternary. They suggest that eustatic variations on the sea level are related to global climatic events during this period. The Y and Z Zones and the subzones Y2, Y1, Z2, Z1 were identified.
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1: Os principais elementos estruturais da testa de um foraminífero. Fonte: modificado de Bilotte et al. 1975 apud Zerfass & Andrade, 2008 ... 21 Figura 2.2: Foraminíferos planctônicos: 01 - Globigerina bulloides (d’Orbigny, 1839); 02 -
Globorotalia truncatulinoides (d’Orbigny, 1826); 03 - Globigerinoides ruber (d’Orbigny); 04 - Globorotalia menardii (d’Orbigny, 1826); 05 - Globorotalia menardii (d’Orbigny) f. fimbriata
(Brady, 1884); 06 - Globorotalia menardii (d’Orbigny) f. tumida (Brady, 1884). Fonte: Araújo & Machado, 2008a ………...……. 22 Figura 2.3: Foraminíferos bentônicos: 1 - Bolivina subaenariensis Cushman, 1922, 2 - Cassidulina laevigata d’Orbigny, 1826, 3 - Cassidulina subglobosa Brady, 1881, 4 - Bulimina marginata d’Orbygny,1826, 5 - Uvigerina peregrina Cushman, 1923, 6 - Mellonis affinis (Reuss, 1851), 7 – Planulina faveolata (Brady, 1884) 8 - Cibicides
pseudoungerianus (Cushman, 1922) (lado ventral), 9 - Amphistegina lessonii d’Orbigny, 1826. Fonte: modificado de Araújo & Machado, 2008c .………….…….... 22 Figura 2.4: Distribuição latitudinal dos foraminíferos planctônicos recentes do Oceano Atlântico Sul (costa Sul-americana) entre as coordenadas 30° e 60°S, mostrando a relação entre a abundância de cada espécie e as zonas climáticas. (Fonte: Modificado de Boltovskoy et al, 1996 apud Portilho-Ramos, 2006) ………... 25 Figura 2.5: Esquema simplificado do biozoneamento do final dos períodos Pleistoceno e Holoceno, modificado de Ericson and Wollin (1968) e Vicalvi (1999). Idades representadas fora de escala. Fonte: Sanjinés, Strohschoen & Vilela, 2005 ………... 27 Figura 5.6: Diagrama estratigráfico da Bacia de Jacuípe (Graddi et al. 2007) .…….…... 33 Figura 5.7: Localização da área de estudo e das estações de coleta dos testemunhos REG-1, REG-19, REG-10REG-1, SAT-6REG-1, SIS-190 e SIS-198 ………...………... 35 Figura 5.8: Renderização tridimensional da plataforma continental do litoral norte do estado da Bahia, modificado de Centro de Recursos Ambientais, CRA (2003) ………... 36 Figura 5.9: Esquema demonstrando a circulação oceânica superficial do Atlântico Sul (modificado de Peterson & Stramma, 1991) ………... 37 Figura 5.10: Síntese de escoamento do sistema de correntes de contorno oeste ao longo da margem continental brasileira, de acordo com os padrões esquemáticos de grande escala de Stramma & England (1999). CSE = Corrente Sul Equatorial; AT = Água Tropical; CB = Corrente do Brasil; CNB = Corrente Norte do Brasil; ACAS = Água Central do Atlântico Sul; SNB = Sub-corrente Norte do Brasil; CCI = Corrente de Contorno Intermediária; AIA = Água Intermediária Antártica; CCP = Corrente de Contorno Profunda; APAN = Água Profunda do Atlântico Norte. Profundidade de 0 – 150 m: Camada de superfície; 150 – 500 m: picnoclina; 500 – 1000 m: camada intermediária e 1000 – 3000 m: camada profunda... 38 Figura 7.11: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho REG-1 ... 45 Figura 7.12: Diagrama ilustrativo mostrando coloração e granulometria do sedimento ao longo do testemunho REG-1 ... 46
Figura 7.13: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho REG-19 ... 48 Figura 7.14: Diagrama ilustrativo mostrando coloração do sedimento ao longo do testemunho REG-19 ... 49 Figura 7.15: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho REG-101 ... 51 Figura 7.16: Diagrama ilustrativo mostrando coloração do sedimento ao longo do testemunho REG-101 ... 52 Figura 7.17: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho SAT-61 ... 54 Figura 7.18: Diagrama ilustrativo mostrando coloração do sedimento ao longo do testemunho SAT-61 ... 55 Figura 7.19: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho SIS-190 ... 57 Figura 7.20: Diagrama ilustrativo mostrando coloração do sedimento ao longo do testemunho SIS-190 ... 58 Figura 7.21: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho SIS-198 ... 60 Figura 7.22: Diagrama ilustrativo mostrando coloração do sedimento ao longo do testemunho SIS-198 ... 61 Figura 7.23: Índice de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho REG-1 ………... 86 Figura 7.24: Índice de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho REG-19 ………... 88 Figura 7.25: Índice de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho REG-101 ………...…. 89 Figura 7.26: Índice de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho SAT-61………... 91 Figura 7.27: Índice de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho SIS-190 ………... 92 Figura 7.28: Índice de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de
testemunho SIS-198 ……….……….... 94
Figura 7.29: Frequência (%) de foraminíferos bentônicos ao longo do testemunho REG-1 ……….………... 95 Figura 7.30: Frequência (%) de foraminíferos bentônicos ao longo do testemunho REG-19 ……….………...………...96
Figura 7.31: Frequência (%) de foraminíferos bentônicos ao longo do testemunho REG-101 ………...…………... 97 Figura 7.32: Frequência (%) de foraminíferos bentônicos ao longo do testemunho SAT-61 ……….………... 98 Figura 7.33: Frequência (%) de foraminíferos bentônicos ao longo do testemunho SIS-190 ……...……….………... 99 Figura 7.34: Frequência (%) de foraminíferos bentônicos ao longo do testemunho SIS-198 ……….………...…………... 100 Figura 7.35: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos planctônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho REG-1 ………... 102 Figura 7.36: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos bentônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho REG-1 ………... 103 Figura 7.37: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos planctônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho REG-19 ………... 105 Figura 7.38: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos bentônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho REG-19………... 106 Figura 7.39: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos planctônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho REG-101………... 108 Figura 7.40: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos bentônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho REG-101 ………... 109 Figura 7.41: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos planctônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho SAT-61………... 111 Figura 7.42: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos bentônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho SAT-61………... 112 Figura 7.43: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos planctônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho SIS-190……….... 114 Figura 7.44: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos bentônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho SIS-190………... 115 Figura 7.45: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos planctônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho SIS-198………... 117 Figura 7.46: Distribuição da abundância relativa dos grupos de foraminíferos bentônicos selecionados para o biozoneamento no testemunho SIS-198………... 118 Figura 8.47: Diagrama esquemático destacando a Biozona Y de Ericson & Wollin (1968) ...… 121 Figura 8.48: Diagrama esquemático destacando a Biozona Z de Ericson & Wollin (1968) ...… 124
LISTA DE TABELAS
Tabela 5.1 - Identificação, localização e comprimento referente aos testemunhos REG-1, REG-19, REG-101, SAT-61, SIS-190 e SIS-198 ... 34 Tabela 7.2 - Valores relativos de granulometria do sedimento do testemunho REG-1; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho ... 44 Tabela 7.3 - Valores relativos de granulometria do sedimento do testemunho REG-19; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho ... 47 Tabela 7.4 - Valores relativos de granulometria do sedimento do testemunho REG-101; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho ... 50 Tabela 7.5 - Valores relativos de granulometria do sedimento do testemunho SAT-61; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho ... 53 Tabela 7.6 - Valores relativos de granulometria do sedimento do testemunho SIS-190; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho ... 56 Tabela 7.7 - Valores relativos de granulometria do sedimento do testemunho SIS-198; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho ... 59 Tabela 7.8 - Dados sobre número de espécies (NE), Índices de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho REG-1. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho ... 86 Tabela 7.9 - Dados sobre número de espécies (NE), Índices de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho REG-19. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho ... 87 Tabela 7.10 - Dados sobre número de espécies (NE), Índices de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho REG-101. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho ... 89 Tabela 7.11 - Dados sobre número de espécies (NE), Índices de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho SAT-61. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho ... 90 Tabela 7.12 - Dados sobre número de espécies (NE), Índices de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho SIS-190. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho ... 92 Tabela 7.13 - Dados sobre número de espécies (NE), Índices de Diversidade (D´), riqueza (R) e equitatividade (J) ao longo de testemunho SIS-198. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho ... 93
APÊNDICE A - TABELAS
Tabela I - Abundância absoluta das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho REG-1. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AB = Abundância Absoluta Tabela II - Abundância relativa das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho REG-1. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AR =Abundância relativa
Tabela III - Abundância absoluta das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho REG-19. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AB = Abundância Absoluta Tabela IV - Abundância relativa das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho REG-19. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AR =Abundância relativa
Tabela V - Abundância absoluta das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho REG-101. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AB = Abundância Absoluta Tabela VI - Abundância relativa das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho REG-101. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AR =Abundância relativa Tabela VII - Abundância absoluta das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho SAT-61. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AB = Abundância Absoluta Tabela VIII - Abundância relativa das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho SAT-61. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AR =Abundância relativa
Tabela IX - Abundância absoluta das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho SIS-190. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AB = Abundância Absoluta Tabela X - Abundância relativa das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho SIS-190 Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AR =Abundância relativa
Tabela XI - Abundância absoluta das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho SIS-198. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AB = Abundância Absoluta Tabela XII - Abundância relativa das espécies de foraminíferos ao longo do testemunho SIS-198. Prof. Am = Profundidade na seção do testemunho, AR =Abundância relativa
APÊNDICE B - LISTA DE ESTAMPAS
Estampa 01
Figura 01 – Quinqueloculina lamarckiana d’Orbigny, 1840 Figura 02 – Amphistegina lessonii d’Orbigny, 1826
Figura 03 – Bolivina alata Seguenza, 1862 Figura 04 – Bolivina albatrossi Cushman, 1922 Figura 05 – Bolivinita quadrilatera (Schwager, 1866) Figura 06 – Sphaeroidina bulloides d´Orbigny, 1826 Figura 07 – Cibicides aknerianus (d´Orbigny, 1846)
Figura 08 – Cibicides pseudoungerianus (Cushman, 1922)
Estampa 02
Figura 09 – Cibicides refulgens de Montfort, 1808 Figura 10 – Orbulina universa d´Orbigny, 1839
Figura 11 – Globorotalia crassaformis (Galloway et Wissler, 1927) Figura 12 – Globorotalia menardii (d´Orbigny, 1826)
Figura 13 – Globorotalia menardii (d´Orbigny) f. tumida (Brady,1884) Figura 14 – Globorotalia menardii (d´Orbigny) f. ungulata Bermudéz, 1961 Figura 15 – Globorotalia scitula (Brady, 1882)
Figura 16 – Globorotalia truncatulinoides (d’Orbigny, 1839) Estampa 03
Figura 17 – Candeina nitida d´Orbigny, 1839
Figura 18 – Globigerinoides elongatus (d´Orbigny, 1826) Figura 19 – Globigerinoides ruber (d’Orbigny, 1839) Figura 20 – Globigerinoides saculifer (Brady, 1877) Figura 21 – Globigerinoides trilobus (Reuss, 1850) Figura 22 – Globigerina bulloides d´Orbigny, 1826 Figura 23 – Globigerinella aequilateralis (Brady, 1879)
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 17
CAPÍTULO 2 - FUNDAMENTOS TEÓRICOS 20
2.1 FORAMINÍFEROS 20
2.2 BIOESTRATIGRAFIA 26
2.3 RAZÃO ENTRE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS E BENTÔNICOS (RAZÃO
P/B) NA RECONSTITUIÇÃO PALEOAMBIENTAL 28
CAPÍTULO 3 - OBJETIVOS 30
CAPÍTULO 4 - JUSTIFICATIVA 31
CAPÍTULO 5 - ÁREA DE ESTUDO 31
5.1 DESCRIÇÃO OCEANOGRÁFICA 36
CAPÍTULO 6 - METODOLOGIA 39
6.1 ABERTURA DO TESTEMUNHO 39
6.2 PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS 43
6.3 TRIAGEM E IDENTIFICAÇÃO DAS ESPÉCIES DE FORAMINÍFEROS 40
6.4 TRATAMENTO DE DADOS 40
6.5 BIOESTRATIGRAFIA 42
6.6 FOTOMICROGRAFIAS 43
CAPÍTULO 7 - RESULTADOS 44
7.1 DESCRIÇÕES DOS TESTEMUNHOS 44
7.1.1 Testemunho REG-1 44
7.1.2 Testemunho REG-19 47
7.1.3 Testemunho REG-101 50
7.1.4 Testemunho SAT-61 53
59
7.2 SISTEMÁTICA 62
7.3 DADOS ABSOLUTOS DOS TAXA 77
7.4 FREQUÊNCIA DE OCORRÊNCIA 77 7.4.1 Testemunho REG-1 77 7.4.2 Testemunho REG-19 79 7.4.3 Testemunho REG-101 80 7.4.4 Testemunho SAT-61 81 7.4.5 Testemunho SIS-190 82 7.4.6 Testemunho SIS-198 83
7.5 ABUNDÂNCIAS RELATIVA DE FORAMINÍFEROS 85
7.5.1 Testemunho REG-1 85 7.5.2 Testemunho REG-19 87 7.5.3 Testemunho REG-101 88 7.5.4 Testemunho SAT-61 90 7.5.5 Testemunho SIS-190 91 7.5.6 Testemunho SIS-198 93
7.6 NÚMERO DE ESPÉCIES, ÍNDICES DE RIQUEZA, DIVERSIDADE E
EQUITATIVIDADE 94 7.6.1 Testemunho REG-1 94 7.6.2 Testemunho REG-19 95 7.6.3 Testemunho REG-101 96 7.6.4 Testemunho SAT-61 98 7.6.5 Testemunho SIS-190 99 7.6.6 Testemunho SIS-198 100
7.7 RAZÃO ENTRE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS E BENTÔNICOS (RAZÃO P/B) 101 7.7.1 Testemunho REG-1 99 7.7.2 Testemunho REG-19 104 7.7.3 Testemunho REG-101 107 7.7.4 Testemunho SAT-61 110 7.7.5 Testemunho SIS-190 113 7.7.6 Testemunho SIS-198 116 7.8 BIOZONEAMENTO 105 7.8.1 Testemunho REG-1 105 7.8.2 Testemunho REG-19 108 7.8.3 Testemunho REG-101 111 7.8.4 Testemunho SAT-61 114 7.8.5 Testemunho SIS-190 117 7.8.6 Testemunho SIS-198 120 CAPÍTULO 8 - DISCUSSÃO 119
8.1 ANÁLISES DOS DADOS ESTATÍSTICOS 119
8.2 BIOZONEAMENTO DO QUATERNÁRIO 121
8.3 RAZÃO ENTRE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS E BENTÔNICOS (RAZÃO
P/B) 129
CAPÍTULO 9 - CONCLUSÃO 131
REFERÊNCIAS 134
APÊNDICE A – TABELAS 148
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
As margens continentais concentram 90% do potencial econômico dos oceanos representados por recursos bióticos, minerais e energéticos. O Brasil possui uma das maiores extensões de margem continental do mundo, contudo o potencial exploratório da maioria de suas diferentes bacias, ainda está em fase de investigação (Martin et al. 1980).
A margem continental brasileira foi influenciada por grandes mudanças climáticas e variações no nível do mar, principalmente no período Quartenário, que abrange aproximadamente os últimos 2,6 Ma da história geológica da Terra e subdivide-se em duas épocas: Pleistoceno (entre 2,6 e 0,01 Ma) e Holoceno (0,01Ma ao Recente) (Berggren et al. 1985).
No que refere ao Holoceno, época mais recente da história da Terra, existem várias evidências de subida e descida do nível do mar, tanto no litoral brasileiro quanto em outras partes do mundo, que possibilitaram a construção de curvas de variações do nível relativo do mar, a partir de métodos de datação, entre estes, radiocarbono e termoluminescência.
Para Suguio (1999), o nível do mar em um determinado ponto do litoral é a resultante momentânea de interações complexas entre a superfície do continente e o mar. As modificações de volume das bacias oceânicas (tectono-eustasia) e as variações do volume de água dos oceanos (glácio-eustasia) fazem sentir os efeitos em escala mundial. Por outro lado, as modificações de nível dos continentes (tectônica e isostasia) e do geóide (geóido-eustasia) atuam em escalas local ou regional.
O início do Pleistoceno é marcado, fundamentalmente, por profundas mudanças no sistema climático da Terra, caracterizadas por contínuas fases de resfriamento que resultaram em uma série de períodos de glaciações e interglaciações. O Holoceno, por sua vez, é marcado pelo recuo das geleiras pleistocênicas e pelo aquecimento climático global (Gibbard & Cohen, 2008).
O efeito destas mudanças climáticas durante o Quaternário se refletiu de forma diferenciada em distintas regiões do planeta, sendo representado por: maior ou menor umidade ou por mudanças de temperatura. A periodicidade destas alterações climáticas também se modificou ao longo do Quaternário, o que culminou com um registro geológico composto por sedimentos depositados sob condições ambientais glaciais, periglaciais e temperadas que, de forma particular, exerceram forte influência sobre as condições físicas, químicas e biológicas dos oceanos e dos continentes (Barbosa, 2010).
Conforme Martin et al. (1997) o nível do mar pode ser estudado através de diversos indicadores, entre estes, sedimentológicos, biológicos, arqueológicos. A atmosfera e o clima terrestre resultam de forças que agem sobre o globo, tanto provenientes do sol, quanto originadas no interior da Terra. Dessa forma, o clima é resultante da combinação de fatores entre essas duas grandes fontes energéticas. Qualquer alteração ocorrida em uma dessas fontes primárias afeta profundamente o clima terrestre. Segundo Mesquita (1995), o aumento das concentrações dos gases do efeito estufa levará ao aquecimento global e consequentemente a modificações nos volumes das geleiras.
Apesar do registro continental das glaciações e interglaciações quaternárias e suas evidências (paleoplataformas, paleodeltas, escarpas, ilhas de barreira alinhadas à linha de costa e vales fluviais preenchidos) fornecerem indícios para a reconstrução geológica, o seu registro sedimentar ainda é incompleto. Mas são nas bacias oceânicas que a natureza de tais processos está mais bem representada. O próprio mecanismo da sedimentação marinha, com a queda lenta e constante no fundo oceânico, de finas partículas minerais, associadas com as partes fossilizáveis de micro-organismos, fornece um registro ideal para o estudo desses processos (Ericson & Wollin, 1968; Vicalvi, 1999). Isto explica porque a maioria dos conhecimentos sobre mudanças paleoclimáticas ocorridas no Quaternário vem dos estudos das sequencias marinhas.
A costa do Estado da Bahia possui uma grande diversidade faunística e organismos produtores de grãos sedimentares. Possui uma extensão de 200 km, apresenta uma grande variedade de ambientes deposicionais e, assim, vários tipos de sedimentos e morfologia.
Estudos com base em foraminíferos resultam na obtenção de dados a respeito das variações do nível médio do mar, que ocorreram em períodos glaciais e interglaciais. Assim, são comuns trabalhos que utilizam esses organismos para realização de zoneamento do Quaternário (2,588 milhões de anos) (Vicalvi, 1997; Vicalvi, 1999; Araújo 2004, Araújo & Machado, 2008a).
A aplicação bem sucedida dos foraminíferos à análise bioestratigráfica se deve ao seu rápido desenvolvimento evolutivo, que torna possível a separação de estratos com duração de menos de um milhão de anos, e de poucos centímetros de espessura (Boltovskoy, 1976). Segundo Vicalvi (1999), biozoneamento data os principais eventos climáticos nos últimos 150.000 anos, aprimora a correlação dos testemunhos e permite cálculos mais precisos das taxas de sedimentação das seções estudadas.
Como constituinte dos sedimentos biogênicos, os foraminíferos contribuem com, aproximadamente, 43 milhões de toneladas de CaCO3 por ano
(Langer et al. 1997). Quando adicionadas ao sedimento, as testas passam a se comportar como grãos sedimentares, ficando sujeitas aos processos de transporte e erosão, permitindo assim, o registro de condições e eventos que ocorrem nos oceanos (Rocha, 1972). Considerando este aspecto, diversos trabalhos têm utilizado estes organismos para descrever padrões de hidrodinâmica (Thomas & Schafer, 1982; Cottey & Hallock, 1988; Li et al. 1998) e avaliar taxas de deposição, erosão e retrabalhamento do sedimento nos ambientes marinhos (Almasi, 1978; Leão & Machado, 1989; Duleba, 1994; Moraes & Machado, 1999; Araújo, 2004, Araújo & Machado, 2008b).
Esses organismos apresentam uma ampla distribuição geográfica e, devido a sua alta sensibilidade às variações ambientais, principalmente à temperatura e à salinidade da água do mar, são excelentes bioindicadores de massas de água (Boltovskoy et al. 1996), da geocronologia, além de serem muito úteis para a reconstituição das condições paleoclimáticas e paleoceanográficas (Rodrigues & Carvalho, 1980; Portilho-Ramos, 2006).
Atualmente podem ser mencionados diversos trabalhos desenvolvidos no Atlântico que utilizaram foraminíferos como ferramenta para gerar e interpretar informações sobre estudos paleoceanográficos e paleoclimáticos, tais como Vicalvi
(1997 e 1999), Portilho-Ramos et al. (2006), Araújo (2004), Drefahl (2011), dentre outros. No Brasil Arz et al. (1999) realizaram a caracterização paleoambiental do talude superior do Nordeste, identificando variações climáticas sazonais e oceanográficas. Nesse contexto, há um grande interesse no conhecimento sobre o Atlântico Sul durante o Quaternário, pois além de interligar os oceanos Índico e Pacífico e ser local de origem de importantes massas de água de fundo que participam da circulação termohalina (p.ex., Antartic Intermediate Water – AAIW, e Antartic Botton Water – AABW), essa área é a principal fornecedora de calor para a porção setentrional do Atlântico (Gordon, 1996).
Caddah et al. (1997) utilizaram o biozoneamento dos foraminíferos para descrever as fácies sedimentares associadas às mudanças do nível do mar na Bacia de Campos. As análises de foraminíferos planctônicos foram utilizadas com sucesso para identificar biozonas climáticas.
Dentre os estudos publicados sobre foraminíferos quaternários realizados no estado da Bahia encontram-se: Machado (2000), sobre a ecologia dos foraminíferos no litoral norte do estado; Arz et al. (1999) e Passos et al. (2001) sobre reconstituições paleoceanográficas do Quaternário na margem continental nordeste brasileira, e Araújo & Machado, 2008a que identificaram assembleias de foraminíferos que podem ser utilizadas como bioindicadoras ambientais, paleoclimáticas e paleobatimétricas nos sedimentos de superfície e subsuperfície da plataforma continental, no Litoral Norte do Estado da Bahia.
CAPÍTULO 2
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1 FORAMINÍFEROS
Foraminíferos são organismos unicelulares classificados sistematicamente como Reino Protoctista, Filo Granuloreticulosa, Classe Foraminiferida (Sen Gupta, 1999). Apresentam testa de composição orgânica,
calcária, silicosa ou aglutinante, cujo formato varia de acordo com o seu hábito (Corliss & Fois, 1990; Boltovskoy et al. 1991). Esses organismos emitem pseudópodos reticulados como expansões citoplasmáticas que se projetam para o exterior da testa, os quais são responsáveis pela locomoção, respiração, captura de alimentos e fixação do organismo. Os caracteres morfológicos da testa como: a composição da parede, a forma, o arranjo e número de câmaras, as linhas de sutura, o número e a posição da(s) abertura(s) e a ornamentação, constituem a base para a distinção entre os taxa na classificação dos foraminíferos (Boltovskoy et al. 1991). São importantes contribuidores na sedimentação do fundo oceânico e o tamanho médio das testas dos organismos varia entre 100 µm e 1000 µm, sendo encontradas exceções de até 10 cm de comprimento (Nummulites).
Uma estrutura essencial para os foraminíferos é a testa, que os confere algumas vantagens, possibilitando proteção contra predação e condições físicas ou químicas desfavoráveis, além de auxiliar na reprodução e no controle da flutuabilidade dos foraminíferos (Boltovskoy et al. 1991). A testa do foraminífero pode ser formada por uma ou mais cavidades, denominadas de câmaras. As câmaras são divididas por septos e são interligadas por orifícios, denominado de forame (Vilela, 2004). A sua última fenda é denominada de abertura bucal (Figuras 1, 2 e 3).
Figura 1: Os principais elementos estruturais da testa de um foraminífero. Fonte:
Figura 2: Foraminíferos planctônicos: 01 - Globigerina bulloides (d’Orbigny, 1839); 02 - Globorotalia truncatulinoides (d’Orbigny, 1826); 03 - Globigerinoides ruber (d’Orbigny); 04 - Globorotalia menardii (d’Orbigny, 1826); 05 - Globorotalia menardii (d’Orbigny) f. fimbriata (Brady, 1884); 06 - Globorotalia menardii (d’Orbigny) f. tumida (Brady, 1884). Fonte: Araújo & Machado, 2008a
Figura 3: Foraminíferos bentônicos: 1 - Bolivina subaenariensis Cushman, 1922, 2 - Cassidulina
laevigata d’Orbigny, 1826, 3 - Cassidulina subglobosa Brady, 1881, 4 - Bulimina marginata d’Orbygny,1826, 5 - Uvigerina peregrina Cushman, 1923, 6 - Mellonis affinis (Reuss, 1851), 7 – Planulina faveolata (Brady, 1884) 8 - Cibicides pseudoungerianus (Cushman, 1922) (lado ventral),
As variações qualitativas e quantitativas de foraminíferos acumulados nos sedimentos refletem as mudanças no padrão de circulação oceânica e no clima de uma região ao longo do tempo geológico (Boltovskoy et al. 1996). Esses micro-organismos são usados para análises oceanográficas, bioestratigráficas e interpretações ambientais e paleoambientais, devido à abundância nos sedimentos, excepcional forma de preservação, ampla distribuição geográfica e batimétrica, alta diversidade e principalmente sensibilidade às variações das condições ambientais (temperatura, profundidade, salinidade, caráter do fundo, luminosidade, turbidez da água, pH e outros). Os fatores ecológicos além de influenciarem na distribuição geográfica dos foraminíferos também influenciam na morfologia e na mudança do tamanho e espessura das suas testas (Loeblich & Tappan 1988; Jorissen 1999; Samir & El-Din 2001).
Os representantes deste grupo apresentam hábito bentônico (fixos ou móveis) ou planctônico e estão presentes em diversos ambientes específicos. Por exemplo: dentre os bentônicos Elphidium rugulosum, Nonionella basispinata, Textularia articulata, Quinqueloculina poeyana vivem em profundidades de 0 a 37 m e suportam temperaturas entre 11,1º e 20,6º C; dentre os planctônicos, Globigerina pachyderma vive nas zonas Antártica e Ártica em temperaturas entre 0 e 5ºC enquanto Globigerinoides ruber, Hastigerina pelagica, Globigerinita glutinata, Globigerina Rubescens, Globorotalia truncatulinoides são encontradas em zonas subtropicais, cujas temperaturas variam entre 18º e 24º C (Boltovskoy & Wright 1976, Boltovskoy et al. 1991).
A evolução dos primeiros foraminíferos é vista como um processo gradual de mudança na composição e estrutura da parede da testa, iniciando com formas uniloculares de parede orgânica simples que evoluíram para formas com parede aglutinada e, posteriormente, para formas multiloculares (Pawlowski et al. 2003). Os primeiros foraminíferos surgiram no início do Cambriano e constituíam formas uniloculares de parede orgânica, sendo que o mais antigo foraminífero já registrado, Platysolenites antiquissimus, surgiu entre 545 e 540 Ma. Posteriormente, no Paleozóico Médio, surgiram os foraminíferos bentônicos de parede calcária porcelanosa e, no final do Jurássico, os foraminíferos planctônicos (Zerfass & Andrade, 2008).
Boltovskoy et al. (1996) estudaram a fauna viva do Atlântico Sul, ao longo da costa sul-americana entre os paralelos 30° e 60°S e além de dividir os foraminíferos planctônicos em espécies de águas quentes e frias usando os mesmos critérios dos autores citados acima, definiram o limite de cada espécie ao longo da área estudada, conforme exibido na figura 4. Como fauna tropical/subtropical, característica da Corrente do Brasil, foram identificados Globorotalia menardii, Globorotalia menardii f. tumida, Pulleniatina obliqueloculata, Orbulina universa, Globigerina falconensis, Globigerina rubescens, Hastigerina pelagica, Globigerinella aequilateralis, Globigerinoides trilobus, Globigerinoides ruber, Globigerinoides trilobus, Globigerinoides sacculifer, Globigerinoides conglobatus, Globigerina dutertrei. Espécies transicionais, que ocorrem na zona de mistura entre a Corrente do Brasil e a Corrente das Malvinas (Zona de Convergência Subtropical/Subantártica, conforme Boltovskoy et al. 1996), incluem Globorotalia inflata e Globigerinela glutinata, sendo que a primeira também é encontrada em zonas de ressurgências (Bé, 1966 e Boltovskoy et al. 1996). Já as espécies de águas subtropicais/ polares são representadas por Globigerina quinqueloba, Globigerina bulloides, Globigerinita uvula, Globorotalia pachyderma (enrolamento destral), G. pachyderma (enrolamento sinistral), Globorotalia truncatulinoides e Globorotalia scitula. Os autores comentam que os limites dos grupos de espécies de águas frias, transicionais e quentes sofrem flutuações sazonais, migrando para o Norte e para Sul durante o inverno e verão respectivamente, e que possivelmente, foram acentuadas durante as oscilações climáticas do Pleistoceno.
Um fato importante levantado pelos autores é de que nem sempre as testas encontradas nos sedimentos superficiais refletem com exatidão o que ocorre na superfície, como é o caso de Globigerina bulloides e Globorotalia pachyderma, que se distribuem mais ao norte no sedimento do que seus limites de ocorrência encontrado na superfície do Atlântico Sul-Oriental, fato também observado por Bé (1966). Nesse contexto, o trabalho de Boltovskoy et al. (1996) é de importância fundamental para interpretações paleoceanográficas e paleoclimáticas desse setor do Oceano Atlântico Sul, uma vez que os dados de superfície de fundo (Recente) coletados por aqueles autores servem de calibração para os dados paleontológicos adquiridos em subsuperfície.
Figura 4: Distribuição latitudinal dos foraminíferos planctônicos recentes do Oceano
Atlântico Sul (costa Sul-americana) entre as coordenadas 30° e 60°S, mostrando a relação entre a abundância de cada espécie e as zonas climáticas. (Fonte: Modificado de Boltovskoy et al. 1996 apud Portilho-Ramos, 2006)
2.2 BIOESTRATIGRAFIA
Segundo o Código Brasileiro de Nomenclatura Estratigráfica, CBNE (1986) a Bioestratigrafia é a parte da Estratigrafia que se baseia no conteúdo fossilífero das rochas, objetivando a definição, organização e correlação de unidades estratigráficas. Uma biozona ou Zona, unidade bioestratigráfica básica, é uma unidade de rochas caracterizadas pelo seu conteúdo fossilífero. Esse conteúdo deve ser bem definido, a ponto de permitir que uma Zona seja diferente daquelas que lhes são imediatamente sobre e subjacentes. Uma Zona pode ser dividida em subzonas e um conjunto de Zonas pode ser agrupado em uma superzona.
No intervalo Pleistoceno-Holoceno o biozoneamento reflete oscilações climáticas considerando flutuações regionais de taxa altamente sensíveis às variações ambientais, principalmente à temperatura das águas superficiais.
As espécies planctônicas são especialmente eficientes nas determinações de idade e na correlação de estratos, sendo aplicáveis em amplas distâncias e permitindo correlações em escala intercontinental (Bolli & Saunders 1985 apud Andrade, 1997). Estudos com base em foraminíferos planctônicos resultam na obtenção de dados a respeito das variações do nível médio do mar, que ocorreram em períodos glaciais e interglaciais. Assim, são comuns trabalhos que utilizam esses organismos para realização de subzoneamento do Quaternário (2,6 milhões de anos) (Berggren et al. 1985 apud Vicalvi, 1997).
Ericson & Wollin (1968) propõem uma subdivisão para o período Quaternário, em Zona Z, Zona Y e Zona X referentes aos intervalos pós-glacial pertencente ao Holoceno, glacial e interglacial pertencentes ao Pleistoceno respectivamente, com base nas variações de ausência e presença do plexo Globorotalia menardii e da espécie Globorotalia truncatulinoides. Vicalvi (1999) propõe maior subdivisão das Zonas X, Y e Z do Quartenário estabelecidas por Ericson & Wollin (1968), através de registros de periódicos desaparecimentos e reaparecimentos do plexo Pulleniatina e outras espécies planctônicas associadas, estabelecendo assim 18 subzonas para o Atlântico Sul (Z1, Z2,Y1 a Y5 e X1 a X11) (Figura 5).
O primeiro nível de desaparecimento desse plexo, denominado YP.1 “primeiro biohorizonte Pulleniatina obliqueloculata”, ocorreu no final do último episódio interglacial e corresponde ao limite entre as zonas X e Y de Ericson & Wollin (1968), com idade absoluta estimada em 84.000 anos A.P. O segundo “biohorizonte Pulleniatina obliqueloculata”, denominado YP.2, marca o limite entre as subzonas Y4/Y3 de Vicalvi (1999), com idade absoluta variando de 67.700 e 74.400 anos A.P. O “terceiro biohorizonte” Pulleniatina obliqueloculata (YP.3), tem idade absoluta variando entre 42.000 e 45.000 anos A.P. e marca o limite entre as subzonas Y2/Y1 do mesmo autor.
Figura 5: Esquema simplificado do biozoneamento do final dos períodos Pleistoceno e
Holoceno, modificado de Ericson & Wollin (1968) e Vicalvi (1999). Idades representadas fora de escala. Fonte: Sanjinés, Strohschoen & Vilela, 2005
Plexo Globorotalia menardii
Plexo
Pulleniatina G. inflata
Segundo Vicalvi (1999), biozoneamento data os principais eventos climáticos nos últimos 150.000 anos, aprimora a correlação dos testemunhos e permite cálculos mais precisos das taxas de sedimentação das seções estudadas.
No que se refere aos foraminíferos bentônicos, é fato que a sua sensibilidade ecológica é notadamente uma das ferramentas mais utilizadas atualmente tanto na identificação de eventos climáticos e oceanográficos, como de seus efeitos sobre os parâmetros físicos e químicos dos oceanos. Neste contexto, sabe-se que a mesma sensibilidade às variações climáticas observada nas formas planctônicas, também é experimentada pelos foraminíferos bentônicos, embora com menor intensidade graças, entre outros fatores, as variações de temperatura no fundo oceânico serem menos bruscas e oscilarem em uma amplitude inferior às da superfície.
Dessa forma, partindo do reconhecimento dos parâmetros ecológicos que controlam a distribuição das espécies, de modo que seja possível selecionar aquelas que primariamente são controladas por variações de temperatura ou por seus efeitos, acredita-se que eventos paleoecológicos expressos em variações de frequência de espécies ou associações de foraminíferos bentônicos, podem vir a ser utilizados como marcos cronoestratigráficos locais.
2.3 RAZÃO ENTRE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS E BENTÔNICOS (RAZÃO P/B) NA RECONSTITUIÇÃO PALEOAMBIENTAL
A razão entre foraminíferos planctônicos e bentônicos (razão P/B) é usada para reconstruções paleoceanográficas e paleoecológicas e refere-se ao número de foraminíferos planctônicos em relação ao de bentônicos encontrados na amostra (Smart, 2002).
Grimsdale & Van Morkhoven (1955), publicaram um clássico estudo sobre a aplicação da razão entre foraminíferos planctônicos e bentônicos (razão P/B) em reconstruções paleobatimétricas. Este trabalho seguiu os estudos de Phleger (1951), que também apontam para a relação entre a razão P/B e a profundidade. Eles estabeleceram que a proporção de foraminíferos planctônicos na associação total
aumenta sistematicamente em direção às águas profundas. Desde então, a razão P/B tem sido amplamente aplicada em estudos paleoecológicos e bioestratigráficos (Murray, 1976; Berger & Diester-Haass, 1988; Van der Zwaan et al. 1990; Savini, 1995; Van der Zwaan et al. 1999; Araújo, 2004; Van Hinsbergen et al. 2005, entre outros).
Os foraminíferos planctônicos são organismos de oceano aberto e estão ausentes ou encontram-se pouco representados em águas costeiras e de plataforma. De um modo geral, a relação P/B é reflexo do grau de influência do habitat nerítico versus oceânico no momento da deposição (Hemleben et al. 1989). O aumento da biomassa da comunidade bentônica pode ser considerado uma resposta ao aumento do fluxo de matéria orgânica vindo da zona eufótica (Lutze & Coulbourn, 1983). Bactérias e protozoários são ótimos indicadores de produtividade, pois respondem ao aumento de fluxo de matéria orgânica tanto em áreas oceânicas oligotróficas como em ambientes de margens continentais, considerados mais eutróficos (Gooday, 2002). Por esse motivo, é possível considerar a razão entre foraminíferos planctônicos e bentônicos como de paleoprodutividade.
A razão P/B é dependente do suprimento de foraminíferos bentônicos e planctônicos, junto com os efeitos pós-morte de transporte e destruição. Toda a área do assoalho oceânico está sujeita a processos químicos (dissolução), físicos (transporte, abrasão) e biológicos (predação) que podem alterar a associação em variados níveis. Considerando uma situação onde os efeitos de tafonomia são desprezíveis, a associação de foraminíferos acumulados no assoalho oceânico vai consistir em: testas bentônicas produzidas in situ e testas planctônicas decantadas das águas oceânicas acima (Murray, 1976).
CAPÍTULO 3
OBJETIVOS
O presente trabalho tem como objetivo identificar as variações paleoceanográficas e paleoclimáticas ocorridas entre o Pleistoceno e Holoceno, na Bacia do Jacuípe e ampliar o estudo sobre os foraminíferos encontrados no sedimento subsuperficial do talude e sopé continentais. Este estudo refletirá as condições das massas de águas superficiais, intermediárias (planctônicos) e do fundo oceânico (bentônicas).
O objetivo geral desse trabalho será alcançado através dos seguintes objetivos específicos:
Classificar as espécies de foraminíferos encontrados no sedimento dos testemunhos coletados no talude e sopé continentais;
Determinar a distribuição vertical dos foraminíferos planctônicos e bentônicos, com base nos índices estatísticos de abundância relativa, riqueza, diversidade e equitatividade;
Analisar a distribuição das espécies bioindicadoras de temperatura ao longo do testemunho;
Detectar variações nas condições paleoclimáticas do ambiente deposicional, a partir de variações das assembleias de foraminíferos bioindicadores;
CAPÍTULO 4
JUSTIFICATIVA
Entender a dinâmica das variações climáticas, suas causas e os impactos causados por elas possibilita a construção de modelos evolutivos paleoclimáticos e paleoceanográficos, que permitem o desenvolvimento de estratégias para observar a evolução futura da plataforma, talude e sopé continentais e monitorar os sistemas climáticos regionais e globais atuais.
Os foraminíferos estão distribuídos na plataforma oceânica, desde a zona costeira até a zona abissal e são sensíveis às mudanças ambientais, tanto por fatores bióticos como abióticos. Assim, pode-se determinar a mudança desses fatores ao longo do testemunho, de acordo com a distribuição dos foraminíferos, forma das testas e quantidade de espécies. E, apesar do grande número de publicações realizadas por instituições de pesquisas no Hemisfério Norte, o setor oeste do Atlântico Sul carece de estudos nesse domínio.
As assembleias de foraminíferos encontradas foram utilizadas como bioindicadoras ambientais, climáticas, batimétricas e estratigráficas e, desta forma, o presente trabalho procurou contribuir com um estudo detalhado das variações paleoceanográficas, complementando a base de dados que vêm sendo levantados na Bacia do Jacuípe, e que serão imprescindíveis nos futuros biomonitoramentos.
CAPÍTULO 5
ÁREA DE ESTUDO
Situada na costa norte do estado da Bahia, Brasil, a área de estudo possui clima quente e úmido. O padrão de precipitação pluviométrica apresenta um período seco, entre setembro e fevereiro e, um período chuvoso, entre março e agosto (SEI, 1999; Mafalda Jr., 2000).
Segundo Graddi et al. (2007), a Bacia do Jacuípe se localiza na parte setentrional da costa da Bahia, entre Salvador (latitude 13º S) até a divisa com o Estado de Sergipe (latitude 11,5 S). O limite nordeste com a Bacia de Sergipe-Alagoas é apenas geográfico, ou seja, praticamente, não existe uma feição geológica pronunciada que divida as duas bacias, enquanto que o limite sudoeste com a Bacia Camamu situa-se no sistema de falhas de Itapuã.
O embasamento na Bacia de Jacuípe é constituído por rochas granulíticas proterozóicas pertencentes à Província do São Francisco. Assim como nas bacias do Recôncavo, Tucano e Camamu, a Bacia de Jacuípe foi formada em terrenos que estiveram submetidos a múltiplos eventos deformacionais e de metamorfismo desde o Arqueano até o Proterozóico, quando ocorreu a estabilização do Cráton do São Francisco (Almeida e Hasuy, 1984).
O preenchimento sedimentar da Bacia é constituído por sete sequências deposicionais (Sequências K30, K40, K50, K60-K80, K90-130, E10-N50 e N60), essas unidades são correlacionáveis aos estágios rifte e de margem passiva (drifte) que ocorreram nas bacias de margem leste brasileira. Na Bacia de Jacuípe não foram constatadas rochas pertencentes ao estágio pré-rifte (Graddi et al. 2007).
A sequência N60 diz respeito aos sedimentos de praias e aluviões (SPA) que englobam os sedimentos clásticos do Pleistoceno e do Holoceno e que compõem a fisiografia atual da Bacia. São arenitos e folhelhos da planície de inundação dos rios Joanes, Jacuípe, Itariri, entre outros, que se depositaram diretamente sobre o embasamento gnáissico. Completam esse quadro os depósitos estuarinos, além da sedimentação de argilas, ainda inconsolidadas, que forram toda a extensão da porção submersa da bacia (Netto et al. 1994) (Figura 6).
Os testemunhos tipo “pistão câmara” REG-1, REG-19, REG-101, SAT-61, SIS-190 e SIS-198, foram coletados no talude e sopé continentais, em profundidades de 2613, 2670, 2140, 2490, 1500 e 709 metros, respectivamente (Figura 7). As coordenadas geográficas encontram-se na Tabela 1.
A planície costeira da área de estudo é constituída, basicamente, de rochas do embasamento Pré-Cambriano e Mesozóico (Formação São Sebastião), e de acumulações de sedimentos inconsolidados do Terciário (Formação Barreiras) e Quaternário (Dominguez et al. 1996).
A plataforma continental norte do Estado, da praia da Barra, no município de Salvador, até a foz do rio Itariri, no município de Mata de São João, apresenta a borda localizada entre as isóbatas de 60 e 80 m a uma distância de aproximadamente 18 km da linha de costa. O talude apresenta largura média entre 80 e 100 km, o declive varia entre 1º e 28º e a parte superior do talude mostra forte declividade até o intervalo de 400 a 800 m (Leão & Brichta, 1996).
A província entre o talude e a bacia oceânica é denominada sopé continental. Apresenta 100 a 1000 km de largura, marcado por um gradiente suave, variando de 1:40 a 1:800, com média de 1:150, com valores decrescentes mar adentro, o que dificulta a determinação de seu limite com as planícies abissais (Baptista Neto, 2004). Código do Testemunho Profundidade na coluna de água (m) Recuperação (m) COORD. COLETA SAD 69 S X (Leste) Y (Norte) REG_1 2613 2,00 621573 8563354 REG_19 2670 1,71 669867 8614789 REG_101 2140 1,81 660489 8625032 SAT_61 2490 1,90 614791 8561797 SIS_190 1500 1,65 649293 8624242 SIS_198 709 1,81 582482 8563177
Tabela 1: Identificação, localização e comprimento referente aos testemunhos 1,
5.1 DESCRIÇÃO OCEANOGRÁFICA
O Oceano Atlântico Sul contém um grande giro anticiclônico que é limitado meridionalmente pela Corrente do Atlântico Sul em seu limite inferior e a Corrente Sul Equatorial (CSE) em seu limite superior. A borda leste (do oceano Atlântico) é ocupada pela corrente de Benguela e a borda oeste pela Corrente de Contorno denominada Corrente do Brasil (CB).
A CSE ao atingir a costa continental brasileira se bifurca formando um sistema formado pela CB, Corrente de Contorno Intermediária (CCI), pela Subcorrente Norte do Brasil (SNB) e pela Corrente Norte do Brasil (CNB) (Figura 9).
Figura 8: Renderização tridimensional da plataforma continental do litoral norte do estado
Para simplificar a descrição do escoamento no oceano Atlântico Sul, a porção do oceano sobre a margem continental brasileira foi dividida em camadas: camada de superfície, os primeiros 150 m de coluna de água; a picnoclina, entre 150 e 500 m; camada intermediária, entre 500 e 1000 m; e camada profunda que ocupa porções inferiores a 1500 m. Estes domínios verticais estão associados às principais massas de água do oceano Atlântico Sul, sendo Água Tropical (AT) na superfície, composto pela Corrente do Brasil (CB), a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) na camada da picnoclina, a Água Intermediária Antártica (AIA) na camada intermediária e na camada profunda composta por: Água Circumpolar Superior (ACS), a Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) e a Água Circumpolar Inferior (ACI) (Stramma & England, 1999). Entre 1500-3000 m, os movimentos da APAN se dão na forma de um escoamento organizado conhecido como Corrente de Contorno Profunda (CCP), que flui para sul (Figura 10).
Figura 9: Esquema demonstrando a circulação oceânica superficial do
Figura 10: Síntese de escoamento do sistema de correntes de contorno oeste ao longo da
margem continental brasileira, de acordo com os padrões esquemáticos de grande escala de Stramma & England (1999). CSE = Corrente Sul Equatorial; AT = Água Tropical; CB = Corrente do Brasil; CNB = Corrente Norte do Brasil; ACAS = Água Central do Atlântico Sul; SNB = Sub-corrente Norte do Brasil; CCI = Corrente de Contorno Intermediária; AIA = Água Intermediária Antártica; CCP = Corrente de Contorno Profunda; APAN = Água Profunda do Atlântico Norte. Profundidade de 0 – 150 m: Camada de superfície; 150 – 500 m: picnoclina; 500 – 1000 m: camada intermediária e 1000 – 3000 m: camada profunda
CAPÍTULO 6
METODOLOGIA
6.1 ABERTURA DO TESTEMUNHO
Foram analisados neste estudo seis testemunhos a pistão (1, REG-19, REG-101, SAT-61, SIS-190 e SIS-198) perfurados para a Agência Nacional do Petróleo (ANP), no ano de 2009, na região do talude e sopé continentais da bacia do Jacuípe, litoral norte do Estado da Bahia.
Os testemunhos foram seccionados na sala de Preparação de Laminação Delgadas, localizada no Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia. Os tubos de PVC contendo os testemunhos de sedimentos foram colocados em uma base para ficarem totalmente preso. Com auxílio de uma serra elétrica foram cortados verticalmente, em dois semi-cilindros, sem atingir o sedimento. Em uma metade foi realizada a descrição macroscópica do sedimento levando-se em consideração as variações de granulometria e coloração. Para determinar a cor do sedimento utilizou-se a Rock-Color Chart da Geological Society of America.
6.2 PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
Foram analisadas neste estudo dez amostras provenientes dos testemunhos REG-19, REG-101, SIS-190 e SIS-198 e 11 amostras dos testemunhos REG-1 e SAT-61, totalizando 62 amostras.
No Laboratório de Estudos Costeiros (LEC), vinculado ao Instituto de Geociências (IGEO) desta universidade (UFBA) as amostras foram pesadas, lavadas em água corrente em peneira com espaçamento de malha 0,062 mm, para não ocorrer perdas de testas. Em seguida foram secas em estufa à temperatura máxima de 45º C e pesadas novamente para calcular a fração de silte e argila das amostras.
A classificação dos sedimentos, segundo a granulometria, baseou-se na proposta de Flemming (2000), de seis tipos de sedimentos baseados no percentual
de lama e areia das amostras: areia (< 5% de lama), areia levemente lamosa (5-25% de lama), areia lamosa (25-50% de lama), lama arenosa (50-75% de lama), lama levemente arenosa (75-95% de lama) e lama (>95% de lama).
O sedimento contido nos testemunhos foi seccionado transversalmente, com uma lâmina, em intervalos de 20 cm para retirada das amostras de 1 cm de altura. Estas amostras foram armazenadas em frascos identificados contendo a localização e a profundidade das amostras nos testemunhos.
6.3 TRIAGEM E IDENTIFICAÇÃO DAS ESPÉCIES DE FORAMINÍFEROS
As amostras secas foram quarteadas e triadas as trezentas primeiras testas de foraminíferos planctônicos e bentônicos, para identificação das espécies (CLIMAP, 1976). A triagem foi realizada com lupa binocular, na sala do Grupo de Estudos de Foraminíferos (GEF/ IGEO/ UFBA), e os exemplares obtidos foram colados em lâminas de Franke. A classificação sistemática genérica foi baseada em Loeblich & Tappan (1988) e Sen Gupta (1999) e a específica de acordo e com diversas publicações recentes.
6.4 TRATAMENTO DE DADOS
Razão Planctônicos e Bentônicos (Razão P/B): A razão P/B é usada para reconstruções paleoceanográficas e é calculada dividindo-se o número de exemplares bentônicos pelo número total de foraminíferos (planctônicos + bentônicos), para cada amostra (Sanjinés, 2006).
Abundância relativa (%): A partir dos dados de abundância absoluta foram realizados cálculos de abundância relativa (AR), que é a razão entre o número de indivíduos de uma determinada espécie na amostra (n) e o número total de indivíduos de todas as espécies da amostra (T). Foi calculada pela seguinte fórmula:
Com os valores obtidos, as espécies foram separadas em (Dajoz, 1983): Espécies Principais: abundância maior que 5%;
Espécies Acidentais: abundância entre 1% e 5%; Espécies Traços: abundância menor que 1%.
Índice de Riqueza de espécies (R): É a relação entre o número total de espécies (S) e o número total de indivíduos (N) presentes em cada amostra (Clarcke & Warwick 1994). Foi utilizado o índice de Margalef (1958) apud Ludwig & Reynoldes (1988) dado pela fórmula:
Diversidade de Simpson (D´): O índice é derivado do “índice de concentração de Simpson” (Simpson, 1949), o qual supõe que dois indivíduos são independentemente retirados, ao acaso e sem reposição de uma comunidade. Onde (s) é o número total de espécies, (Nj) número de indivíduos de uma determinada espécie, (N) número total de indivíduos da amostra e (λ) o índice de concentração.
Índice de Equitatividade (J): É a relação com a uniformidade da distribuição dos indivíduos entre as diferentes espécies (Clarcke & Warwick, 1994). Neste trabalho foi utilizado o índice de Pielou (1969), expresso pela fórmula abaixo:
Onde H’ é a diversidade de espécies, Hmax a diversidade sob condições de máxima equitatividade, expresso como log2 S, sendo S o número de espécies.
6.5 BIOESTRATIGRAFIA
A bioestratigrafia foi utilizada, no presente trabalho, como ferramenta de correlação de eventos paleoceanográficos e paleoclimáticos interpretados através de dados micropaleontológicos (foraminíferos planctônicos e bentônicos).
Foram identificadas espécies de foraminíferos bioindicadoras de águas frias e quentes com a finalidade de realizar o biozoneamento do período Quaternário, com a identificação das Zonas Z (Holoceno) e Y (Pleistoceno) de Ericsson & Wollin (1968) e Vicalvi (1999). Os sedimentos que foram depositados durante episódios glaciais apresentam associação de espécies de foraminíferos típicas de águas frias, enquanto aqueles depositados durante episódios interglaciais e pós-glacial apresentam associação de espécies características de águas quentes (Vicalvi, 1999).
As principais espécies planctônicas utilizadas para identificação das Zonas e que foram encontradas no testemunho foram: Globorotalia menardii e Globigerinoides ruber, indicadoras de águas quentes, (Vicalvi, 1997; Debenay & Redois, 1997; Sanjinés, 2006; Araújo & Machado, 2008a); Globorotalia truncatulinoides, Globorotalia inflata, Globorotalia crassaformis e Globigerina bulloides indicadoras de águas frias (Ericson & Wollin, 1968; Vicalvi & Palma, 1980; Araújo & Machado, 2008a).
O zoneamento proposto com base nos foraminíferos bentônicos foi estabelecido a partir da avaliação dos padrões de distribuição, considerando-se eventos de presença, ausência e ocorrência significativa de determinadas espécies. Da avaliação do comportamento das frequências foram eleitas biofácies representativas de eventos ecológicos, que posteriormente foram correlacionados com as clássicas ecozonas de foraminíferos planctônicos de Ericsson & Wollin (1968).
Foram utilizados a abundância relativa dos gêneros, uma vez que, o número de espécimes bentônicos é muito reduzido na área de estudo. A ecologia de espécies individuais é muitas vezes complexa e o agrupamento de espécies ecologicamente semelhantes ou a utilização de gêneros, muitas vezes fornece uma abordagem mais robusta (Ricklefs, 2003).
A variação da abundância relativa das espécies de foraminíferos planctônicos e bentônicos, bioindicadoras ambientais, ao longo do testemunho, foi analisada através de gráficos. A partir dessas análises, os intervalos de deposição do testemunho foram relacionados a eventos climáticos que caracterizam as Zonas do período Quaternário.
6.6 FOTOMICROGRAFIAS
Exemplares de foraminíferos foram recobertos com uma película fina de ouro (Au) com espessura de aproximadamente 250 Å, através do metalizador SHIMADZU IC – 50 ION COATER, durante cinco minutos a 6 mA, para serem fotografados em microscópio eletrônico de varredura (MEV) SHIMADZU SS - 550. Este trabalho foi realizado no Departamento de Química Geral e Inorgânica do Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia. As fotomicrografias, que foram utilizadas na confecção das estampas, foram gentilmente cedidas pela Profª Dra. Tânia Maria Fonseca Araújo.
CAPÍTULO 7
RESULTADOS
7.1 DESCRIÇÕES DOS TESTEMUNHOS
7.1.1 Testemunho REG-1
O testemunho REG-1 apresenta em sua extensão composição predominantemente de areia lamosa (Flemming, 2000), e em seis amostras (0,00, 0,50, 0,70, 1,10 1,80, 1,90, 2,00m) a composição de areia levemente lamosa, variando de 91% (amostras 1,80 e 2,00m) a 60% de areia (amostra 1,40m) (Figura 11) (Tabela 2). Ao longo do testemunho não foram observadas estruturas sedimentares visíveis macroscopicamente.
PROF. Am. (m) Areia (%) Lama (%)
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 76% 69% 65% 67% 73% 76% 70% 72% 73% 60% 65% 77% 71% 63% 60% 74% 64% 76% 91% 87% 91% 24% 31% 35% 33% 27% 24% 30% 28% 27% 40% 35% 23% 29% 37% 40% 26% 36% 24% 9% 13% 9% Tabela 2: Valores relativos de granulometria do
sedimento do testemunho REG-1; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho
Em toda sua extensão o testemunho apresenta a cor Cinza (10 YR 6/3) (Figura 12). Figura 11: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho REG-1
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pr of u n d id a d e (m ) %
Testemunho REG-1
Areia Lama0,40 0,00 Cor 0,60 0,20 Legenda 10 YR 6/3 – Cinza 0,80 1,00 1,80 1,40 2,00 1,20 1,60
Figura 12: Diagrama ilustrativo mostrando coloração e granulometria do sedimento ao longo
7.1.2 Testemunho REG-19
O testemunho REG-19 apresenta em sua extensão composição predominantemente de areia levemente lamosa (Flemming, 2000), e em seis amostras (0,00, 0,10, 0,50, 0,60, 0,70, 0,80m) a composição de areia lamosa, variando de 92% (amostras 1,20 e 1,60m) a 63% de areia (amostra 0,70m). Ao longo do testemunho não foram observadas estruturas sedimentares visíveis macroscopicamente (Tabela 3) (Figura 13).
PROF. Am. (m) Areia (%) Lama (%)
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 71% 65% 79% 77% 81% 72% 68% 63% 67% 91% 91% 90% 92% 88% 88% 82% 92% 87% 29% 35% 21% 23% 19% 28% 32% 37% 33% 9% 9% 10% 8% 12% 12% 18% 8% 13% Tabela 3: Valores relativos de granulometria do
sedimento do testemunho REG-19; PROF. Am. = profundidade na seção do testemunho
Em toda sua extensão o sedimento apresenta cor cinza (10 YR 6/6) (Figura 14).
Figura 13: Percentuais de areia e lama presente nas amostras do testemunho REG-19
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 0% 20% 40% 60% 80% 100% Pr of u n d id a d e (m ) %
Testemunho REG-19
Areia Lama0,40 0,00 Cor 0,60 0,20 Legenda 10 YR 6/6 – Cinza 0,80 1,00 1,71 1,40 1,20 1,60
Figura 14: Diagrama ilustrativo mostrando coloração do sedimento ao longo do testemunho
