Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/141 Comunicações Geológicas (2013) 100, Especial I, 63-68
ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X
Registo da extinção dos Metacopina (Ostracoda, Crustacea)
no Toarciano de Rabaçal, região de Coimbra
The record of the Metacopina (Ostracoda, Crustacea) extinction in the
Toarcian of Rabaçal, Coimbra region
M.C. Cabral1*, I.M. Loureiro2, L.V. Duarte3, A.C. Azerêdo1 Recebido em 15/01/2013 / Aceite em 10/05/2013
Disponível online em Junho de 2013 / Publicado em Junho de 2013 © 2013 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP
Resumo: A extinção da Subordem Metacopina (ostracodos) no
Jurássico Inferior é um evento à escala global, cuja idade precisa tem sido muito discutida. Em grande parte dos países da Europa ocidental o grupo está geralmente muito bem representado ao longo do Jurássico Inferior, desaparecendo então abruptamente e vindo a ser substituído por outros grupos de ostracodos de características mais “modernas”, que prevalecem até aos tempos actuais. Estudos recentes sobre a fauna de ostracodos do Toarciano de Rabaçal, onde os Metacopina estão muito bem representados, apoiados numa análise estratigráfica de alta resolução que inclui biostratigrafia de amonites e de nanofósseis calcários e geoquímica isotópica permitiram-nos situar com exactidão o registo da extinção dos Metacopina no topo da Zona Polymorphum. Verifica-se ainda que o episódio de extinção segue as características gerais constatadas noutras regiões europeias.
Palavras-chave: Ostracodos, Metacopina, extinção, Toarciano,
Rabaçal, Bacia Lusitânica.
Abstract: The extinction of the Metacopina Suborder (ostracods) in the
Early Jurassic is a global event, whose age has been strongly discussed. Over most of the western Europe countries, this ostracod group is usually very well represented throughout the Early Jurassic and then dramatically disappears, being replaced by other ostracod groups with more "modern" characteristics which last until present times. Recent studies on the ostracod fauna from the Toarcian Rabaçal section (Coimbra region), where the Metacopina are very well represented, supported by high-resolution stratigraphical analysis which includes ammonite and calcareous nannofossil biostratigraphy and isotopic geochemistry, allowed us to accurately identify the record of the Metacopina extinction event at the top of the Polymorphum Zone. The main features associated with this extinction episode are similar to those described for other European regions.
Keywords: Ostracods, Metacopina, Extinction, Toarcian, Rabaçal,
Lusitanian Basin.
1Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, Departamento e Centro de
Geologia, Campo Grande, C6, 4º, 1749-016 Lisboa, Portugal.
2Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, Centro de Geologia, Campo
Grande, C6, 4º, 1749-016 Lisboa, Portugal.
3Departamento de Ciências da Terra e IMAR-Centro do Mar e Ambiente,
Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade de Coimbra, 3000-272 Coimbra, Portugal.
*Autor correspondente / Corresponding author: mccabral@fc.ul.pt
1. Introdução
A Subordem Metacopina é constituída por um grupo de ostracodos que surge no Paleozóico Inferior (Ordovícico?), sendo comum nas associações ao longo da Era, mas que apresenta o seu máximo desenvolvimento apenas no Triásico e Jurássico Inferior, altura em que se extingue abruptamente. Esta extinção constitui um evento global e tem sido objecto de inúmeros trabalhos de índole diversa, sobretudo no que respeita a sua constatação, datação e possíveis causas (e.g. Lord, 1982; Boomer et al., 2008; Gómez & Arias, 2010). A idade atribuída a este evento tem variado consoante os autores e a região geográfica do respectivo registo, parecendo representar um acontecimento diacrónico, situado no intervalo que vai do Pliensbaquiano superior (parte superior) ao Toarciano inferior (parte mais inferior da Zona Falciferum=Serpentinum=Levisoni).
Na Bacia Lusitânica, no corte de Rabaçal (também conhecido por Zambujal ou Maria Pares) Exton (1979) definiu pela primeira vez a extinção dos Metacopina no fim do Pliensbaquiano. Posteriormente, no mesmo corte, Boomer et al. (1998) situam o evento mais tarde, na parte mais inferior do Toarciano inferior (Zona Tenuicostatum=Polymorphum). Neste trabalho estudou-se a fauna de ostracodos do Toarciano deste corte, tendo como base de apoio uma análise estratigráfica de alta resolução que inclui litostratigrafia, biostratigrafia de amonites e de nanofósseis calcários e geoquímica isotópica (Mouterde et al., 1964-65; Rocha et al., 1987; Elmi et al., 1989; Duarte, 1995, 1998; Perilli & Duarte, 2006; Duarte et al., 2007; Suan et al., 2010). Um dos objectivos fundamentais é a precisão estratigráfica da extinção dos Metacopina neste sector da Bacia Lusitânica e, consequentemente, dada a representatividade do mesmo para este intervalo, em toda a bacia.
2. Materiais e métodos
Ao longo do corte de Rabaçal localizado a cerca de 15km de Coimbra (40º03’10,47’’N; 8º27’25,80”W; Fig. 1), foram
Artigo original Original article
estudadas 58 amostras para ostracodos, recolhidas nos níveis
margosos. Destas 58 amostras, apenas 24 (as pertencentes às zonas Polymorphum e Levisoni, respectivamente 10 e 14) foram consideradas para este trabalho.
Fig.1. Localização do corte de Rabaçal (1) e da amostra das “margas chocolate” (2), Bacia Lusitânica (adaptado de Duarte et al., 2010); enquadramento biostratigráfico e litostratigráfico do intervalo do corte estudado: MCFL – Margo-calcários com fauna de Leptaena; CNP – Calcários nodulosos em plaquetas; MCMHH – Margas e calcários margosos com Hildaites e Hildoceras.
Fig.1. Location of Rabaçal section (1) and the sample from the “margas chocolate” (2), Lusitanian Basin (adapted from Duarte et al., 2010); Biostratigraphical and lithostratigraphical framework of the studied part of the section: MCFL – Marly limestones with Leptaena fauna; CNP – Thin nodular limestones; MCMHH – Marls and marly limestones with Hildaites and Hildoceras.
Foi ainda estudada outra amostra, proveniente da região de Coimbra (perfil de Ribeiro; in Duarte et al., 2004), recolhida nas “margas chocolate” admitidas como pertencendo à base da Zona Levisoni (Duarte, 1995), a qual, em Rabaçal, é representada por calcários em plaquetas centimétricas, difíceis de amostrar (membro Calcários nodulosos em plaquetas da Formação de S. Gião in Duarte & Soares, 2002).
Para cada amostra foram utilizados cerca de 300 g de sedimento, o qual foi sujeito ao tratamento laboratorial clássico: uso de petróleo e lavagem com água quente através duma série de crivos de malhas 2,0 mm, 0,5 mm, 0,150 mm e 0,063 mm; triagem da fracção 0,150 mm; observação das restantes fracções e triagem quando necessário. Considerou-se 1 indivíduo = 1 carapaça ou 1 valva para definição da diversidade, abundância e estrutura da população (adultos/jovens; carapaças/valvas).
3. Resultados e discussão
A parte do corte estudada (cerca de 50 metros de espessura) pertence à base da Formação de S. Gião (Duarte & Soares, 2002) e abrange os membros Margo-calcários com fauna de Leptaena, Calcários nodulares em plaquetas e parte do membro Margas e calcários margosos com Hildaites e Hildoceras (Fig. 1). Apresenta uma série margo-calcária alternante rica em macrofauna nectónica (amonites e, localmente, belemnites) e bentónica (essencialmente braquiópodes). Na microfauna são frequentes os ostracodos, presentes em quase todos os níveis amostrados e, também, foraminíferos, fragmentos de equinodermes (em especial radíolas de equinóides, artículos de crinóides, ofiurídeos e outras peças), de lamelibrânquios, de gastrópodes e dentes de peixe. A
maior parte da fauna de ostracodos identificada é já conhecida noutras regiões da Europa ocidental, sobretudo no Reino Unido, Irlanda (em offshore), França, Alemanha, Espanha, existindo porém várias espécies novas. Com base na biostratigrafia detalhada existente, foi possível conhecer as associações de ostracodos de cada zona de amonites. A Zona Polymorphum apresenta elevado número de espécies (40) e de indivíduos (cerca de 8000). O grupo melhor representado é o dos Metacopina, com pelo menos 11 espécies (Est. 1.1-10), sendo as mais abundantes Ogmoconcha cf. gr. hagenowi Drexler, 1958, Ogmoconcha convexa Boomer, 1991, Ogmoconcha intercedens Dreyer, 1967, Ogmoconcha cf. gr. amalthei (Quenstedt, 1858) e Ogmoconchella sp. 1.
São também comuns, entre outras e por ordem decrescente, as espécies Liasina lanceolata (Apostolescu, 1959), Kinkelinella sp. 1, Isobythocypris cf. ovalis Bate & Coleman, 1975, Isobythocypris tatei (Coryell, 1963), Ptychobairdia hahni (Lord & Moorley, 1974), Ecktyphocythere kniteri (Riegraf, 1984), Liasina vestibulifera Gramann, 1963, Paracypris sp. n. B aff. Paracypris? semidisca Drexler, 1958 e Bairdia aff. molesta Apostolescu, 1959. Algumas espécies aparecem, em Rabaçal, exclusivamente nesta Zona, como por exemplo: Kinkelinella sp. 1, E. kniteri, L. vestibulifera, P. sp. n. B aff. Paracypris? semidisca Drexler, 1958, Paracypris redcarensis (Blake, 1876), Gen. ind. 1 n. sp. A, Bairdia aff. molesta Apostolescu, 1959, Cardobairdia sp. A Ainsworth, 1987.
A Zona Levisoni apresenta baixo número de espécies (18) e de indivíduos (menos de 3000), quando comparada com a anterior. Tanto a diversidade (nº de espécies) como a
quantidade vão aumentando para o topo, mas na base algumas amostras são quase estéreis. Desaparecem por completo os Metacopina e surgem outras espécies, representantes de grupos (Super-famílias) já presentes anteriormente e que continuam até à actualidade, como Bairdiacypris rectangularis Ainsworth, 1986, Kinkelinella sermoisensis (Apostolescu, 1959), Ecktyphocythere intrepida (Bate & Coleman, 1975), Isobythocypris cf. dorsoconvexa Ainsworth, 1987, Monoceratina ungulina Triebel & Bartenstein, 1938, Gen. ind. 1 n. sp. B, Cytheropteron gwashense Bate & Coleman, 1975. Bairdiacypris rectangularis (dominante) e K. sermoisensis são as espécies mais abundantes e características desta Zona. Liasina lanceolata e I. tatei, pouco representadas, já existiam na Zona Polymorphum.
A amostra proveniente das “margas chocolate”, recolhida na possível extrema base da Zona Levisoni, muito próximo do limite com a Zona Polymorphum, corrobora os dados obtidos em Rabaçal nos níveis situados um pouco mais para cima do limite, já no membro Margas e calcários margosos com Hildaites e Hildoceras. Nesta amostra verificamos também a total ausência dos Metacopina e os ostracodos presentes, apesar de bem preservados, representam uma associação pobre em número de indivíduos e de espécies: K. sermoisensis (a espécie mais abundante e a única que não aparecia na zona anterior), L. lanceolata, P. hahni, Polycope pelta Fischer, 1961 e Paracypris sp.
No conjunto da parte da série estudada, os ostracodos indicam-nos variação brusca tanto na composição, como no número de espécies e de indivíduos, na passagem entre as zonas Polymorphum e Levisoni, extinguindo-se mesmo totalmente o grupo dos Metacopina (Fig. 2).
Esta variação (e extinção) é verificada em muitos países da Europa e em Portugal, além de Rabaçal, também em Peniche (Pinto et al., 2007) (Fig. 3). Inicialmente datada de idades situadas entre o Pliensbaquiano superior (por exemplo, na Bacia de Paris – Apostolescu, 1959) e o Toarciano inferior (por exemplo, na sondagem de Mochras, País de Gales – Boomer, 1991), a variação nas faunas de ostracodos e mesmo doutros grupos parece situar-se, cada vez com mais precisão a nível europeu, junto à passagem entre as zonas Polymorphum e Levisoni. Em Espanha, na Cadeia Ibérica, Gómez & Arias (2010) estudaram recentemente e em pormenor, os ostracodos e os isótopos estáveis de carbono e oxigénio de dois cortes (La Almunia e Sierra Palomera) bem datados por amonites, no intervalo Pliensbaquiano superior (Zona Tenuicostatum)–Toarciano médio (Zona Bifrons). Em ambos os cortes e apesar dos autores não referirem diferenciadamente o grupo dos Metacopina, remetendo a sua extinção para a bibliografia (Lord, 1982, Boomer et al., 2008), o desaparecimento final do grupo parece dar-se ao longo da Zona Tenuicostatum (=Polymorphum), antes do limite entre as zonas Tenuicostatum e Serpentinum (=Levisoni) (Fig. 3), pelo menos no corte de Sierra Palomera, surgindo depois do limite um conjunto de novas espécies de ostracodos, mais abundantes no topo da Zona
Serpentinum. No Reino Unido, na extensa sondagem de Mochras, Boomer (1991) e Boomer et al. (2008), situam a extinção dos Metacopina junto à passagem, inicialmente no topo da Zona Tenuicostatum (=Polymorphum) (Boomer, 1991), mais tarde (Boomer et al., 2008) na extrema base da Zona Falciferum (=Levisoni), ligeiramente acima do que acontece em Portugal. Tal como em Portugal, após a extinção dos Metacopina e drástica redução na fauna de ostracodos, surgem novos grupos que aumentam em número de espécies e de indivíduos para a parte superior da sondagem.
Na sondagem de Mochras o desaparecimento total dos Metacopina parece coincidir com a instalação da excursão isotópica negativa do carbono associada ao evento anóxico oceânico do Toarciano inferior (e. g. Jenkyns & Clayton, 1997), o que é bem evidenciado em Boomer et al. (2008). Em Portugal, este evento geoquímico isotópico está particularmente bem registado em toda a Bacia Lusitânica (e.g. Duarte, 1998; Duarte et al., 2004; 2007; Hesselbo et al., 2007; Suan et al., 2010), com particular ênfase para o estudo geoquímico detalhado de Hesselbo et al. (2007). Este evento permite definir uma perfeita correlação com a evolução dos Metacopina, situando-se a extinção imediatamente antes da excursão isotópica negativa do carbono (Cabral et al., 2011) sendo datada da extremidade superior da Zona Polymorphum (Fig. 3).
Fig.2. Comparação entre a abundância (nº de indivíduos) dos Metacopina e a dos outros grupos de ostracodos no Toarciano inferior de Rabaçal; a tracejado a extinção dos Metacopina.
Fig.2. Comparison between the Metacopina abundance (nº of individuals) and the other ostracod groups in the Lower Toarcian of Rabaçal; the dashed zone represents the Metacopina extinction.
Este evento isotópico, de carácter global, registado em muitos locais do globo no Toarciano (e.g. Hesselbo et al., 2000, 2007; Al-Suwaidi et al., 2010; Caruthers et al., 2011; Suan et al., 2011; referências aí contidas), está associado não só a um aumento global da temperatura (e.g. Dera et al., 2009; Gómez & Arias, 2010), como ao estabelecimento de condições anóxicas/disóxicas nas massas de água dos mares epicontinentais da Europa ocidental, levando à deposição de sedimentos ricos em matéria orgânica (e.g. Jenkyns & Clayton, 1997; Hesselbo et al., 2000; Röhl et al., 2001). As causas da extinção têm sido objecto de discussão por parte de vários autores (e.g. Wignall et al., 2005), a maior parte considerando as condições de anoxia como a causa principal, dada a correlação evidente. Recentemente, Gómez & Arias (2010), argumentando que o episódio anóxico não é síncrono na Europa, e que a extinção a nível dos ostracodos e doutros grupos de organismos se dá ao longo de todo o Toarciano inferior, apontam como causa as alterações na temperatura global, que foi aumentando progressivamente nesse período de tempo. No entanto, mesmo para estes autores, o pico máximo da extinção no grupo dos ostracodos é atingido na passagem entre as zonas Tenuicostatum (=Polymorphum) e Serpentinum (=Levisoni).
Independentemente das causas necessariamente associadas aos eventos atrás descritos, os registos micropaleontológicos observados na Bacia Lusitânica, tanto em Peniche como em Rabaçal-Coimbra, parecem não ser exactamente síncronos, tal como é evidenciado pelo controle biostratigráfico das amonites (Fig. 3), facto que carece de estudos adicionais.
Fig.3. Precisão biostratigráfica da extinção dos Metacopina e comparação com as excursões isotópicas associadas ao evento anóxico do Toarciano inferior, na Bacia Lusitânica, Cadeia Ibérica (Espanha) e País de Gales (RU). Dados micropaleontológicos: Rabaçal (neste trabalho); Peniche (Cabral et al., 2011). Dados isotópicos: Rabaçal-Coimbra (Duarte et al., 2004, 2007); Peniche (Hesselbo et al., 2007). Polym.-Polymorphum; Tenuic.-Tenuicostatum; Serpent.-Serpentinum; Falcifer.-Falciferum. Fig.3. Biostratigraphical precision of the Metacopina extinction and its comparison with the isotope excursions associated with the Toarcian anoxic event, in the Lusitanian Basin, Iberian Chain (Spain) and Wales (UK). Micropalaeontological data: Rabaçal (this work); Peniche (Cabral et al., 2011). Isotope data: Rabaçal-Coimbra (Duarte et al., 2004, 2007); Peniche (Hesselbo et al., 2007). Polym.-Polymorphum; Tenuic.-Tenuicostatum; Serpent.-Serpentinum; Falcifer.-Falciferum.
4. Conclusões
Na região de Coimbra, conforme se pode constatar a partir dos resultados obtidos, a última ocorrência dos Metacopina está seguramente situada no topo da Zona Polymorphum,
imediatamente antes da excursão isotópica negativa do carbono associada ao evento anóxico oceânico do Toarciano inferior e aumento geral da temperatura.
Muitas das discrepâncias encontradas até agora no que respeita a esta extinção, nomeadamente à sua datação, que parece hoje estar concentrada num intervalo de tempo bastante curto, situado junto à passagem da Zona Polymorphum para a Levisoni, são consequência de problemas biostratigráficos, como utilização de bases estratigráficas com diferente qualidade, estabelecidas com intervalos de amostragem muito variados, o que é sem dúvida o caso português de Rabaçal-Coimbra, onde a idade do evento de extinção tem vindo a ser precisada.
Agradecimentos
Contributo dos Projectos PTDC/CTE-GIX/098968/2008, PDCTE/CTA/44907/2002 e PEst-OE/CTE/UI0263/2011 (FCT/COMPETE-FEDER Portugal), financiados pela FCT, Portugal. Agradece-se ao Dr. Telmo Nunes (CBA, FCUL) a execução das fotografias de MEV.
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Estampa 1. Alguns ostracodos do Toarciano inferior de Rabaçal, região de Coimbra. Barra =100 µm; C – carapaça; VLD – vista lateral direita; VLE – vista lateral esquerda; VLVD – vista lateral da valva direita; VLVE – vista lateral da valva esquerda; VD – vista dorsal; f – fêmea; m – macho.
1 - Ogmoconcha cf. gr. amalthei (Quenstedt, 1858), VLVD, RAO-5. 2 - Ogmoconcha cf. circumvallata Dreyer, 1967, VLVD, RAO-10. 3 - Ogmoconcha convexa Boomer, 1991,VLVD, RAO-7. 4 - Ogmoconcha cf. gr. hagenowi Drexler, 1958, C, VLE, RAO-7. 5 - Ogmoconcha inflata (Ainsworth, 1987), VLVD, RAO-1. 6 - Ogmoconcha intercedens Dreyer, 1967, VLVE, RAO-4. 7 - Ogmoconcha sp. A Boomer, 1992, C, VLD, RAO-7. 8 - Ogmoconchella aspinata (Drexler, 1958), C, VLD, RAO-4. 9 - Ogmoconchella sp. 1, C, VLD, RAO-7. 10 - Ledahia septenaria (Gründel, 1964), C, VD, RAO-4. 11 - Kinkelinella sp. 1, VLVE, RAO-1. 12 - Bairdia aff. molesta Apostolescu, 1959, C, VLD, RAO-7. 13 - Ektyphocythere knitteri (Riegraf, 1984), VLVE, RAO-6. 14 – Isobythocypris tatei (Coryell, 1963), C, VLE, RAO-8. 15 - Liasina lanceolata (Apostolescu, 1959), C, VLD, RAO-10. 16 - Ptychobairdia hahni (Lord & Moorley, 1974), C, VLD, 230R58BB. 17 - Kinkelinella sermoisensis (Apostolescu, 1959), C, VLE, 230R58BB. 18 - Bairdiacypris rectangularis Ainsworth, 1986, C, VLD, RAO-16. 19 - Ektyphocythere intrepida (Bate & Coleman, 1975), C, VLD, RAO-11.
Plate 1. Some ostracods from the Lower Toarcian of Rabaçal, Coimbra region. Scale bar = 100 µm; C – carapace; RV – right view; LV – left view; RVLV – right valve, lateral view; LVLV – left valve, lateral view; DV – dorsal view; f – female; m- male.
1 - Ogmoconcha cf. gr. amalthei (Quenstedt, 1858), RVLV, RAO-5. 2 - Ogmoconcha cf. circumvallata Dreyer, 1967, RVLV, RAO-10. 3 - Ogmoconcha convexa Boomer, 1991, RVLV, RAO-7. 4 - Ogmoconcha cf. gr. hagenowi Drexler, 1958, C, LV, RAO-7. 5 - Ogmoconcha inflata (Ainsworth, 1987), RVLV, RAO-1. 6 - Ogmoconcha intercedens Dreyer, 1967, LVLV, RAO-4. 7 - Ogmoconcha sp. A Boomer, 1992, C, RV, RAO-7. 8 - Ogmoconchella aspinata (Drexler, 1958), C, RV, RAO-4. 9 - Ogmoconchella sp. 1, C, RV, RAO-7. 10 - Ledahia septenaria (Gründel, 1964), C, VD, RAO-4. 11 - Kinkelinella sp. 1, LVLV, RAO-1. 12 - Bairdia aff. molesta Apostolescu, 1959, C, RV, RAO-7. 13 - Ektyphocythere knitteri (Riegraf, 1984), LVLV, RAO-6. 14 - Isobythocypris tatei (Coryell, 1963), C, LV, RAO-8. 15 - Liasina lanceolata (Apostolescu, 1959), C, RV, RAO-10. 16 - Ptychobairdia hahni (Lord & Moorley, 1974), C, RV, 230R58BB. 17 - Kinkelinella sermoisensis (Apostolescu, 1959), C, LV, 230R58BB . 18 - Bairdiacypris rectangularis Ainsworth, 1986, C, RV, RAO-16. 19 - Ektyphocythere intrepida (Bate & Coleman, 1975), C, RV, RAO-11.
