PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO DOS SEDIMENTOS SUPERFICIAIS
DE FUNDO DO COMPLEXO RECIFAL DE MARACAJAÚ,
RN, BRASIL
Autor:
Oc. EDUARDO VITARELLI DE QUEIROZ
Orientador:
Prof. Dr. RICARDO FARIAS DO AMARAL (DG/PPGG-UFRN)
Dissertação n°71/PPGG
CARACTERIZAÇÃO DOS SEDIMENTOS SUPERFICIAIS
DE FUNDO DO COMPLEXO RECIFAL DE MARACAJAÚ,
RN, BRASIL
Autor:
Oc. EDUARDO VITARELLI DE QUEIROZ
Dissertação de Mestrado
apresentada em 15 de Dezembro de 2008, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Terra, com área de concentração em Geodinâmica pelo Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica da UFRN.
Comissão Examinadora:
Prof. Dr. Ricardo Farias do Amaral (DG/PPGG-UFRN - Orientador) Prof. Dra. Helenice Vital (DG/PPGG-UFRN)
Prof. Dr. Antonio Henrique da F. Klein (CTTMar/UNIVALI)
Agradecimentos
Agradecimentos especiais ao meu orientador, Dr. Ricardo Farias do Amaral, principalmente pela paciência e confiança na finalização do trabalho.
À CAPES, pela bolsa de estudos, ao PROMAR pela viabilização do projeto, e à ONG Oceânica pelo apoio.
Às professoras Maria de Fátima C. F. dos Santos (Professora de Paleontologia/UFRN), Dra. Liana de Figueiredo Mendes (Professora de Zoologia de Invertebrados/UFRN) e Dra. Helena Matthews-Cascon (Professora de Zoologia/UFC), pelas orientações na identificação dos componentes bióticos.
Ao professor Aristotelino Monteiro Ferreira (Professor de Estatística e Ecologia/UFRN), pelas orientações estatísticas.
À professora Dra. Helenice Vital (Professora de Tópicos Avançados em Geofísica/UFRN), pelas orientações no âmbito da sedimentologia.
Aos professores Dr. Antonio Carlos Galindo (Professor de Sistema Terra/UFRN) e Dr. Venerando Eustáquio, (Professor de Processamento Digital de Imagens/UFRN), pelas conversas e dicas de trabalho, principalmente nas horas mais difíceis.
Ao professor Dr. Edmundo Pereira (Professor de Antropologia/UFRN), pelos conselhos e acompanhamento do projeto.
À técnica de Laboratório Fátma Maria B. de Morais (Lab. Sedimentologia/UFRN), pela assistência e coordenação do laboratório.
Á equipe técnica de campo, Anna Cristina Braz Machado (Administradora), Estevão O. V. Martins (Coordenador), Risonaldo Barbosa da Silva (Mestre da embarcação), José Maria do Nascimento, (Mergulhador), Altamir Santos Pereira Leite (Auxiliar técnico), por todo o auxílio de campo.
Aos Estagiários, Iara Gonçalves Costa, Lindenberg de Araújo Correia, Verena de Medeiros Luiz Vianna, Silvia Amorim, Álvaro Crisanto, Vinícius Carbone, Jordão Douglas e Renato Galdino, pelos auxílios na execução da etapa de laboratório.
Aos companheiros de trabalho, Guilherme Pierri, Jonas Ricardo dos Santos e Clébia Bezerra da Silva, por todo o apoio.
À Dra. Valeria Rego, Henrique Cadete, Felipe Santos, Eric Neubauer, Márcio Martinez, Paulo César do Rego e César Grossi. (Ampliando os estudos oceanográficos).
À minha namorada Aline Sbizera Martinez, pelo amor, carinho e atenção.
Aos amigos Igor, Preto, Aline, Rodrigo, Alexandre, André, Juliana, Karen, Fernanda, Maria’s, Bia, André (Santos), Bianca, Tati, André (Rato), Paola, CBI, Lui, Mocotó, Pezão, Lucas, Mauro, Marina, Márcio, Delano, Fátima, Lindaraí, Mauricio e Mario, pelo companheirismo durante esta etapa da minha vida.
Epígrafe
“Quando da minha viagem a bordo do H. M. S. Beagle, na condição de naturalista,
fiquei deveras impressionado com certos fatos relativos à distribuição dos seres vivos
existentes na América do Sul e às relações geológicas entre a fauna e a flora atual e
extinta de tal continente.”
Charles Darwin
“Ninguém pode, dizia Heráclito, tomar banho duas vezes no mesmo rio, porque o rio de
ontem não é o rio de hoje e não será de amanhã. Esta é a concepção mais exata da
Relatividade: tudo flui, nada para.”
Albert Einstein
“Uma das concepções filosóficas mais importantes do budismo deriva daquilo que é
conhecido como teoria da vacuidade. Em seu coração está o profundo reconhecimento
de que existe uma disparidade fundamental entre o modo como percebemos, inclusive
nossa existência dentro dele, e o modo como as coisas realmente são.”
Resumo
O estudo realizado teve como principal objetivo analisar as características dos sedimentos superficiais de fundo, atuantes localmente, no complexo recifal de Maracajaú e no canal de São Róque, sob diferentes aspectos: composição biogênica, concentração de carbonato de cálcio e granulometria do sedimento. Os resultados apresentaram as variações no sedimento superfícial do fundo marinho quanto à Biofácies, Análise Granulométrica, Classificação Faciológica e Classificação de Rodólitos. Observou-se claramente diferentes padrões sedimentológicos existentes nos recifes e no canal localizado entre os recifes e a costa, refletido em todos os parâmetros levantados, revelando um ambiente carbonático, com predomínio de algas calcárias, associadas a um substrato inconsolidado com granulação grossa. Enfatiza-se a contribuição das algas calcárias na produção de sedimentos carbonáticos, com alguma influência de foraminíferos próximos à costa. A distribuição granulométrica apresentou resultados importantes na classificação dos sedimentos. Os sedimentos de tamanho médio se restringiram no canal numa área protegida pelos recifes, enquanto que o sedimento com granulação grossa se distribuiu no restante da área, cobrindo parte da crista e toda região frontal do recife, além de uma região mais ao sul do canal. Rodólitos elípticos se distribuiram em quase toda área, excluindo apenas uma região ao sul do canal e protegido pelos recifes com predomínio de rodólitos discoidais. O predomínio de rodólitos elípticos com pouca ou nenhuma ramificação permite inferir um ambiente de alta energia hidrodinâmica, e a presença de rodólitos discoidais exclusivamente nos pontos ao norte do canal de São Roque e protegidos pelos Recifes possivelmente delimita uma área de menor hidrodinâmica. O presente trabalho constitui mais uma contribuição para o entendimento das características sedimentológicas atuantes localmente nos ambientes recifais, em especial os Parrachos de Maracajaú, em virtude de seu complexo ecossistema composto por uma diversidade de fauna e flora, ainda pouco estudadas no Brasil, contrapondo ao crescimento acelerado de extrações e usufrutos dos recursos naturais causando impactos muitas vezes irreversíveis ao meio ambiente.
Abstract
The study carried out in the environment of Maracajaú reef an São Roque channel, had as main objective to analyze the characteristics of sediments active locally expressed in the grains, through collections of sediments in the field, technical processing and data analyzes of sediments. Data processing were made on three main aspects: biotic composition, concentration of calcium carbonate and particle size of the sediment. Differences between the sediments of the reefs and channel were observed. It was emphasized the contribution of algae limestone in the production of carbonate, with some influence of foraminifera near the coast. The particle size distribution presented significant results for the understanding of locally sedimentary deposits. The results showed an environment of carbonate, with predominance of algae limestone, associated to unconsolidated sediments with gross granularity, besides the presence of rhodoliths in all samples.The fragmentation of biotic components and the prevalence of elliptical rhodoliths with little or no branch, indicate an environment of high energy hydrodynamics. This work is a further contribution to the understanding of sedimentology active locally in reef environments, in particular the of Maracajaú reef, by virtue of their complex ecosystem composed of a diversity of wild fauna and flora that still little studied in Brazil comparing to accelerated growth of teeth extractions and usufructs of natural resources causing often irreversible impacts to the environment.
Índice
Agradecimentos ... IV Epígrafe ... VI Resumo ... VII Abstract ... VIII Índice ... IX Lista de Figuras ... X Lista de Tabelas ... XIV
1 INTRODUÇÃO ... 1
2 OBJETIVOS ... 3
2.1 Objetivo Geral ... 3
2.2 Objetivos Específicos ... 3
3 MATERIAIS E MÉTODOS ... 4
3.1 Area de Estudo ... 6
3.2 Planejamento de Campo ... 17
3.3 Amostragem ... 17
3.4 Pré-tratamento das Amostras ... 19
3.5 Tratamento das Amostras ... 19
3.6 Processamento dos Dados ... 22
4 RESULTADOS ... 30
4.1 Análise Táctil-visual ... 30
4.2 Composição Biogênica dos Sedimentos ... 32
4.3 Concentração de Carbonato de Cálcio ... 44
4.4 Análise Granulométrica ... 48
4.5 Classificação Faciológica ... 57
4.6 Granulometria dos Rodólitos ... 64
4.7 Classificação dos Rodólitos ... 70
5 DISCUSSÃO ... 74
6 CONCLUSÃO ... 78
7 REFERÊNCIAS ... 79
8 ANEXOS ... 85
8.1 Anexo 1 – Fotos ... 85
8.2 Anexo 2 – Gráficos ... 101
8.3 Anexo 3 - Tabelas ... 131
Lista de Figuras
Figura 1: Fluxograma metodológico. ... 5 Figura 2: Localização da Área de Proteção Ambiental dos Recifes de Corais. ... 7 Figura 3: Características gerais da área de estudo. ... 8 Figura 4: Perfil batimétrico perpendicular à linha de costa central aos Parrachos de Maracajaú (modificado de Amaral et al., 2005). ... 9 Figura 5: Principais feições do tipo de fundo do complexo recifal de Maracajaú:
Fanerógamas Marinhas (FM), Fundo Arenoso (FA), Recifes Submersos (RS) e Recifes Intermarés (RI) (modificado de Amaral et al. 2005). ... 10 Figura 6: Variação da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) sob influência das zonas de alta pressão (A) do Atlântico Sul (a) e Atlântico Norte (b). ... 14 Figura 7: Bacia Hidrográfica do rio Maxaranguape (Fonte: SEMARH) ... 15 Figura 8: Corrente superficial do oceano Atlântico Tropical: Corrente Equatorial Norte (CEN), Contra-Corrente Equatorial Norte (CCEN), Corrente Equatorial Sul (CES) e suas ramificações norte (n) central (c) e sul (s) (Lumpkin & Garzoli, 2005)... 16 Figura 9: Mapa dos 30 pontos amostrais coletados, enfatizando os seis perfis (P1, P2, P3, P4, P5 e P6). ... 18 Figura 10: Sistema de coleta de sedimento do tipo draga de arrasto. ... 18 Figura 11: Composição biogênica total do sedimento. ... 32 Figura 12: Abundância relativa (%) da composição biogênica do sedimento de cada ponto amostral. ... 33 Figura 13: Abundância relativa das Algas Calcárias (%), vista em perfis (a) e
Interpolação da variação superficial (b). ... 35 Figura 14: Abundância relativa (%) do filo Rhizopoda (Foraminíferos), vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 36 Figura 15: Abundância relativa de Gastrópodas, do filo Mollusca (%), vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 37 Figura 16: Abundância relativa (%) das Bivalvias, do filo Mollusca, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 38 Figura 17: Abundância relativa (%) do filo Porifera (Espículas de Esponjas), vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 39 Figura 18: Abundância relativa (%) dos Echinodermatas, vista em perfis (a) e
Interpolação da variação superficial (b). ... 40 Figura 19: Análise de Componentes Principais da abundância relativa dos sedimentos biogênicos, destacando os grupos similares quanto a Alga Calcária (Alg), filo
Rhizopoda (For), classe Gastrópoda (Gas), filo Porifera (Esp) e filo Echinodermata (Eq). ... 42 Figura 20: Dendograma da Análise de Agrupamento utilizando os dados dos
Figura 25: Gráficos dos resultados estatísticos, tendência central (phi), desvio do padrão
(phi), assimetria e curtose, de todos os Pontos Amostrais. ... 49
Figura 26: Análise da Moda, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 51
Figura 27: Análise da Mediana, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 52
Figura 28: Análise da Média, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 53
Figura 29: Análise do Grau de Seleção, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 54
Figura 30: Análise da Assimetria, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 55
Figura 31: Análise da Curtose, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 56
Figura 32: Distribuição granulométrica da Freqüência Simples dos pontos amostrais destacando suas classificações quanto à média (Areia muito grossa (Amg), Areia grossa (Ag) e Areia média (Am)) e grau de seleção (Pobremente selecionada (Ps) e Moderadamente selecionada (Ms)). ... 59
Figura 33: Distribuição granulométrica da Freqüência Acumulada aritmética (a) e logarítmica (b) dos pontos amostrais destacando suas classificações quanto à média (Areia muito grossa (Amg), Areia grossa (Ag) e Areia média (Am)) e grau de seleção (Pobremente selecionada (Ps) e Moderadamente selecionada (Ms)). ... 60
Figura 34: Análise de Componentes Principais dos dados de granulometria dos pontos amostrais destacando suas classificações quanto à média (Areia muito grossa (Amg), Areia grossa (Ag) e Areia média (Am)) e grau de seleção (Pobremente selecionada (Ps) e Moderadamente selecionada (Ms)). ... 62
Figura 35: Dendograma da Análise de Agrupamento dos dados de granulometria dos pontos amostrais destacando suas classificações quanto à média (Areia muito grossa (Amg), Areia grossa (Ag) e Areia média (Am)) e grau de seleção (Pobremente selecionada (Ps) e Moderadamente selecionada (Ms)). ... 63
Figura 36: Distribuição espacial da Classificação Faciológica quanto à média e o grau de seleção. ... 64
Figura 37: Gráficos das dimensões dos rodólitos presentes em cada PA. ... 65
Figura 38: Diâmetro médio dos rodólitos (cm), vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 67
Figura 39: Volume médio (cm3) dos rodólitos vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 68
Figura 40: Esfericidade média dos rodólitos, vista em perfis (a) e Interpolação da variação superficial (b). ... 69
Figura 41: Análise de Componentes Principais dos dados dos eixos dos rodólitos destacando os pontos similares quanto ao Diâmetro (D), Esfericidade (Esf) e classificação Discoidal Laminar Fino (DLf). ... 71
Figura 42: Dendograma da Análise de Agrupamento dos dados dos eixos dos rodólitos destacando os pontos similares quanto ao Diâmetro, maior e menor, do que dois centímetros (Dma e Dme), Esfericidade (Esf) e a classificação Discoidal Laminar Fina (DLf). ... 72
Figura 43: Distribuição superficial das classificações dos rodólitos. ... 73
Figura 44: Fotos ponto amostral 01. ... 85
Figura 45: Fotos ponto amostral 02. ... 85
Figura 47: Fotos ponto amostral 04. ... 86
Figura 48: Fotos ponto amostral 05. ... 87
Figura 49: Fotos ponto amostral 06. ... 87
Figura 50: Fotos ponto amostral 07. ... 88
Figura 51: Fotos ponto amostral 08. ... 88
Figura 52: Fotos ponto amostral 09. ... 89
Figura 53: Fotos ponto amostral 10. ... 89
Figura 54: Fotos ponto amostral 11. ... 90
Figura 55: Fotos ponto amostral 12. ... 90
Figura 56: Fotos ponto amostral 13. ... 91
Figura 57: Fotos ponto amostral 14. ... 91
Figura 58: Fotos ponto amostral 15. ... 92
Figura 59: Fotos ponto amostral 16. ... 92
Figura 60: Fotos ponto amostral 17 ... 93
Figura 61: Fotos ponto amostral 18. ... 93
Figura 62: Fotos ponto amostral 19. ... 94
Figura 63: Fotos ponto amostral 20. ... 94
Figura 64: Fotos ponto amostral 21. ... 95
Figura 65: Fotos ponto amostral 22. ... 95
Figura 66: Fotos ponto amostral 23. ... 96
Figura 67: Fotos ponto amostral 24. ... 96
Figura 68: Fotos ponto amostral 25. ... 97
Figura 69: Fotos ponto amostral 26. ... 97
Figura 70: Fotos ponto amostral 27. ... 98
Figura 71: Fotos ponto amostral 28. ... 98
Figura 72: Fotos ponto amostral 29. ... 99
Figura 73: Fotos ponto amostral 30. ... 99
Figura 74: Artículos de algas calcárias. ... 100
Figura 75: Testas de foraminíferos. ... 100
Figura 76: Conchas de moluscos da classe Gastrópoda. ... 100
Figura 77: Conchas de moluscos da classe Bivalvia. ... 100
Figura 78: Espículas de esponjas, bolacha do mar e espinho de ouriço. ... 100
Figura 79: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 01. ... 101
Figura 80 Distribuição Granulométrica do ponto amostral 02. ... 101
Figura 81: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 03. ... 102
Figura 82: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 04. ... 102
Figura 83: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 05. ... 103
Figura 84: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 06. ... 103
Figura 85: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 07. ... 104
Figura 86: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 08. ... 104
Figura 87: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 09. ... 105
Figura 88: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 10. ... 105
Figura 89: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 11. ... 106
Figura 90: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 12. ... 106
Figura 91: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 13. ... 107
Figura 92: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 14. ... 107
Figura 93: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 15. ... 108
Figura 94: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 16. ... 108
Figura 95: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 17. ... 109
Figura 97: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 19. ... 110
Figura 98: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 20. ... 110
Figura 99: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 21. ... 111
Figura 100: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 22. ... 111
Figura 101: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 23. ... 112
Figura 102: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 24. ... 112
Figura 103: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 25. ... 113
Figura 104: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 26. ... 113
Figura 105: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 27. ... 114
Figura 106: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 28. ... 114
Figura 107: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 29. ... 115
Figura 108: Distribuição Granulométrica do ponto amostral 30. ... 115
Figura 109: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 01. . 116
Figura 110: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 02. . 116
Figura 111: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 03. . 117
Figura 112: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 04. . 117
Figura 113: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 05. . 118
Figura 114: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 06. . 118
Figura 115: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 07. . 119
Figura 116: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 08. . 119
Figura 117: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 09. . 120
Figura 118: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 10. . 120
Figura 119: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 11. . 121
Figura 120: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 12. . 121
Figura 121: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 13. . 122
Figura 122: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 14. . 122
Figura 123: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 15. . 123
Figura 124: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 16. . 123
Figura 125: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 17. . 124
Figura 126: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 18. . 124
Figura 127: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 19. . 125
Figura 128: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 20. . 125
Figura 129: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 21. . 126
Figura 130: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 22. . 126
Figura 131: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 23. . 127
Figura 132: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 24. . 127
Figura 133: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 25. . 128
Figura 134: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 26. . 128
Figura 135: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 27. . 129
Figura 136: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 28. . 129
Figura 137: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 29. . 130
Figura 138: Distribuição do diâmetro dos rodólitos presentes no ponto amostral 30. . 130
Figura 139: Teste de mesa do programa de análise granulométrica... 161
Lista de Tabelas
Tabela 1: Classificação de Rodólitos (Bosence, 1983a)... 22
Tabela 2: Classificação dos sedimentos segundo a escala Wentworth (1922) apud Suguio (1973). ... 23
Tabela 3: Limites de classificação do Grau de seleção. ... 25
Tabela 4: Limites de classificação da assimetria. ... 26
Tabela 5: Limites de classificação da curtose. ... 27
Tabela 6: Análise táctil-visual das amostras de sedimento. ... 30
Tabela 7: Valores das Explicabilidades. ... 42
Tabela 8: Classificação Faciológica das amostras de sedimento. ... 58
Tabela 9: Valores das Explicabilidades. ... 62
Tabela 10: Classificações médias dos rodólitos segundo Bosence (1983a). ... 70
Tabela 11: Valores das Explicabilidades. ... 72
Tabela 12: Informações gerais da coleta de sedimento. ... 131
Tabela 13: Dados levantados na triagem do grão ... 132
Tabela 14: Componentes biogênicos do sedimento. ... 133
Tabela 15: Porcentagem de carbonato de cálcio calculado através do método do ataque com ácido e triagem do grão. ... 134
Tabela 16: Granulometria do sedimento em gramas. ... 135
Tabela 17: Distribuição da freqüência granulométrica e freqüência acumulada do sedimento. ... 136
Tabela 18:Resultado dos percentis calculados. ... 138
Tabela 19: Resultados estatísticos do sedimento. ... 139
Tabela 20: Freqüência simples do sedimento (Classificação Wentworth). ... 140
Tabela 21: Medidas e classificações dos rodólitos. ... 141
1 INTRODUÇÃO
O ambiente recifal é considerado um dos ecossistemas mais ricos do planeta, sustentando uma grande associação de organismos, destacando-se pela sua riqueza taxonômica, diversidade de formas, hábitos de vida, comportamento e relações ecológicas. A alta variedade de espécies favorece a ocupação dos indivíduos em diferentes nichos ecológicos, sendo importante para a manutenção do ecossistema uma vez que esta característica tem papel fundamental na resiliência dos recifes de corais (Nyström et al. 2000, McClanahan et al. 2002, Scheffer et al. 2001).
Em termos sedimentológicos, o ambiente recifal é mais adequadamente chamado de complexo recifal, pois, além do recife propriamente dito, abrange também as fácies associadas aos flancos recifais e às zonas inter-recifais (Suguio, 2003).
Os recifes podem ser importantes como áreas de desova, berçário, procriação e alimentação de uma infinidade de organismos. Protegem a linha de costa contra a ação das ondas e correntes, evitando a ocorrência de erosões costeiras e tem um papel significativo no balanço de cálcio no mundo todo (Moberg & Folke, 1999).
Os recifes são constituídos principalmente por algas e corais. As algas vermelhas calcárias podem ser de igual ou maior importância, sobretudo na face marinha do recife, uma vez que são mais aptas a tolerar a ação das ondas. Essas algas contribuem, não somente para a estrutura do recife, como também para sua produção primária (Odum, 2004).
a luz não é um fator limitante e pouco influencia na produção orgânica neste espaço de profundidade (Reading, 1996).
Sedimentos carbonáticos costeiros são modificados e depositados por uma ampla cadeia de organismos não calcários, na qual os efeitos são quebras, re-distribuição ou re-texturização do sedimento. Substratos carbonáticos podem ser enfraquecidos ou mesmo destruídos por uma variedade de organismos incluindo micro-esponjas, algas, fungos, e pastagem de organismos maiores, raspadores e comedores de rocha carbonática. Estas bio-erosões são fatores críticos na destruição de recifes. Depósito, resultante da alimentação de organismos comumente agregados às lamas carbonáticas de pelotas fecais, é outro componente relevante dos depósitos carbonáticos. Organismos escavadores são importantes na mistura dos sedimentos e mudança do ambiente deposicional original (Reading, 1996).
Os sedimentos carbonáticos apresentam uma granulometria bem variada, de cascalho à lama calcária (Tinoco, 1989).
Fácies marinha são depósitos sedimentares acumulados nos oceanos determinados pelas condições ambientais (Guerra, 1978; Suguio, 1998). A fácies consiste na soma das características do tipo de depósito (Mabesoone, 1968; Whitten & Broks, 1983). Os parâmetros ou aspectos a serem considerados para estudos da fácies podem ser resumidos em: geometria do depósito, litologia, estruturas sedimentares, padrão de paleocorrentes e fósseis (Tinoco, 1974; Suguio, 2003).
O aspecto paleontológico (assembléia de fósseis) do sedimento permite distinguir as Biofácies (Whitten & Brooks, 1983; Suguio, 1992). O termo Litofácies é utilizado para as características físicas e químicas do sedimento (Reading, 1989).
O presente trabalho descreve as características sedimentológicas que ocorrem na plataforma rasa do complexo recifal, chamado localmente de Parrachos de Maracajaú, e um canal entre os recifes e a costa, denominado de São Roque.
A área de estudo está inserida numa Área de Proteção Ambiental, denominada APA dos Recifes de Corais. As Áreas de Proteção Ambiental (APA's) são unidades de conservação destinadas a proteger e conservar a qualidade ambiental e os sistemas naturais ali existentes, visando a melhoria da qualidade de vida da população local e também objetivando a proteção dos ecossistemas regionais (Resolução CONAMA, 1988).
princípios ecológicos e as normas de preservação ambiental. Em suma, o processo de gestão direcionado pela criação de um espaço ideal para as práticas de Desenvolvimento Sustentável (Franco, 1997).
O presente trabalho demonstra ser uma importante ferramenta para ampliar o conhecimento das características sedimentológicas da APA, além de ser um componente importante, em conjunto com estudos multidisciplinares, para auxiliar nas decisões no manejo deste importante e complexo ecossitema.
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Caracterização dos sedimentos superficiais da plataforma marinha rasa entre o ambiente recifal de Maracajaú e o canal de São Roque.
2.2 Objetivos Específicos
1. Fazer o levantamento bibliográfico relevante à área de estudo; 2. Realizar o planejamento prévio à coleta de campo;
3. Realizar coletas de sedimento em pontos amostrais;
4. Descrever visualmente as características dos sedimentos coletados; 5. Analisar a composição biogênica do sedimento coletado;
6. Determinar a concentração de carbonatos no sedimento;
7. Desenvolver e executar a análise granulométrica e a classificação faciológica dos sedimentos coletados;
3 MATERIAIS E MÉTODOS
O Presente trabalho foi realizado no Departamento de Geologia – UFRN, nos seguintes laboratórios: Laboratório de Sedimentologia, Laboratório de Microscopia de Pesquisa e Laboratório de Estudos Geoambientais. A Metodologia adotada envolve seis etapas principais e dezesseis subdivisões (Figura 1).
Figura 1: Fluxograma metodológico.
Am
ost
ragem
P
ré-t
rat
am
ent
o
Trat
am
ent
o
Processamento
R
es
ulta
d
os
Pr
é-am
ost
ragem
Interpretação e Caracterização Sedimentológica Análise Espacial Triagem Porcentagem de
CaCO3
Granulometria
Análise Granulométrica Classificação
Faciológica Análise
Multivariada
Coleta de campo
Secagem
Fotografia
Análise Táctil visual
Quarteamento Lavagem Planejamento
3.1 Area de Estudo
3.1.1 Aspectos Gerais
Após a separação entre o continente Sul-Americano e a África e a subseqüente conexão do oceano Atlântico (Norte e Sul) na idade Cenomaniana do Período Cretáceo (95 milhões de anos atrás), a composição da fauna e flora marinha passou a depender principalmente das transgressões iniciadas neste tempo (Rand & Mabesoone, 1982).
O limite entre zonas biogênicas na plataforma nordestina parece ter variado em função da ultima transgressão Holocênica (França et al. 1976; Coutinho, 1981; Barbosa, 1987/89). Isso se torna mais evidente no limite entre as fácies terrígena e carbonática, onde as algas já iniciaram a ocupação de depósitos regressivos de areia quartzoza compacta (França et al. 1976). Na região de Touros, o auge da transgressão ocorreu por volta de 5200 anos (calib.) atrás, chegando a ultrapassar dois metros acima do nível médio atual (Bezerra, et al. 1998; Caldas et al. 2006) e o crescimento dos recifes de corais atuais iniciou-se há pelo menos 7.220 anos (calib.) concomitante ao fato verificado em outras partes do mundo (Suguio, 2003).
Atualmente uma extensa área de ambientes recifais de águas rasas pode ser observada na plataforma continental brasileira, em especial na região Nordeste. Esta característica resulta da existência de uma plataforma rasa, com águas de elevada salinidade e relativamente quentes. A predominância de um clima semi-árido no continente ocasiona em um reduzido fornecimento de material terrígeno à plataforma, o que possibilita a existência de um substrato duro, adequado à fixação de uma epifauna. Finalmente, a pouca quantidade de corais hermatípicos, deixa livre grande parte do substrato favorecendo o desenvolvimento das algas calcárias que são os principais constituintes orgânicos dos sedimentos carbonáticos encontrados na plataforma do Nordeste (Martins & Coutinho, 1981; Coutinho, 1981; Barbosa, 1987/89).
3.1.2 Área de Proteção Ambiental dos Recifes de Corais
A APA dos Recifes de Corais foi criada pelo Governo do Estado do Rio Grande do Norte, através do Decreto Estadual n°15.476, de 06/06/2001. É de propriedade da União e foi cedida ao Governo do Estado sob a responsabilidade do IDEMA. Esta área corresponde à região marinha que abrange a faixa costeira dos municípios de Maxaramguape, Rio do Fogo e Touros com 180.000 hectares, com o objetivo de Proteger a biodiversidade e a vida marinha presente na área com ocorrência de recifes e suas adjacências (IDEMA, 2001).
Caracteriza-se por apresentar um complexo de recifes (Figura 2), na qual se observa quatro feições importantes: Parrachos de Maracajaú, Parrachos do Rio do Fogo, Parrachos do Cação e Parrachos do Cioba (Santos, et al., 2007).
3.1.3 Localização da Área de Estudo
O presente estudo abrange basicamente os Parrachos de Maracajaú e o canal existente entre os recifes e a costa, denominado de São Roque. Localizados entre as coordenadas 5°20’S, 35°17’W e 5°26’S, 35°14’W, em frente à praia de Maracajaú, no município de Maxaranguape, Rio Grande do Norte (Figura 3).
35°15'0"W 35°18'0"W
5°2
1
'0
"S
5°2
4
'0"
S
5°2
7
'0"
S
0 1 2Km
´
Praia deMaracajaú
Parrachos de Maracajaú
C
an
a
l de
Sã o
R
oq
ue
Contorno dos recifes Continente
3.1.4 Geomorfologia
O Parracho de Maracajaú é o maior complexo recifal da APA dos Recifes de Corais com, aproximadamente, 9 km de extensão e 3 km de largura. É um corpo de arenito recoberto por rochas biogênicas classificado como tipo franja (Amaral et al., 2005). Este tipo de recife caracteriza-se por ser paralelo à linha de costa, apresentando um canal entre eles, e seu topo tem forma mais ou menos tabular sendo parcialmente exposto (emerso) durante a maré baixa (Suguio, 2003).
Pode-se subdividir o complexo recifal em canal, retro-recife, crista e recife frontal (Figura 4).
Figura 4: Perfil batimétrico perpendicular à linha de costa central aos Parrachos de Maracajaú (modificado de Amaral et al., 2005).
O canal de São Roque, presente entre o recife e a costa, apresenta uma largura de aproximadamente quatro quilômetros e sua profundidade não ultrapassa a dez metros. O retrorecife é a região voltada para a costa que normalmente sofre menos com o impacto das ondas devido à proteção exercida pela crista e pelo recife frontal. A crista permanece a uma profundidade média inferior a cinco metros e durante as marés baixas fica parcialmente exposta (Lima, 2002; Amaral et al. 2005; Santos et al. 2007).
Figura 5: Principais feições do tipo de fundo do complexo recifal de Maracajaú: Fanerógamas Marinhas (FM), Fundo Arenoso (FA), Recifes Submersos (RS) e Recifes Intermarés (RI) (modificado de Amaral et al. 2005).
3.1.5 Sedimentologia
A plataforma continental brasileira representa, a nível global, a maior extensão coberta por sedimentos carbonáticos (Dias, 2000). São representados por areia e cascalho formado por artículos, fragmentos e restos de algas calcárias ramificadas ou maciças, com predominância de artículos de Halimeda em alguns locais. Contudo, em pequenas depressões topográficas da plataforma ou zonas protegidas pelos recifes, acumulam-se lamas calcárias e terrígenas ricas em matéria orgânica (Kempf et. al., 1970; Martins & Coutinho, 1981).
Os sedimentos presentes no ambiente recifal de Maracajaú são essencialmente carbonáticos (a maioria com mais de 80% de carbonato de cálcio) compostos por material grosso a médio (fragmentos de conchas e restos de carapaças de organismos marinhos) podendo ser encontrado lama terrígena em pequena quantidade (Amaral, 2002; Lima, 2002).
O teor de carbonato de cálcio (CaCO3) aumenta à medida que se aproxima dos
recifes. Próximo à linha de costa a composição de CaCO3 apresenta uma média de 74%,
90%, nos recifes o teor de CaCO3 ultrapassa 95% e nas bordas externas apresentam
94% em média (Lima, 2002).
3.1.6 Composição Biótica
A região oeste do oceano Atlântico tem a segunda maior biodiversidade de comunidades recifais do Planeta (Moberg & Folke, 1999). Investigações de campo realizadas na plataforma continental do estado do Rio Grande do Norte revelam que esqueletos carbonáticos, particularmente onde vivem algas calcárias e moluscos, são constantemente abastecidos, transportados e depositados junto à região. As algas calcárias são produtoras de areia e cascalhos carbonáticos e dominam por toda a área, enquanto os moluscos são abundantes em áreas protegidas (Testa et al., 1999).
3.1.6.1 Algas calcárias
A plataforma nordestina é caracterizada por uma importante e ativa produção carbonática, que se traduz pela enorme extensão e homogeneidade dos fundos de algas calcárias. Essa grande “floresta” de algas pode ser responsável pela diminuição das condições de supersaturação das águas de CaCO3 devido à fixação do mesmo por parte
desses organismos, não havendo condições para precipitação não esqueletal (oólitos, agregados, lumps) (Coutinho, 1981).
Vários anos de estudo da costa do nordeste do Brasil mostraram a importância tomada pelas algas calcárias, principalmente pelas Rhodophytas da família Corallinaceae. As Coralináceas são algas vermelhas que precipitam em suas paredes celulares o CaCO3 e magnésio, sob a forma de cristais de calcita (Dias, 2000).
Observa-se uma grande variação dos tipos morfológicos das algas calcárias em função da profundidade de ocorrência e dos setores geográficos ao longo da plataforma continental brasileira. (Dias 2000).
Silva (2006) realizou um levantamento de algas marinhas no Parracho de Maracajaú constatando as seguintes espécies de algas Corallinaceae: Amphiroa
anastomosans (Weber Bosse), Amphiroa beauvoisii (J. V. Lamour), Haliptilon
subulatum (J. Ellis & Sol; H. W. Johans), Jania adhaerens (J. V. Lamour) e Jania
pumila (J. V. Lamour).
3.1.6.2 Moluscos
Foram registradas 45 espécies (sp.) de moluscos nos recifes de Maracajaú, distribuídas nas classes Gastrópoda (37 sp.) e Bivalvia (9 sp.). Sendo a maior diversidade de espécies registrada no habitat recifal (RI e RS), decorrente do aumento da rugosidade do substrato. O que indica uma maior complexidade estrutural nos recifes, aumentando significativamente a densidade e riqueza de moluscos. No entanto, os valores de densidade e riqueza de espécies foram baixos para área estudada (Martinez, 2008).
3.1.6.3 Foraminíferos
Um total de 25 gêneros e 51 espécies de foraminíferos bentônicos foi encontrado em amostras de fundo de Maracajaú (Batista et al. 2007). As espécies dominantes foram
Amphistegina lessonii (d'Orbigny), Sorites marginalis (Lamarck), Quinqueloculina
lamarckiana (Haeckel), Quinqueloculina agglutinans (D'Orbigny), Peneroplis
carinatus (D'Orbigny) e Archaias angulatus. Além da primeira espécie citada, foram
encontradas mais quatro espécies típicas de recifes de coral: Discorbis mira (Cushman), (Fichtel and Moll), Eponides repandus (Fichtel and Moll), Pyrgo elongata (D'Orbigny),
Siphonina pulchra (Cushman).
3.1.6.4 Corais
Um número reduzido de espécies de corais é encontrado nos recifes de Maracajaú, limitando-se basicamente ao platô dos recifes. Sendo registradas as seguintes espécies (Santos et al. 2007): Siderastrea stellata (Verrill), Agaricia fragilis (Dana), Agaricia agaricites (Verrill), Porites astreoides (Lamark), Porites branneri (Rathbun), Favia gravida (Verrill), Meandrina brasiliensis (Milne Edwards & Haime),
Mussimilia hartii (Verrill). E de hidróides calcários: Millepora alcicornis (Linn´e) e
Millepora brasiliensis (Verrill).
3.1.7 Aspectos Fisiográficos
3.1.7.1 Clima
A Região Nordeste do Brasil apresenta características climáticas extremamente complexas, principalmente do ponto de vista pluviométrico. Os ventos são predominantemente do quadrante Leste, proveniente do anticiclone do Atlântico Sul. O domínio deste anticiclone mantém a estabilidade do tempo (Figura 6a), estando sujeito a grandes períodos de seca, relacionada aos constantes alísios do anticiclone. Essa massa estável se recua freqüentemente no outono para o oceano, quando a ZCIT desce para o Hemisfério Sul propiciando chuvas frontais de sul e pseudo-frontais de leste (Figura 6b) (Nilmer, 1989).
A ZCIT é proveniente dos ventos vindos do Hemisfério Norte encontrando-se com os ventos oriundos do Hemisfério Sul. Com essa convergência, várias nuvens convectivas freqüentemente aparecem. O resultado é uma maior ou menor banda de nebulosidade sobre toda a região tropical, com largura de 500 Km. Não apresenta uma continuidade ao redor do planeta, sofrendo interrupções principalmente sobre os continentes. É sempre mais definida e intensa sobre os oceanos e consiste em uma faixa de baixas pressões, sempre acompanhada de mau tempo. O fato dela oscilar latitudinalmente, faz com que seja considerada o Equador Meteorológico (Ferreira, 2002).
hemisférios, a ZCIT está constantemente oscilando nos sentido N-S, chegando à sua posição mais meridional no outono (março-abril), podendo provocar chuvas até o meridiano de 10°S (Nilmer, 1989).
Figura 6: Variação da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) sob influência das zonas de alta pressão (A) do Atlântico Sul (a) e Atlântico Norte (b).
As correntes perturbadas de leste, causadas pela variação na altitude da inversão térmica nas camadas atmosféricas da Zona de Alta Pressão do Atlântico Sul, também é um fenômeno importante para a precipitação de chuvas no Nordeste (Nilmer, 1989).
Caracteriza-se por um regime estacional típico das regiões de clima mediterrâneo (Nilmer, 1989).
3.1.7.2 Recursos Hídricos
O Setor costeiro Touros – Natal caracteriza-se por apresentar rios intermitentes sazonários, passando a perenes na proximidade da costa (Ab’Sáber, 2006). Destaca-se na área de estudo uma maior influência da Bacia Hidrográfica do Rio Maxaranguape, onde os principais afluentes são os Riachos Seco, da América e Riachão (Figura 7).
Figura 7: Bacia Hidrográfica do rio Maxaranguape (Fonte: SEMARH)
3.1.7.3 Oceanografia
A CNB flui acima da densidade de 32,15 kg m-3 e o transporte da corrente varia de 23 a 34 Sv (106 m3/s), e a média é 26,5 ± 3,7 Sv. Próximo à superfície existe um fluxo de massa de água rasa de 3,4 ±1,6 Sv (Schot et al. 2005). Continuamente a CNB é abastecida pela segunda ramificação da corrente CES (CESc) próximo á latitude 4°S, 36°W (55 – 60cm/s), onde ganha velocidade chegando a alcançar 78 – 88cm/s aos 3°S, 39°W (Lumpkin & Garzoli, 2005).
Figura 8: Corrente superficial do oceano Atlântico Tropical: Corrente Equatorial Norte (CEN), Contra-Corrente Equatorial Norte (CCEN), Corrente Equatorial Sul (CES) e suas ramificações norte (n) central (c) e sul (s) (Lumpkin & Garzoli, 2005).
As águas que banham as províncias nerítica e oceânica do Nordeste brasileiro têm como característica serem quentes e pobres em sais nutrientes em função da Corrente Equatorial Sul e da Corrente do Brasil (Ekau & Knoppers, 1999, apud Feitosa & Bastos, 2007).
As águas da plataforma leste do Rio Grande do Norte são moderadamente salinas (36 a 37) (França et al., 1976). A turbidez da água é geralmente alta, principalmente na época chuvosa e ocorre alta visibilidade nas estações de primavera e verão (Outubro a Março) (Maida & Ferreira 1997).
produtividade, biomassa e taxa de assimilação do fitoplâncton observa-se que o ecossistema pelágico de Maracajaú varia de oligotrófico (nos parrachos) para eutrófico (no canal próximo á costa) (Feitosa & Bastos, 2007).
3.2 Planejamento de Campo
O planejamento da coleta de sedimento em campo baseou-se na definição dos Pontos Amostrais (PAs) com auxílio de imagem satélite georreferenciada e o programa ArcGIS ESRI (2006).
Para o entendimento das características do sedimento atuantes na plataforma rasa adjacente aos Parrachos de Maracajaú, adotou-se uma amostragem em série, com trinta (30) pontos amostrais espaçados regularmente, com aproximadamente dois quilômetros (Km) entre eles, abrangendo basicamente os recifes e o canal entre a costa e os recifes. (Figura 9).
O arranjo amostral permitiu a análise de seis perfis (P1, P2, P3, P4, P5, P6) perpendiculares à linha de costa, com cinco PAs em cada perfil. Os perfis P1 e P6 encontram-se fora da área com presença de recifes. Os perfis P2, P3, P4 e P5 abrangem os recifes, sendo que, os dois primeiros PAs encontram-se protegidos pelos recifes, sobre o canal entre os recifes e a costa, o terceiro PA encontra-se sobre os recifes na região do retro-recife, o quarto PA encontra-se no limite entre a crista e a região frontal dos recifes e o quinto PA encontra-se na área frontal dos recifes.
3.3 Amostragem
P1
P2
P3
P4
P5
P6
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
35°12'0"W 35°15'0"W 35°18'0"W 5° 1 8 '0 "S 5° 2 1' 0" S 5 °24' 0" S 5° 2 7 '0 "S0 1 2Km
´
Praia de Maracajaú
Pontos Amostrais
Continente
Contorno dos recifes
Figura 9: Mapa dos 30 pontos amostrais coletados, enfatizando os seis perfis (P1, P2, P3, P4, P5 e P6).
3.4 Pré-tratamento das Amostras
Imediatamente após a coleta as amostras foram lavadas para a remoção de sais, utilizando recipientes contendo água destilada e subseqüente repouso para decantação dos grãos. A água foi retirada por sucção através de uma mangueira e o sedimento lavado novamente. Este processo é repetido por três vezes para completa retirada de sal. Após a lavagem o sedimento foi encaminhado para uma estufa até a secagem completa.
O Sedimento foi fotografado e realizado a Análise Táctil-visual. Esta análise consistiu numa caracterização geral do sedimento de cada amostra quanto ao tamanho, cor, textura e composição de grãos com o auxílio de máquina fotográfica digital, com objetivo de auxiliar na decisão das metodologias a serem adotadas e na interpretação dos resultados.
O quarteamento foi feito manualmente, despejando a amostra em uma superfície lisa, dividindo a amostra, com auxílio de uma espátula, em quatro partes iguais e separando as duas partes opostas; assim sucessivamente até que se alcance a pesagem desejada.
3.5 Tratamento das Amostras
As amostras sofreram três tratamentos que envolvem a Triagem do grão, Concentração de CaCO3 e Granulometria descritas a seguir.
3.5.1 Triagem do grão de sedimento
A triagem de cada amostra consistiu na identificação dos primeiros 200 grãos de sedimento, menor do que quatro milímetros, encontrados ao acaso, com o auxílio de lupa binocular, seguindo a metodologia adotada por Drooger & Kaschieter (1958) apud Tinoco (1989).
(assembléia de fósseis) do sedimento permite analisar as Biofácies (Whitten & Brooks, 1983; Suguio, 1992).
A identificação dos táxons encontrados no sedimento foi baseada em bibliografia específica: Tinoco, (1958); Cimerman & Langer (1991); Hottinger et al. (1993); Rios (1994); Matthews-Casconn & Lotufo (2006) e Matthews-Cascon & Martins (2006).
Esta técnica também foi utilizada para avaliar a composição de CaCO3, através
da contagem dos grãos carbonáticos e não carbonáticos dos sedimentos, já identificados na triagem, possibilitando a comparação com a metodologia que utiliza ataques com ácido clorídrico.
3.5.2 Concentração de Carbonato de Cálcio
Este procedimento foi realizado seguindo a metodologia apresentada por Suguio (1973). Dez gramas de cada amostra foram colocados em béqueres e adicionados o ácido clorídrico (0,1 N). Aguardou-se um tempo, até que não houvesse mais reação do ácido e formação de CO2. Após toda a eliminação do CaCO3, o material restante foi
colocado em um filtro e lavado com água até que a amostra fique completamente limpa. O material foi seco, pesado e a concentração de CaCO3 calculado por diferença de peso.
Os resultados foram comparados com a concentração de CaCO3 quantificados
através da triagem, com o objetivo de avaliar as duas metodologias apresentadas.
3.5.3 Granulometria
O termo granulometria significa, literalmente, medida de tamanho dos grãos. Os resultados são expressos sob a forma de uma escala de fração de tamanho de grãos permitindo estabelecer uma expressão quantitativa da distribuição granulométrica (Suguio, 1973).
A granulometria da fração de sedimento menor do que 4 milímetros baseou-se no peneiramento mecânico de 100 gramas de cada amostra utilizando um agitador tipo
rot-up e um jogo de peneiras com malhas apresentando intervalo de 0,5 phi entre as
0.063) e subseqüente pesagem do sedimento retido em cada malha seguindo a metodologia proposta por Suguio (1973).
O sedimento com granulação grossa (maior que 4 milímetros) foi tratado separadamente, conforme sugerido por Coutinho (1981) e Tinoco (1989), onde foi utilizado a metodologia de caracterização de rodólitos adotada por Bosence (1983b).
Os Rodólitos são nódulos ou ramificações nodulares compostos principalmente de algas calcárias (Bosence, 1983a). Os rodólitos de ambientes recifais podem ser constituídos da mistura de algas calcárias junto com foraminíferos, moluscos, briozoários e esponjas incrustantes (Bosence, 1983b).
Foi medido o tamanho de três eixos, ortogonais entre si, de cada rodólito: eixo maior (Ma), eixo menor (Me) e eixo médio (Mo). A partir das três medidas foram calculados os valores do diâmetro (D), unidade em cm, volume de um elipsóide (V), unidade em cm3, e esfericidade (E) de cada rodólito medido.
A esfericidade é um índice desenvolvido por Metri (2006), onde, os rodólitos que tendem a ser esféricos, isto é, com os três eixos (Ma, Me e Mo) com comprimentos semelhantes, apresenta índice aproximado de um (1). Se o diâmetro do eixo maior (Ma) for significativamente maior que os outros dois (>20% ou E > 1,2) considera-se que o rodólito não é esférico.
Diâmetro:
3
Mo Me Ma
D= + + 1
Volume do Elipsóide:
Mo Me Ma
V . . . .
3 4
π
= 2
Esfericidade:
Mo Me
Ma E
+
= 2. 3
Tabela 1: Classificação de Rodólitos (Bosence, 1983a)
Forma Estrutura 1-Esferoidal (S)
2-Elipsoidal (E) 3-Discoidal (D)
1-Laminar (L) - Espessa (con) ou Fina (box) 2-Ramificada (B) - Classes I, II, III, IV
3-Colunar (C)
3.6 Processamento dos Dados
O processamento dos dados foi realizado em ambiente MatLab7 (2004), disponibilizando resultados gráficos e estatísticos para classificação e caracterização granulométrica. Foi realizada uma rotina, nomeado de AGRAN.m (ANEXO 4.1), para processamento dos dados granulométricos disponibilizando resultados gráficos e estatísticos para classificação e caracterização faciológica.
A rotina passou por exaustivos testes para avaliar a consistência do programa, primeiramente o teste de mesa (ANEXO 4.2), que consiste na execução dos cálculos manualmente (com auxílio de uma calculadora), etapa por etapa, de toda a rotina para comparar com os resultados obtidos pelo programa, e finalmente, comparações com algumas metodologias oferecidas no âmbito da sedimentologia: Blott & Pye (2001) (ANEXO 4.3) e Lima et al. (2001).
3.6.1 Análise Granulométrica
Krubein (1934) apud Suguio (1973) propôs uma escala granulométrica denominada de “phi” (Φ), e é relacionada com o tamanho do grão (d) em milímetros (mm) através da equação descrita abaixo:
φ
=
−
log
2d
4A escala phi facilita a representação gráfica e manipulação estatística dos dados da distribuição granulométrica (Blott & Pye, 2001).
Tabela 2: Classificação dos sedimentos segundo a escala Wentworth (1922) apud Suguio (1973).
Intervalo Granulométrico
Classificação Wentworth mm phi
1024 -- 256 -10 a -8
C
ascal
ho Matacão
256 -- 64 -8 a -6 Bloco 64,00 – 4,00 -6 a -2 Seixo 4,00 – 2,00 -2 a -1 Grânulo 2,00 – 1,00 -1 a 0
Arei
a
Muito grossa 1,00 – 0,50 0 a 1 Grossa 0,50 – 0,250 1 a 2 Média 0,250 – 0,125 2 a 3 Fina 0,125 – 0,0625 3 a 4 Muito fina
< 0,625 < 4 Silte e Argila
A representação gráfica é um dos primeiros passos em uma interpretação de quaisquer resultados de análises granulométricas de sedimentos. A maneira mais simples de representar os resultados de análises granulométricas é por meio dos histogramas, que apresentam a porcentagem do peso, em gramas, de cada classe granulométrica. As curvas de freqüências simples são equivalentes a curvas de contornos suaves desenhadas sobre os limites dos histogramas (Suguio, 1973).
As curvas de freqüências acumuladas são construídas com resultados de análises granulométricas, de tal modo que, começando dos grãos mais grossos, as porcentagens em peso da classe granulométrica mais fina seguinte são adicionadas à soma das freqüências de partículas mais grossas anteriores. Sobre o eixo das abscissas os valores das unidades Φ crescem da esquerda para a direita e no eixo das ordenadas os valores representados pelas porcentagens em peso crescem de forma acumulativa (Suguio, 1973).
As curvas de freqüência acumulada que apresentam escala logarítmica nas ordenadas, resultam em uma reta quando a distribuição dos dados é normal. Já uma distribuição bimodal, ou polimodal, distinguem-se dois ou mais segmentos de reta (Suguio, 1973).
75, 84 e 95% expressas nos gráficos de freqüência acumulada logarítmica (Suguio, 1973).
Estes parâmetros foram obtidos através do método da interpolação linear (funções que apresentam graficamente uma reta entre dois pontos) e semelhança de triângulos (Teorema de Pitágoras) aplicados às porcentagens subseqüentes acima e abaixo do valor referente à porcentagem a ser adquirida.
3.6.1.1 Tendência Central
As medidas de tendência central são, provavelmente, os parâmetros estatísticos mais importantes. Em geral, esses valores caracterizam a classe granulométrica mais freqüente, embora tal não suceda em curvas assimétricas. Essas medidas de tendência central são denominadas médias e incluem: diâmetro modal, mediana e diâmetro médio aritmético (Suguio, 1973).
A moda é a granulometria mais freqüente e pode ser especialmente útil para decifrar a origem dos sedimentos, no estudo de fontes mistas de material com grande significado genético (Suguio, 1973).
A mediana representa o valor da granulação no ponto correspondente a 50% da distribuição sobre o gráfico de freqüência acumulativa, e define a granulometria que separa a amostra em duas metades iguais.
O diâmetro médio fornece o valor do centro de gravidade da curva de distribuição de freqüência.
Folk & Ward (1957) apud Suguio (1973) sugeriram uma forma de calcular o diâmetro médio:
3 16 50 84 θ θ θ
µφ = + + 5
variações da granulação média dentro de um determinado ambiente, para ser usado como base no raciocínio geológico sobre as causas dessas variações (Suguio, 1973).
3.6.1.2 Desvio Padrão
O desvio padrão pode ser usado como uma medida de dispersão, que significa a tendência de os grãos se distribuírem em torno do valor médio (Suguio, 1973).
Folk & Ward (1957) apud Suguio (1973) sugeriram o uso de uma medida de seleção dada pela fórmula:
6 , 6 4
05 95 16
84 θ θ θ
θ
σφ = − + − 6
As escalas qualitativas para descrição do grau de seleção são descritas na Tabela 3.
Tabela 3: Limites de classificação do Grau de seleção. Desvio Padrão (Φ) Grau de seleção
σ < 0,35 muito bem selecionado 0,35 a 0,50 bem selecionado 0,50 a 1,00 moderadamente selecionado 1,00 a 2,00 pobremente selecionado 2,00 a 4,00 muito pobremente selecionado
σ > 4,00 extremamente mal selecionado
Alguns agentes geológicos são mais efetivos como agentes selecionadores e podem manifestar nos sedimentos. Mapas de espalhamento médio de uma formação podem fornecer as chaves para identificar variações no agente deposicional (Suguio, 1973).
3.6.1.3 Assimetria
Folk & Ward (1957) apud Suguio (1973) sugerem uma formulação calculada da seguinte maneira: ) .( 2 . 2 ) .( 2 . 2 05 95 50 95 05 16 84 50 84 16
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
φ − − + + − − + = S 7Os resultados positivos indicam que a amostra possui uma cauda de materiais mais finos, os valores negativos indicam que a cauda está do lado dos materiais mais grosso. As escalas qualitativas para descrição do grau de assimetria são descritas na Tabela 4.
Tabela 4: Limites de classificação da assimetria. Assimetria Grau da tendência assimétrica -1,00 a -0,30 assimetria muito negativa -0,30 a -0,10 assimetria negativa -0,10 a +0,10 aproximadamente simétrica +0,10 a +0,30 assimetria positiva +0,30 a +1,00 assimetria muito positiva
O significado físico da assimetria não pode ser interpretado muito facilmente, podendo refletir erros de amostragem bem como ação de agente com transporte seletivo (Suguio, 1973).
3.6.1.4 Curtose
A curtose representa o grau de agudez dos picos de freqüência granulométrica. As medidas de curtose expressa a razão entre as dispersões (espalhamento) nas caudas e na parte central das curvas de distribuição (Suguio, 1973).
Folk & Ward (1957) apud Suguio (1973) sugerem o cálculo da curtose pela fórmula: ) ( 44 , 2 ) ( 25 75 05 95
θ
θ
θ
θ
φ − − =K 8
Tabela 5: Limites de classificação da curtose. Curtose Grau de picosidade K < 0,67 muito platicúrtica 0,67 a 0,90 platicúrtica 0,90 a 1,11 mesocúrtica 1,11 a 1,50 leptocúrtica 1,50 a 3,00 muito leptocúrtica
K> 3,00 extremamente leptocúrtica
Não se conhece muito sobre o significado geológico da curtose e pouco se conhece sobre sua magnitude ou freqüência nos sedimentos (Suguio, 1973).
3.6.2 Análises Multivariadas
As análises multivariadas foram realizadas com os dados brutos obtidos na triagem, granulometria e tamanho dos eixos dos rodólitos. As características foram analisadas separadamente. Utilizou-se duas técnicas, Análise de Componentes Principais e Análise de Agrupamento. para observar pontos amostrais similares quanto às características levantadas.
3.6.2.1 Análise de Componentes Principais
A análise de componentes principais estuda a estrutura de covariância dos dados através de poucas combinações lineares dos dados (Ferreira, 2007). Reproduz quase toda variabilidade do sistema e tem como objetivos principais a redução de dimensionalidade e facilidade interpretativa, para determinar relações existentes entre as características medidas (Brown, 1998). Está é uma análise exploratória, serve como passo intermediário num processo investigativo (Ferreira, 2007).
Está técnica foi realizada segundo Ferreira (2007), com os dados brutos da abundância dos componentes biogênicos e da granulometria do sedimento, utilizando rotinas em ambiente MatLab7 (2004). O programa utilizado foi o ACP.m (Análise de Componentes Principais), e os subprogramas ACPDOC.m (layout para ACP), ALTER.m (Seleciona e transforma variáveis), EIGANAL.m (Calcula e ordena decrescentemente os autovetores e os autovalores da matriz), SELOUT.m (Seleciona itens de uma sessão multivariada), SHOWGR1.m, SHOWGR2.m, SHOWGR3.m (Mostra na tela o gráfico da matriz ou vetor), SHOWMAT. m (Mostra na tela a matriz especificada), START.m (Inicia a entrada de dados) e VERIFARQ.m (Verifica se o arquivo especificado existe).
Os dados foram normalizados e submetidos à análise exploratória, utilizando o índice de Distância Euclidiana para verificar as variações entre os PAs.
3.6.2.2 Análise de Agrupamento
A análise de Agrupamento presta-se principalmente para compartimentar uma massa de informações em grupos, a partir de critérios de afinidade entre as informações. O número de grupos geralmente não é estabelecido a priori. Tais critérios de afinidade, também chamados de medidas de similaridade, são quantidades que exprimem a proximidade entre as informações (Ferreira, 2007). A grande vantagem deste tipo de análise é possibilitar uma maneira simples e direta de classificar as informações (Davis, 1973). Graficamente, a análise de agrupamento define a similaridade através do dendograma, o que permite observar facilmente os grupos distintos (Brown, 1998).
Para auxiliar na descrição da fácies, Bonsence et al. (1985) utilizaram análise de Agrupamento composta pelos parâmetros granulométricos e de concentração de carbonatos do sedimento.
A partir da matriz de similaridade efetuou-se uma rotina (ANEXO 4.4) para a análise de agrupamento (CLUSTER) e geração dos gráficos, utilizando o índice Distância Euclidiana, no modo Média de Grupo (UPGMA).
3.6.3 Análise Espacial
A análise espacial teve como objetivo principal, observar a distribuição das características sedimentológicas levantadas e relacionar com as características do ambiente marinho, como por exemplo, proximidade da costa e dos recifes, área exposta e protegida.
A metodologia de interpolação de dados permite uma melhor visualização do conjunto de dados no espaço geográfico e auxilia na interpretação e análise dos sedimentos na superfície do fundo marinho. Este método foi gerado pelo programa ArcGIS ESRI (2006).
As informações relacionadas aos valores quantificados nas análises foram interpoladas através da técnica de Krigagem (abundância relativa dos componentes bióticos, concentração de CaCO3 e análises granulométricas).
A krigagem é um modelo geoestatístico que pode ser usado para explicar variações na superfície, refletidos na correlação espacial dos pontos amostrais (ArcGIS ESRI, 2006). Na krigagem os valores são normalizados, isto é, distribuídos de forma simétrica entorno da média, diminuindo a abundância de valores extremos (Davis, 1973).
As características levantadas foram analisadas espacialmente utilizando a técnica do Vizinho Natural, para geração de modelos de Biofácies, Classificação Faciológica (Granulometria) e Classificação de Rodólitos.
4 RESULTADOS
A Tabela13 (ANEXO 3) apresenta as informações gerais das coletas. As amostras foram coletadas no mês de março, excetuando quatro amostras coletadas no mês de julho de 2008. O peso médio das amostras coletadas foi de 980 gramas. As coletas das amostras foram feitas em profundidades inferiores a 12 metros.
4.1 Análise Táctil-visual
A análise táctil-visual da fração areia permitiu observar o predomínio de areia grossa, presente em 16 PAs (Tabela 7 e fotos em ANEXO 1.1). As algas calcárias estão presentes em praticamente todas as amostras, com exceção apenas do PA treze (13) onde foram encontrados moluscos. A cor branca corresponde aos grãos carbonárticos e parece estar relacionada à areia com granulação grossa (PAs 03, 05, 15, 20, 27 e 30) a cor cinza predomina nos sedimentos com maior quantidade de matéria orgânica e granulometria fina (PAs 8, 12 e 13) e a cor marrom encontra-se mais freqüente em areias com granulação média (PAs 04, 11, 14, 19 e 23). O cascalho foi representado por rodólitos, em sua maioria com forma aproximadamente esférica, e poucas estruturas ramificadas (PAs 06, 09, 12, 15, 17, 19, 24, 25, 26, 27 e 28).
Tabela 6: Análise táctil-visual das amostras de sedimento.
PA Areia Cascalho
1
Areia média de cor branca e cinza com presença de algas vermelhas, Halimeda e valvas de moluscos.
Valvas de moluscos recentes.
2
Areia grossa de cor branca e marrom com presença de fragmentos de algas
vermelhas, Halimeda, Gastrópodas e valvas de moluscos.
Cascalhos elipsoidais, com poucas
ramificações, compostos por algas calcárias.
3 Areia média e grossa de cor branca, com presença de algas calcárias.
Cascalhos discoidais sem ramificação, compostos por algas calcárias.
4 Areia média de cor marrom, com presença de fragmentos de algas calcárias.
Cascalhos elipsoidais e discoidais com poucas ramificações, compostos por algas calcárias.
5
Areia grossa de cor branca, com presença de fragmentos de algas calcárias e valvas de moluscos.
Cascalhos elipsoidais, com poucas
ramificações, compostos por algas calcárias.
6
Areia carbonática grossa de cor branca e cinza com presença de fragmentos de algas calcárias e rodólitos.
Poucos cascalhos esféricos e ramificados.
7
Areia média de cor branca e cinza, com presença de Halimeda e valvas de moluscos.
Poucos cascalhos ramificados.
8 Areia média e fina de cor cinza, com presença de algas calcárias, Gastropodas e
valvas de moluscos.
9
Areia grossa de cor marrom com presença de algas calcárias, Gastrópodas e valvas de moluscos.
Cascalhos esféricos com poucas ramificações, compostos por algas calcárias.
10 Areia grossa de cor marrom e branca com presença de fragmentos de algas calcárias.
Cascalhos discoidais com poucas ramificações, compostos por algas calcárias.
11 Areia média de cor marrom, com presença de algas vermelhas e valvas de moluscos.
Cascalhos discoidais bem ramificados, compostos de algas calcárias e valvas de moluscos.
12
Areia média e fina de cor cinza, com presença de Halimeda, fragmentos de algas vermelhas e valvas de moluscos.
Cascalhos esféricos com poucas ramificações, compostos de algas calcárias e valvas de moluscos.
13 Areia fina de cor cinza, com presença de valvas de moluscos e tubos de poliquetas.
Cascalho composto por valvas de moluscos e tubos de poliqueta.
14 Areia média de cor marrom. Cascalho sem ramificação e bem arredondado, composto por algas calcárias.
15
Areia grossa de cor branca, com presença de fragmentos de algas calcárias e valvas de moluscos.
Cascalho arredondado com poucas
ramificações, compostos por algas calcárias e valvas de moluscos agregados.
16 Areia de cor marrom, com presença de fragmentos de algas calcárias.
Cascalho ramificado, composto por algas calcárias e valvas de moluscos.
17
Areia de cor branca, com presença de Halimeda, fragmentos de algas vermelhas e valvas de moluscos.
Cascalhos grandes esféricos e ramificados, compostos por algas calcárias.
18
Areia de cor branca, com presença de fragmentos de algas vermelhas, Halimeda, e valvas de moluscos.
Cascalhos grandes, discoidais, composto por algas calcárias e valvas de moluscos.
19
Areia média e grossa de cor marrom claro, com presença de fragmentos de algas calcárias.
Cascalhos grandes e esféricos com poucas ramificações, compostos por algas calcárias.
20
Areia grossa de cor branca, com presença de fragmentos de algas calcárias e valvas de moluscos.
Cascalhos esféricos compostos por algas calcárias.
21
Areia de cor marrom, com presença de Halimeda, fragmentos de alga vermelhas e conchas de bivalvia.
Cascalhos grandes e ramificados compostos por algas calcárias.
22 Areia de cor cinza, com presença de artículos de algas calcárias.
Cascalhos ramificados compostos por algas calcárias
23 Areia média de cor marrom. Rodólitos elipsoidais sem ramificação, compostos por algas calcárias.
24 Areia grossa de cor branca e marrom, com presença de fragmentos de algas calcárias.
Cascalhos grandes e esféricos compostos por algas calcárias.
25
Areia grossa e média de cor branca e marrom, com presença de Halimeda e algas vermelhas.
Cascalhos esféricos com poucas ramificações, compostos por algas calcárias.
26
Areia grossa de cor branca e marrom, com presença de fragmentos de algas calcárias e valvas de moluscos.
Cascalhos esféricos sem ramificação, compostos por algas calcárias.
27 Areia grossa de cor branca com presença de fragmentos de algas calcárias.
Cascalhos esféricos com poucas ramificações, compostos de algas calcárias.
28
Areia grossa de cor marrom, com presença de fragmentos de algas calcárias e valvas de moluscos.
Cascalhos esféricos compostos por algas calcárias.
29
Areia grossa de cor branca e cinza, com presença de fragmentos de algas vermelhas e Halimeda.
Cascalhos elipsoidais compostos por algas calcárias e tubos de poliquetas.
30
Areia média e grossa de cor branca, com presença de algas vermelhas, Halimeda e valvas de moluscos.
Cascalhos elipsoidais e ramificados, compostos por algas calcárias e valvas de moluscos agregados.
