Caracterização sedimentar e ambiental do estuário do Rio Potengi-RN e sua plataforma adjacente utilizando foraminíferos bentônicos como ferramenta auxiliar

(1)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA – CCET PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA

E GEOFÍSICA – PPGG

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

CARACTERIZAÇÃO SEDIMENTAR E AMBIENTAL DO ESTUÁRIO DO RIO POTENGI-RN E SUA PLATAFORMA ADJACENTE UTILIZANDO FORAMINÍFEROS BENTÔNICOS COMO FERRAMENTA AUXILIAR

Autor:

JANIHERYSON FELIPE DE OLIVEIRA MARTINS

Orientadora:

DRA. PATRÍCIA PINHEIRO BECK EICHLER

Co-orientador:

DR. MOAB PRAXEDES GOMES

DISSERTAÇÃO Nº: 202/PPGG

NATAL/RN FEVEREIRODE 2018

(2)

Dissertação N°.202/PPGG apresentada ao Programa de Pós-graduação em Geodinâmica e Geofísica - PPGG, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito à obtenção do título de Mestre em Geodinâmica e Geofísica, com área de concentração em Geodinâmica.

Orientadora: Dra. Patrícia P. Beck Eichler

Co-Orientador: Moab Praxedes Gomes

NATAL/RN FEVEREIRO DE 2018

(3)

COMISSÃO EXAMINADORA:

DRA. PATRÍCIA PINHEIRO BECK EICHLER (ORIENTADORA)

DRA. HELENICE VITAL (MEMBRO INTERNO)

DR. ROBERTO LIMA BARCELLOS (UFPE) (MEMBRO EXTERNO)

NATAL/RN FEVEREIRO DE 2018

(4)

(5)

A Deus, que me proporcionou a vida e a vontade de realizar.

(6)

"Quem é este que até o vento e o mar lhe obedecem?" (Marcos 4: 41b).

(7)

Resumo

Os foraminíferos bentônicos são muito utilizados como bioindicadores ambientais, principalmente em ambientes com altos níveis de poluição e interação antrópica. Neste trabalho foram utilizados 59 amostras sedimentares coletadas através de draga Van Veen, além de dados físico-químicos da coluna d’água utilizando o equipamento CTD (conductivity, temperature and depth). O objetivo desta pesquisa foi a caracterização sedimentar e ambiental do estuário do Rio Potengi e de sua plataforma continental interna adjacente. A área de estudo, correspondente ao estuário, localiza-se entre a ponte Presidente Costa e Silva e a ponte Nilton Navarro, já a área plataformal está inserida entre as praias de Mãe Luiza, a sul, e Redinha Nova, a norte, a aproximadamente 10 km da costa. Em laboratório foram realizadas análises de granulometria, teores de carbonato e matéria orgânica, além da triagem dos foraminíferos bentônicos. Como resultados foram obtidos mapas de fácies sedimentares, teores de carbonato e matéria orgânica, gráficos PCA (principal component analysis), Cluster e a descrição dos foraminíferos em tabelas. A partir dos resultados foi possível dividir a área estudada em três porções. A primeira região compreendendo o estuário, onde predominam areias finas a médias e onde a concentração de foraminíferos oportunistas indicaram a entrada de poluentes no canal; a segunda compreende a porção central da plataforma interna, dominada por uma sedimentação carbonática e com grande abundância de foraminíferos e, por fim, a terceira região, situada também na plataforma interna, é dominada por sedimentos siliciclásticos e com baixa abundância de foraminíferos. A distribuição desses organismos bentônicos caracterizou a área de estudo quanto a saúde ambiental e mostrou que a Ammonia tepida é dominante no estuário e a Quinqueloculina lamarckiana na plataforma. A abundância de Amonnia tepida e a baixa concentração das demais espécies na região estuarina revelou um ambiente de elevado grau de estresse.

(8)

Abstract

Benthic foraminifera are widely used as environmental bioindicators, especially in environments with high levels of pollution and anthropogenic interaction. We colleceted 59 sediment samples through Van Veen grab sampler, as well as physical-chemical data from the water column using the CTD (conductivity, temperature and depth) equipment. The objective is the sedimentary and environmental characterization of the Potengi River estuary and the adjacent inner continental shelf of Rio Grande do Norte4. The study area is located between Presidente Costa e Silva and Nilton Navarro bridges, while the continental shelf area is located between the beaches of Mãe Luiza in the south and Redinha Nova in the north, approximately 10 km from the coast. Granulometry, carbonate and organic matter contents analyzes, besides the benthic foraminiferal classification were studied. Sedimentary facies, carbonate and organic matter contents, PCA (Principal Component analysis), Cluster and foraminifera data show that the area can be divided into three parts. First part is the estuary, where fine to medium sands predominate, and foraminiferal assemblages show evidence of some pollution in the river channel. The second part is the central portion of the inner shelf, which has carbonate sedimentation and a great abundance of foraminifera. The third part is also located on the inner shelf, but has siliciclastic sediments and low abundance of foraminifera. It was observed that Amonnia tepida are predominant in the estuary and

Quinqueloculina lamarckiana in the shelf. The abundance of Amonnia tepida and

the low concentration of the other species in the estuarine region revealed a high stress environment.

(9)

Agradecimentos

À Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), ao Departamento de Geologia e ao Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica pela estrutura e corpo docente qualificado. Pelos recursos disponibilizados pelo CNPq para a realização deste trabalho através do Projeto “GeoHabitat e Dinâmica Morfo-Sedimentar do Vale Inciso Estuarino do Rio Potengi, RN” (nº 462448/2014-2) coordenado pelo Prof. Moab P. Gomes.

À orientadora Dra. Patrícia Eichlerpelo apoio e conhecimentos compartilhados.

Ao co-orientador Dr. Moab P. Gomes pelo auxílio e disponibilidade ao longo do desenvolvimento dessa pesquisa.

Ao laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental (GGEMMA), à sua coordenadora Helenice Vital e aos técnicos Junior e Canindé por todo empenho para a execução desse trabalho.

Ao laboratório de Sedimentologia e Geoquímica do departamento de Geologia pela disponibilidade para a realização das análises necessárias, em especial, a Tarsila e Robison que colaboraram durante essas atividades.

Aos meus pais pelo incentivo e pelas mãos estendidas que sempre celebraram as minhas vitórias.

A minha namorada Luzia pela força e dedicação que me levaram a conquista de mais uma etapa.

A Deus que me concedeu motivação e não deixou que meus esforços desfalecessem. A Ele toda a glória!

(10)

Sumário

Sumário ... 10

1.1 Introdução ... 12

1.2 Localização da área de estudo ... 13

2.1 Estuário ... 16

2.2 Clima ... 19

2.3 Vegetação ... 21

2.4 Contexto geológico local ... 22

2.4.1 Bacia Potiguar ... 22 2.4.1.1 O Grupo Barreiras ... 24 2.4.1.2 Sedimentos Quaternário ... 24 3.1 Amostragem de sedimentos ... 26 3.2 Parâmetros biológicos ... 27 3.3 Dados hidrográficos ... 29

3.4 Tratamento dos sedimentos ... 30

4.1 Distribuição dos teores carbonato (CaCO3) ... 36

4.2 Distribuição dos teores de matéria orgânica ... 38

4.3 Fácies sedimentares ... 39

4.4 Análises de PCA e Cluster ... 44

4.5 Distribuição dos foraminíferos ... 45

5 Artigo ... 54

(11)

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

(12)

Martins, J.F.O. Capítulo I - Introdução

12 1.1 Introdução

O uso de foraminíferos bentônicos como bioindicadores tem se destacado. Esses organismos são amplamente utilizados em diversos estudos de caracterização ambiental (Armynotdu Châteletet al., 2004; Alves, 1995), reconstrução paleoambiental (Nouradini et al., 2015; Maccotta et al., 2013; Casieri & Carboni, 2007), condições hidrodinâmicas (Saad & Wade, 2017; Yamashita et al., 2016) e identificação de níveis de estresse ambiental (Yanko-Hombach et al., 2017; Badawi & El-Menhawey, 2016).

Os foraminíferos são, em geral, sensíveis as alterações ambientais, e suas populações são fortemente controladas pelos parâmetros químicos e físicos da água (Eichler et al., 2003; Todd & Brönnimann, 1957). Esses organismos surgiram no Cambriano e persistem, através de sucessivas evoluções, até hoje, em praticamente todos os ambientes aquáticos (Vilela, 2004).

As associações de foraminíferos são controladas por variáveis ambientais como temperatura, profundidade, salinidade, substrato, teor de oxigênio, e disponibilidade de matéria orgânica. Portanto, mudanças nas características do meio são capazes de alterar as assembleias existentes em um determinado ambiente (Vilela, 2004; Eichler et al., 2003).

Algumas espécies, por serem resistentes às variações do meio, multiplicam-se acima da normalidade, aproveitando a entrada de nutrientes oriundos das fontes poluentes e da baixa competição com outras espécies menos resistentes, sendo assim chamadas de ‘oportunistas’ e, comumente, são abundantes em áreas poluídas.

Os foraminíferos bentônicos indicam o nível de poluição ambiental de determinada área, são ferramentas importantes que podem sugerir a necessidade da preservação ambiental e embasar políticas públicas a esse respeito. Dentro desse cenário, está a cidade de Natal, que nos últimos anos vem passando por um rápido processo de crescimento, caracterizado pela rápida urbanização, pela verticalização acelerada e pela expansão da malha urbana em direção as cidades vizinhas, formando a “Grande Natal” (Araújo et al., 2000). Esse fato, por ocorrer de forma não controlada, culmina com a destinação indevida de resíduos oriundos das atividades humanas; os dejetos e

(13)

13 esgotos da cidade e dos seus arredores, descartados em direção ao Rio Potengi (IDEMA, 2013; Medeiros, 2009).

Assim sendo, o objetivo dessa pesquisa, com base em análise sedimentológica, físico-química e biológica, é caracterizar o estuário do rio Potengi e sua plataforma continental interna adjacente quanto a dinâmica ambiental apontando locais sujeitos à deposição e sedimentação de materiais finos associados ou não à poluição.

Outro aspecto importante dos estuários e suas plataformas adjacentes é a composição e a granulometria dos grãos do fundo aquático. O tamanho dos grãos pode refletir a energia hidrodinâmica do fluxo aquoso e sua capacidade de transporte, no caso dos grãos alóctones, e a produtividade biológica, no caso dos grãos autóctones.

Os níveis de poluição também podem ser aferidos a partir dos teores de matéria orgânica (MO) associados com outros parâmetros reforçadores como, por exemplo, os foraminíferos. A concentração anômala de MO pode sugerir ambientes poluídos (Bacellos et. al., 2016).

1.2 Localização da área de estudo

O estuário do rio Potengi, o maior e mais importante do estado do Rio Grande do Norte (Scudelari et al., 2008), nasce nas intermediações de Serra de Santana-RN, e percorre aproximadamente 180 km, saindo de uma cota de 500 metros acima do nível do mar, até desaguar no oceano atlântico. A área de estudo está subdividida em duas áreas contínuas (Figura 02) localizados no município de Natal, Rio Grande do Norte. A primeira porção corresponde ao estuário do rio Potengi e está inserida em uma região limitada entre as pontes Presidente Costa e Silva (Ponte de Igapó) à leste, e a Nilton Navarro, à Oeste. Já a segunda, compreende a porção da plataforma interna adjacente à desembocadura do rio Potengi e está inserida entre as praias de Mãe Luiza, a sul e da Redinha Nova, a norte, a aproximadamente 10 km da costa.

(14)

14 Figura 02 - Localização da área de estudo (Estuário de rio Potengi e plataforma adjacente).

(15)

CAPÍTULO II

CARACTERIZAÇÃO

DA ÁREA DE ESTUDO

(16)

Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo

16 2.1 Estuário

Diversas classificações são propostas para os ambientes estuarinos, no entanto, as mais difundidas são aquelas que definem estuários como corpos de água semiconfinados, nos quais ocorrem intensas misturas entre os processos fluviais e marinhos (Rossetti, 2006). Fisiograficamente, podemos dizer que estuário é um corpo litorâneo aquoso, comumente salobro e em comunicação constante com o oceano (Suguio, 2003). Em virtude dessa intensa interação, os produtos sedimentares produzidos nesses sistemas são complexos e lateralmente variáveis. Em linhas gerais, os estuários caracterizam-se por corpos alongados e estreitos, que ocorrem desde a planície costeira até o limite da zona de maré, nos quais a capacidade de retrabalhamento é superior ao fornecimento sedimentar (Miranda et al., 2002).

No passado os estudos de áreas estuarinas tinham seus objetivos, quase que exclusivamente, nos aspectos econômicos e sociais, como a pesca, a engenharia, a poluição, etc. Aos poucos, essa ênfase, foi mudando em virtude da importância desses ambientes como potenciais petrolíferos (25% das reservas de petróleo estão localizadas em trapas siliciclásticas de sistemas estuarinos). Além disso, há um importante uso como ferramenta de estudo da variação eustática, relacionada à subida do nível do mar desde a última glaciação (Rossetti, 2006).

Os estuários são importantes por abrigarem uma grande diversidade biológica, além de serem utilizados em diversas atividades econômicas como, por exemplo, a pesca e o escoamento de mercadorias nas zonas portuárias (Silva, 2001). A maior parte dos estuários está inserido em regiões urbanas e em virtude dessa proximidade são frequentemente utilizados como destino final de esgotos e resíduos contaminantes. Esses poluentes lançados nos rios, muitas vezes sem tratamento prévio, fazem com que o equilíbrio ambiental seja modificado, provocando alterações físicas, químicas e biológicas no estuarino (Eichler et al., 2003; Frazão, 2003).

As planícies costeiras favorecerem a formação de estuários, contudo, esses sistemas podem se formar nos mais variados ambientes, climas e regime de marés. Aliados a esses condicionantes existem também a taxa de sedimentação, a morfologia e a tectônica que podem exercer forte influência na

(17)

17 formação dos estuários. Os sedimentos que transitam dentro desse sistema podem ter origem plataformal (trazidos por correntes de maré enchente), erosão da margem e do fundo canal fluvial, trazidos pelo vento até o canal ou formados por atividades biológicas diversas. Eles serão transportados e, mesmo após a sedimentação, os grãos podem ser remobilizados e recolocados novamente em suspensão (Suguio, 2003).

Uma vez no estuário, o sedimento de fundo é carreado em direção ao mar, esse pode se depositar na zona de convergência (encontro das águas salinas com águas fluviais) junto à cabeceira, onde a energia do fluxo é menor (Figura 01). Em geral, os sedimentos finos são mantidos em suspensão e são depositados em períodos de menor descarga do rio ou em áreas de baixa energia como mangues, pântano e planícies de lama, onde predominam sedimentos finos e matéria orgânica. Em regiões de equilíbrio entre os fluxos fluviais e os fluxos de maré, a diferença de densidade entre essas massas de água é o fator responsável pela manutenção dos sedimentos finos em suspensão (Rossetti, 2006).

Os grãos mais finos são mantidos em suspensão pela mistura de fluxo e podem representar uma concentração de 10 a 100 vezes maior que nas demais porções do estuário, parte desses sedimentos se mantêm em suspensão nas zonas de mistura (zona de turbidez), outra parte consegue retornar para as porções superiores do estuário através das camadas inferiores, ou indo em direção ao mar por intermédio das correntes de mares, ondas e costeiras (Rossetti, 2006).

Os períodos chuvosos podem modificar a dinâmica de interação entre as águas fluviais e as marinhas. Nesses períodos, o estuário adquire maior capacidade de transportar sedimentos e, devido ao maior volume de água fluvial, a zona de turbidez é empurrado em direção a desembocadura.

(18)

18 Figura 01 – Modelo de circulação estuarina (Rossetti, 2006).

As correntes de marés são o principal agente modelador dos estuários dominados por maré e com regime de meso e macromaré, essas correntes tendem a dominar o padrão de sedimentação do estuário. As marés são produzidas pela oscilação periódica do nível da água oceânica, produzida pela atração gravitacional da lua e, em menor intensidade, a do sol. As marés atingem as menores amplitudes quando a lua e o sol estão em ângulo reto com a terra (marés de quadratura) e maiores amplitudes quando eles estão aliados em linha com a nosso planeta. De acordo com a amplitude, as marés podem ser de três tipos: micromaré, quando as amplitudes são inferiores a 2 metros, mesomaré, com amplitudes entre 2 e 4 metros e macromaré, quando superiores a 4 metros. Quando as águas oceânicas penetram nos estuários, ocorre um processo denominado maré de salinidade, esse processo se distingue da maré dinâmica formada pela propagação de ondas, onde não ocorre invasão de água salgada no estuário (Suguio, 2003). No Brasil, observa-se que quanto mais próximo do Equador, mais intenso são os regimes de maré (Rossetti, 2006).

As correntes de marés nos estuários produzem variados depósitos sedimentares, alguns são exclusivos desse ambiente. Em geral, é possível observar o padrão cíclico das marés cheias e vazantes, que é responsável por estratificações do tipo espinha-de-peixe. Em alguns casos é possível notar o predomínio de um dos fluxos de corrente, o de maré cheia ou o de maré vazante, formando produtos assimétricos (Rossetti, 2006). Desse modo, os estuários são

(19)

19 considerados como evidência da submersão rápida ou elevação do nível do mar (Suguio, 2003).

Com base nos processos dominantes, os estuários podem ser divididos em três porções distintas: a primeira, a parte mais interna, é caracterizada pelo predomínio dos processos fluviais; a segunda, a porção central, caracterizada por agentes de baixa energia, nos quais há um equilíbrio entre os processos marinhos e fluviais e, por último, a terceira porção, mais externa, com maior energia que a central e, portanto, apresenta uma sedimentação mais grossa (Figura 01). Além dessa classificação, ainda existe outra, que divide os estuários em dominados por ondas ou por marés (Rossetti, 2006).

Nesse contexto, está inserido o estuário do Rio Potengi. Esse ambiente estuarino, segundo Reinson (1992), é classificado como estuário de maré, pois mesmo possuindo um regime de mesomaré, as correntes de maré exercem forte influência sobre a dinâmica estuarina. Frazão (2003) considerando os padrões de circulação dos fluxos, classifica o estuário do Potengi como moderadamente/parcialmente misturado, no qual ocorrem misturas entre a água doce e marinha e, onde o gradiente de salinidade cresce do leito para a superfície da água. Para Cunha (2005), as contribuições fluviais do rio Potengi são pouco expressivas e as declividades do canal são suaves, o que favorece a penetração salina durante o ano inteiro.

2.2 Clima

A região estudada apresenta alta umidade relativa do ar, radiação solar intensa e temperaturas elevadas, com duas épocas bem definidas, uma chuvosa, na qual predominam temperaturas mais amenas, maior umidade relativa e ventos em direção sudeste, oscilando para sul-sudoeste. Já o segundo período, menos chuvoso, caracteriza-se por temperaturas mais elevadas, umidade relativa mais baixa que no período anterior e ventos predominantemente na direção sudeste (Araújo et al., 1998).

O clima na cidade de Natal, de acordo com a classificação de Köppen, esta compreendido entre um clima quente e úmido (As’) e um clima árido e quente (BSH), o primeiro predomina sobre o segundo (Frazão, 2003; Boski et al., 2015).

(20)

20 Segundos dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), entre os anos de 2015 e 2016, os meses com maior taxa pluviométrica ocorreram entre março, abril e junho, entre esses, o mês de março apresentou a maior taxa registrada, conforme mostra as Figuras 03 e 04. A precipitação acumulada anual em 2015 foi de 1.472 mm e a de 2016 foi 1.455 mm. A precipitação é um fator fundamental na regulagem do ciclo hidrológico, portanto, exerce forte influência na dinâmica estuarina.

Figura 03 – Acúmulo de chuvas por mês em Natal-RN, durante o ano de 2015(Fonte: INMET).

(21)

21 Figura 04 – Acúmulo de chuvas por mês em Natal-RN, durante o ano de 2016. (Fonte: INMET).

2.3 Vegetação

A vegetação que cerca o estuário do Rio Potengi é do tipo manguezal (Figura 05). Esse ecossistema é formado por uma vegetação adaptada a água salobra, que ocorrem em regiões tropicais e em terrenos nos quais a ação da maré é intensa. Essa vegetação é responsável pela formação de um dos mais produtivos ecossistemas do planeta. Os principais gêneros encontrados no estuário do rio Potengi são a Rhizophoda mangle (mangue vermelho),

Laguncularia racemose (ou mangue branco) e a Avicennia germinans (IDEMA,

2013).

Além de serem considerados como berçário de muitas espécies, os mangues também exercem forte influência na proteção da costa contra a ação da erosão marinha, pois retém sedimentos e evita o assoreamento da zona costeira (IDEMA, 2013).

Figura 05 – Vegetação presente no Estuário do Rio Potengi, exibindo a espécie:

(22)

22 Esse ecossistema vegetal tem sofrido com os constantes desmatamentos, com o acúmulo de lixo e com o avanço da carcinicultura local, conforme mostra a Figura 06.

Figura 06 –Área de degradação vegetal do mangue do estuário do Rio Potengi, em virtude da expansão da carcinicultura- retângulo vermelho (Fonte: Google

Earth).

2.4 Contexto geológico local 2.4.1 Bacia Potiguar

O Estuário do Rio Potengi localiza-se na porção leste (oriental) do Rio Grande do Norte. Essa região, segundo Frazão (2003), está inserida na Bacia litorânea cretácea Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte, mais precisamente sobre a Formação Barreiras. A Formação Barreiras corresponde a uma cobertura continental cenozóica que ocorre, preferencialmente, em regiões próximas a linha de costa, recobrindo formações de idade Cretácea (Angelim et al., 2007; Córdoba et al., 2007).

A Bacia Potiguar (BP) é de idade Cretácea e, sua formação está ligada aos esforços distensivos durante o cretáceo inferior, provocado pelo rifteamento que deu origem a separação entre as placas Sul- Americana e Africana (Figura 07). A BP localiza-se na porção nordeste do Brasil, predominantemente, no estado do Rio Grande do Norte, com uma menor porção no estado do Ceará.

(23)

23 Ela é limitada a sul pelo embasamento cristalino, a norte e a leste pelo oceano atlântico e, a oeste pela Bacia do Ceará. A BP possui aproximadamente 60.000 km2_{, entre os quais, 24.000 km}2_{se encontram emersos e 36.000 km}2_submersos

(Angelim et al., 2007).

Figura 07 – Mapa geológico da porção emersa da Bacia Potiguar (modificado de CPRM, 2003 e Angelim, 2007).Domínios Crustais: DCC – Ceará Central e DRN – Rio Grande do Norte. Zonas de Cisalhamento: ZCO – Óros; ZCJ – Jaguaribe; ZCPA – Portalegre; ZCPJC – Picuí-João Câmara; e SFC – Sistema de Falhas Carnaubais.

A sedimentação da BP ocorreu em quatro fases distintas, a primeira denominada de sinrifte I, caracterizada por depósitos flúvio-eólicos e lacustres, pertencentes Formação Pendências; a segunda denominada sinrifte II, composta pela Formação Pescada. A fase seguinte é caracterizada como transicional, constituída pela Formação Alagamar e, por último, a fase pós-rifte, na qual a Bacia foi exposta a uma subsidência termal (Angelim et al., 2007).

O embasamento da BP é composto por migmatitos, gnaisses e granitos pertencentes ao complexo Migmatítico/Granítico do Terreno Pernambuco-Alagoas. Acima desse embasamento cristalino estão os sedimentos do Eocretáceo (Córdoba et al., 2007).

(24)

24 2.4.1.1 O Grupo Barreiras

O Grupo Barreiras ocorre próximo ao litoral em forma de tabuleiros costeiros ou falésias litorâneas, e esta sobreposto aos litotipos do embasamento cristalino Pré-Cambriano ou do Grupo Apodi. Essa formação é composta por conglomerados e arenitos ferruginosos friáveis de coloração avermelhada e esbranquiçada, com matriz caolinítica e abundantes concreções lateríticas. Representam depósitos de sistemas aluviais, fluviais e costeiros (Angelim et al., 2007; Frazão, 2003).

2.4.1.2 Sedimentos Quaternário

Os sedimentos quaternários compõe em grande parte o substrato do estuário do rio Potengi, eles são representados pelos depósitos de mangues, terraços fluviais, aluvionares, praia, arenitos de praia (beachrocks) e dunas fixas e móveis (Frazão, 2003). Os arenitos de praia ocorrem desde o estado do Rio de Janeiro até o Ceará. As dunas, em sua maioria, são parabólicas e composta, essencialmente, por quartzo, com um trend de direção SE-NW (Gomes et al., 1981). Os sedimentos que compõe as dunas são originados da Formação Barreiras ou trazidos da plataforma continental (Frazão, 2003). Os depósitos aluvionares, por outro lado, são mal distribuídos na área, formando estreitos terraços e planícies. São compostos de uma matriz argilo - ferruginosa e grãos de quartzos finos a médios, possivelmente, esses depósitos estão relacionados a planícies de inundação. Já os depósitos praiais são sedimentos arenosos não consolidados, compostos por quartzo e minerais pesados (Frazão, 2003).

(25)

CAPÍTULO III

METODOLOGIA

(26)

Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia

26 3.1 Amostragem de sedimentos

A coleta de sedimentos de fundo no estuário e na plataforma interna (Figura 02) ocorreram nos dias 04/03/2016 e 11/03/2016. É importante destacar que as amostragens ocorreram em um curto intervalo de tempo e em período relativamente chuvoso.

No primeiro dia foram coletadas 35 amostras no estuário do rio Potengi e, no segundo, foram coletadas 24 amostras na plataforma interna adjacente ao estuário do rio. Em cada ponto de amostragem foi coletada uma amostra, da qual foi retirada duas alíquotas, uma destinada ao estudo dos foraminíferos bentônicos e a outra destinada à análise granulométrica, medição dos teores de carbonato e matéria orgânica. A amostragem sedimentar foi realizada utilizando a draga do tipo Van Veen (Figura 08).

Figura 08 – Draga Van Veen utilizada para as amostragens de fundo.

O amostrador Van Veen coleta os primeiros centímetros de sedimento do fundo aquático. Esse equipamento possui uma trava que mantém as pás abertas enquanto a corda, que sustenta a estrutura suspensa está tensionada. Quando o amostrador atinge a substrato, a corda perde a tensão e, a trava se solta permitindo que o mecanismo feche a draga. Essa draga armazena em seu interior o conteúdo amostrado (Figura 09), conservando as camadas tais com um grau de mistura aceitável (Griep, 2011). Dessa forma, é possível coletar organismos bentônicos que vivem nos primeiros centímetros do sedimento de

(27)

27 fundo, sem que esses sejam levados durante a subida da draga (Figura 10). Em algumas regiões cascalhosas da plataforma, durante a amostragem, a presença dessa granulometria grossa, impossibilitou o correto fechamento da draga, provocando perdas de sedimentos e consequentemente da amostra.

Figura 09 –Processo de amostragem com draga Van Veen: A) Descida do equipamento armado, B) Penetração no solo e desarmamento da estrutura, C) Fechamento das pás e amostragem do fundo e D) Subida da draga com conteúdo amostrado em seu interior.

3.2 Parâmetros biológicos

Para triagem dos foraminíferos foram coletados 50g dos dois primeiros centímetros de cada amostra. Essas alíquotas foram tingidas com corante Rosa Bengala (solução: 1 grama de rosa bengala para cada litro de álcool). Esse corante é absolvido pelos tecidos vivos dos protozoários, criando uma diferenciação visível entre os organismos que se encontravam vivos e mortos durante a coleta.

Em cada ponto amostral também foram coletados e acondicionadas em potes plásticos aproximadamente 500 g de sedimento. Essa fração foi destinada às análises granulométricas, dos teores de carbonato e matéria orgânica.

(28)

28 Figura 10 - Coleta de sedimentos para triagem dos foraminíferos bentônicos.

As amostras destinadas à identificação e quantificação de foraminíferos foram peneiradas a úmido com a utilização das malhas de peneiras 0,5mm e 0,062mm. As frações de sedimentos superiores a 0,5 mm e as inferiores a 0,062mm foram descartadas, sendo considerada apenas a fração retida nesse intervalo. Posteriormente, essas amostras foram depositadas em um funil coberto com papel-filtro e secadas em estufa à 60°C. Após a secagem, as amostras foram pesadas em balança de precisão e, quando necessário, quarteadas para frações menores que variaram de 50% até 1,6% do conteúdo total, tendo como base a abundância de tecas de foraminíferos pré observadas. Esse procedimento teve como objetivo evitar o excesso de carapaças dos micro-organismos nos sedimentos e atingir um quantitativo próximo a 100 indivíduos em cada amostra.

Os foraminíferos contidos nas amostras foram separados manualmente com auxílio do microscópico bilocular de luz refletida (Figura 11) e com pincel fino embebido em cola orgânica. Em seguida, as tecas foram coladas em placas numeradas de fundo preto, conforme a semelhança de espécies (Figura 12). Nas placas numeradas os foraminíferos foram classificados e fotografados, para posteriormente, serem submetidos a interpretação correspondente aos ambientes nos quais esses organismos estavam inseridos.

(29)

29 Figura 11 – Triagem de foraminíferos em lupa binocular do Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha - GGEMMA.

Figura 12 – Materiais utilizados na preparação e triagens das amostras: mini quarteador (superior direita), pincel (centro), placa de amostragem (superior esquerda) e placa numerada para acondicionamento das tecas de foraminíferos (inferior esquerda).

(30)

30 As amostragens de sedimentos foram acompanhadas da coleta de dados de temperatura, salinidade, profundidade e pressão da coluna d’água. Para tanto, foi utilizado o equipamento CTD (condutivity, temperature and depth) da empresa CastAway a fim de obter perfis verticais da lâmina d’água em função da profundidade (Möler & Abe, 2011). Esses dados são importantes na caracterização ambiental e do habitat dos organismos, facilitando a interpretação da sedimentação local. Esses dados também foram utilizados na elaboração dos gráficos multivariados, nos quais os foraminíferos compõem uma de suas variáveis.

3.4 Tratamento dos sedimentos

Imediatamente à chegada das amostras no laboratório de sedimentologia do departamento de Geologia - UFRN, as amostras de 500 g foram submetidas à lavagem e, as amostras de 50g foram congeladas, para que se evitasse a perda e/ou contaminação dos foraminíferos.

As amostras de 500g foram lavadas e deixadas em repouso para decantação das frações mais finas - silte e argila. Após a total decantação dos sedimentos, a água suja foi substituída por água limpa. Esse procedimento foi repetido três vezes, até que a maior parte das impurezas e a salinidade fossem removidas. As amostras do estuário passaram mais tempo em repouso que as da plataforma, isso em virtude da maior quantidade de argila e silte presentes. Em seguida, todas amostras foram colocadas para secar em estufa à 60°C. Depois de secas as amostras foram quarteadas e subdivididas em três porções. A primeira porção (100 g) foi destinada à análise granulométrica por peneiramento a seco, a segunda foi destinada à medição dos teores de carbonato (CaCO3) (10 g) e ao teor de matéria orgânica (10 g) e a terceira (50 g)

destinada à quantificação de foraminíferos.

Para a granulometria foi utilizado um agitador de peneira vibratória e um conjunto de 7 peneiras (Figura 13), compreendendo as frações (abertura das malhas), >4,00 mm, >2,00 mm, >1,00 mm, >0,50 mm, >0,25 mm, >0,125 mm, >0,062 mm e <0,062 (Figura 13). O processo de peneiramento teve duração 15 min (Kennedy et al., 2002; Dias, 2004; Virtasola et al., 2014).

(31)

31 Figura 13 – Conjunto de peneiras e agitador elétrico Produtest (rotup) do laboratório de Sedimentologia.

O teor de carbonato foi medido com base na diferença entre os pesos iniciais e finais das amostras, após o ataque químico com ácido clorídrico à 10%. Após o ataque ácido as amostras foram lavadas com água destilada e secadas em estufa a 60° C (Carver, 1971). O mapa dos teores de Carbonato foi elaborado no Software ArcGis 10.2, utilizado o método de interpolação Splinel.

A matéria orgânica foi calculada a partir da diferença entre os pesos iniciais e finais das amostras após aquecimento em mufla à 600°C durante 5 horas (Carver, 1971), (Figura 14). Antes da pesagem inicial as amostras foram desumidificadas na estufa a 100°C durante 24 horas para evitar que o peso da umidade retida nos sedimentos interferisse nas medições (Figura 15). O mapa dos teores de matéria orgânica foi elaborado no Software ArcGis 10.2, utilizado o método de interpolação Spinel.

(32)

32 Figura 14 – Queima da matéria orgânica das amostras inseridas nos cadinhos na mufla do laboratório de Geoquímica.

Figura 15 –Secagem das amostras de sedimentos em estufa à 60ºC no laboratório de Sedimentologia.

Os resultados estatísticos para os dados de granulometria e para o teor de carbonato foram obtidos a partir do programa Sistema de Análises Granulométricas (SAG) da Universidade Fluminense (Dias & Ferraz, 2004). Este software fornece parâmetros estatísticos de média, mediana, selecionamento, assimetria e curtose, frequência acumulativa, além de histograma de barras e curva cumulativa e classificações sedimentológicas diversas.

Os dados bióticos e abióticos foram analisados a partir do software PRIMER da Universidade de Plymouth, descrito por Clarke & Warwick (2001). A

(33)

33 partir desse software foram feitos gráficos PCA (principal component analysis) e Cluster, os quais permitem avaliar as relações de causa e efeito e, a interdependência entre as variáveis em estudo. A PCA é uma técnica multivariada que transforma linearmente um conjunto de variáveis, inicialmente correlacionadas entre si, num conjunto substancialmente menor de variáveis não correlacionadas, contendo a maior parte da informação do conjunto original (Hongyu et al., 2015). As variáveis abióticas (temperatura, pressão, salinidade, teor de carbonato e matéria orgânica) desse estudo foram utilizadas para essa análise. Já na análise Cluster ocorre o agrupamento das amostras por similaridade, de modo hierárquico, de forma que o resultado final é uma árvore de classificação (dendograma) (Metz, 2006). Para essa análise foi utilizado a variável biótica, que nesse estudo, corresponde aos foraminíferos.

Todos esses dados foram utilizados na elaboração dos mapas de padrões de fundo e na distribuição e interpretação das fácies sedimentares. Esses mapas são empregados para auxiliar o conhecimento dos substratos aquáticos e são bastante aplicados em pesquisas marinhas, como exemplo, o projeto de Reconhecimento da Margem Continental Brasileira (REMAC), realizado no Brasil em 1974 (Griep, 2011). A Figura 16 demonstra todas as etapas seguidas durante a construção dessa dissertação.

(34)

34 Figura 16 –Fluxograma das etapas que envolveram a elaboração da dissertação.

(35)

CAPÍTULO IV

RESULTADOS

(36)

Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados

36

4.1 Distribuição dos teores carbonato (CaCO3)

Em geral os teores de carbonato (CA) foram maiores na plataforma que no estuário do rio Potengi. Os teores crescem de oeste para leste na plataforma e no canal estuarino, apenas o ponto 22 (Figura 18) apresentou valores elevados (acima de 80%). Na região plataformal, próxima a desembocadura do rio, é possível observar a influência da entrada de águas estuarinas na produção carbonática da plataforma (Figura 17). No entanto, nos locais onde a influência da mistura dos fluxos é menor e predominam águas oceânicas de salinidade normal são encontrados maiores proporções de CA e grande quantidade de carapaças de foraminíferos (Figura 18). Em suma, os maiores teores de CA foram encontrados na porção centro-leste da plataforma, atingindo valores maiores que 80% em 5 pontos. No estuário o ponto P22 foi o que apresentou os maiores teores CA, não ultrapassando os 80%.

Figura 17 – Transporte das águas estuarinas de sul para norte (seta amarela indica a direção) na área de estudo (Fonte: Google Earth).

(37)

37 Figura 18– Mapa de distribuição dos teores de carbonato de cálcio no estuário do rio Potengi e na sua plataforma adjacente. (Método: interpolação Spinel – celular 42).

A salinidade do estuário é crescente em direção à plataforma, partindo dos valores31 PSS próximo à ponte de Igapó até 35 PSS próximo à ponte Nilton Navarro evidenciando a intensa entrada de águas oceânicas por influência das marés. É importante ressaltar que a coleta foi realizada no mês de março de 2016, um mês relativamente chuvoso segundo dados do INMET (Figura 04), no qual choveu aproximadamente 150 mm. Logo, é de se esperar que as águas do rio estejam mais diluídas, no enquanto, essa diluição não foi observada significativamente no canal, visto que, a quantidade de sais dissolvidos se aproximou da salinidade normal do oceano. A quantidade de sais dissolvidos também pode variar conforme o regime de maré no momento de coleta dos sedimentos. Durante a coleta estava ocorrendo a transição dos regimes de maré enchente para maré secante.

(38)

38 4.2 Distribuição dos teores de matéria orgânica

Os teores de matéria orgânica (MO) foram superiores na plataforma quando comparados aos teores obtidos no canal do estuário (Figura 19). Em ambos os ambientes a maior parte das amostras apresentou menos de 10% de matéria orgânica. Os pontos com os maiores teores foram o ponto P06, no canal do estuário, com teores de MO maiores que 20%, e o ponto P43 na plataforma interna adjacente, com teores superiores a 25%. O ponto P06 está localizado próximo a uma conexão entre as fazendas de carcinicultura e o canal, o que pode ter contribuído para acúmulo de matéria orgânica nesse ponto. O P43 é um ponto onde se observou teores de matéria orgânica acima da média. Esse local também apresentou alto teor de carbonato associado a uma grande abundância de foraminíferos bentônicos, entretanto, não se pode descartar a ocorrência de uma eventualidade não relacionada à dinâmica de sedimentação local, que elevou os teores de MO nesse ponto, essa interpretação é corroborada pela ausência de teores elevados nos pontos vizinhos. Apenas com novas coletas será possível avaliar a procedência desses valores. Em geral, observa-se que os teores de MO cresceram levemente para leste na plataforma, afastando-se do estuário.

(39)

39 Figura 19 – Mapa de distribuição dos teores de matéria orgânica no estuário do rio Potengi e na sua plataforma adjacente. (Método: interpolação Spinel – celular 42).

4.3 Fácies sedimentares

Os padrões de fundo mostram como a hidrodinâmica e a produção biológica controlam a distribuição sedimentar no estuário e na plataforma interna, alterando os produtos de sedimentação (Figura 20). Dentro do estuário, observa-se o predomínio de areias siliciclásticas finas a muito finas (coloração amarelo-claro). Nas porções internas dos meandros (regiões convexas), próximas a ponte de Igapó, ocorre uma grande quantidade de sedimentos finos, característicos de um regime de baixa energia, como margas e lamas arenosas. Esses sedimentos predominam nas regiões convexas do estuário, como podem ser observadas na Figura 20, sendo destacados por colorações marrom e verde. Já nas porções côncavas ocorreu a deposição de sedimentos de energia moderada, como as areias siliciclásticas médias.

(40)

40 Na entrada do braço do canal de maré Gamboa verificou-se a deposição de sedimentos de mais alta energia como as areias siliciclásticas médias e grossas, destacadas na Figura 20pelas colorações ouro e amarelo-escuro, respectivamente. Nas porções terminais do estuário e na porção centro-oeste da plataforma interna adjacente, observa-se a deposição de areias siliciclásticas grossas a muito grossas. Na porção sul da área concentram-se areias siliciclásticas médias com a tonalidade amarelo-claro e sedimentos bioclásticos grossos, ressaltados em azul-escuro. Nas porções centro-leste e norte da plataforma predominam as areias bioclásticas com grânulos, esse padrão, destacado em azul-celeste, representa o padrão mais abundante da plataforma estudada, sendo observado em nove amostras. Ainda é possível observar pequenas quantidades de areias siliciclásticas média com grânulos e areias bioclásticas grossa em azul-marinho. Observa-se também areias médias bioclásticas circundando areias grossas no ponto P48.

Figura 20– Mapa de padrões de fundo no rio Potengi e plataforma adjacente. Canal

(41)

41 Com relação à distribuição das frações granulométricas foi observado que as maiores quantidades de cascalho se encontram na plataforma, com predomínio na porção centro-leste (Figura 21A), contendo uma porcentagem entre 30 e 50% de cascalho em cada amostra. No estuário não ocorrem quantidades significativas da fração cascalho.

As areias grossas localizam-se predominantemente na região sul da plataforma, essas, em geral, são de origem siliciclástica, e podem representar aproximadamente 70% em proporção das fácies nessa porção (Figura 21B). Também pode-se observar um sutil aparecimento de areias grossas nas porções côncavas dos meandros do canal estuarino, representado pelas amostras P07 e P14, atingindo um valor de 30% em proporção para área de estudo. Ainda na plataforma interna observa-se valores significativos dessa fração nos pontos P37 e P47, representando em ambos os casos valores superiores à 30%.

As areias médias localizam-se predominantemente na porção sudoeste da plataforma e próximo da desembocadura do rio (Figura 21C), compondo nesses pontos proporções superiores à 80%, e também, aparecem nas porções côncavas dos meandros do canal estuarino, predominantemente, na sua porção central. Observa-se que a fácies areia média é bastante significativa nesses pontos representando 50 a 70% da região.

As areias finas são encontradas preferencialmente na porção central da plataforma (Figura 21D), na região a norte da desembocadura e, no canal do rio, nas porções convexas dos meandros e dos canais secundários (Gamboa). Essa fácies ocorre em locais de baixa energia, o que permite sua deposição. É bastante expressiva no canal estuarino, no entanto, na plataforma é representada apenas por duas amostras com valores superiores a 60%.

As frações inferiores à 0,062mm, que compreendem as granulométricas silte e argila (Figura 21E), sendo possível observar que suas ocorrências estão restritas ao estuário, não ocorrendo quantidades significativas na plataforma, sendo inferior a 10%. No canal estuarino, as regiões próximas à ponte de Igapó, foram as que apresentaram as maiores proporções dessa fácies, com regiões superiores a 40%.

(42)

42 Figura 21– Distribuição das frações granulométricas no estuário e na plataforma interna adjacente: A) Teor de cascalho; B) Teor de areia grossa; C) Teor de areia média; D) Teor de areia fina e E) Teor de areia fina.

As características texturais dos sedimentos (média, seleção e assimetria) foram inseridas na classificação de Folk & Ward (1957) para se obter os centros de distribuição dos sedimentos na área de estudo (Figura 22). As amostras

(43)

43 podem ser observadas no diagrama triangular abaixo, cujos os eixos representam as três principais frações sedimentares (cascalho, areia e lama), e onde os pontos amarelos representam o ambiente da plataforma e os verdes representam o estuário. Observa-se maior quantidade de finos (silte/argila) nas amostras do estuário quando comparadas as da plataforma. De maneira geral, a fácies areia é a classificação predominante nesses sedimentos.

Figura 22– Classificação textural dos sedimentos do estuário e da plataforma interna adjacente segundo Folk & Ward (1957).

(44)

44 4.4 Análises de PCA e Cluster

A análise PCA (Principal Component Analysis) utilizou dados de temperatura, pressão, salinidade, teor de carbonato e matéria orgânica e, como resultado apresentou três grandes grupos, individualizados pela proximidade de seus pontos (Figura 23). O primeiro grupo composto pelas amostras do estuário, o segundo e o terceiro estão localizados na plataforma em duas zonas com características química e física distintas. Essa compartimentação mostrou uma forte correlação com as assembleias de foraminíferos presente na área de estudo. É possível ter uma visão conjunta de todas as variáveis, no entanto, observa-se que a matéria orgânica foi o componente que mais influenciou na distribuição das amostras.

Figura 23 –Biplot PC1 X PC2 sobre as variáveis (carbonato, matéria orgânica, pressão, temperatura e salinidade) em todas as amostras da área de estudo.

A análise Cluster (Figura 24) agrupa as amostras por similaridade dos parâmetros bióticos, nesse estudo a variável é os foraminíferos. O método usado foi o de encadeamento completo ou “complete linkage method”. A árvore dos resultados demonstra que a área está subdivida em dois ambientes com uma

(45)

45 similaridade entre eles inferior a 15%. Na região plataformal (A) o grau de semelhança mínimo é 50% entre as amostras, o que demonstra a predominância de determinadas espécies de foraminíferos, como por exemplo, Quinqueloculina

lamarckiana e Amphistegina. No estuário a similaridade mínima é de 25%. O

dendograma, nessa região, apresenta tamanhos distintos, evidenciando assim, um ambiente mais variável.

Figura 24 – Dendograma obtido a partir do conjunto de todas as amostras sedimentares.

4.5 Distribuição dos foraminíferos

Foram identificadas 36espécies de foraminíferos na área de estudo, das quais 24estavam presentes apenas na plataforma, não sendo encontradas carapaças dessas espécies no estuário. As espécies mais abundantes no estuário foram a Ammonia tépida (Figura 25)e a Quinqueloculina patagônica (Figura 26), ambas adaptadas a ambientes mixohalinos e condições de estresse ambiental. Na plataforma predominaram as espécies Amphistegina (Figura 27),

Quinqueloculina lamarckiana (Figura 28), Textularia earlandi (Figura 29), Quinqueloculina patagonica (Figura 26), Pyrgo (Figura 30), Pseudononium

atlanticum (Figura 31) e Peneroplis carinatus (Figura 32). Esses foraminíferos

foram encontrados essencialmente nas porções centrais da plataforma, onde predomina a sedimentação carbonática. A Tabela 01 apresenta todas as assembleias de foraminíferos, relacionando-as ao ambiente onde foram encontradas.

(46)

46 A Ammonia tepida foi encontrada em sua grande maioria no estuário, apenas poucos pontos dessa espécie estão representados na plataforma. As maiores concentrações de Amonnia tépida estão na região do braço Gamboa, próximo à ponte de Igapó (porção mais interna do estuário) e à desembocadura do canal de esgotos, conforme mostra a Figura 24. Nos demais pontos, a quantidade de tecas desse foraminífero foi relativamente baixa ou inexistente.

Figura 25– Porcentagem de tecas de Ammonia tépida por grama de sedimento. A Quinqueloculina patagonica, no estuário, seguiu um padrão de distribuição semelhante a Amonnia tepida, concentrando-se principalmente próximo ao braço Gamboa, próximo ao canal de esgotos do baldo e próximo a ponte de Igapó. No entanto, a Quinqueloculina patagônica se concentrou também na porção central da plataforma (Figura 26).

(47)

47 Figura 26– Porcentagemde tecas de Quinqueloculina patagonica por grama de sedimento.

Amphistegina concentraram-se na plataforma, em quatro porções,

conforme mostrado na Figura 27. As maiores concentrações estão na porção central, norte e no centro-oeste da plataforma. Também foi encontrada uma quantidade elevada próxima a desembocadura do rio, porém no canal não houve representação desse foraminífero.

Quinqueloculina lamarckiana foi a espécie de foraminífero mais

abundante e comum na plataforma, distribuída, essencialmente, na porção central (Figura 28). No estuário também foram encontradas carapaças desses foraminíferos, porém em quantidade não significativa.

(48)

48 Figura 27– Porcentagem de tecas de Amphistegina por grama de sedimento.

Figura 28 – Porcentagem de tecas de Quinqueloculina lamarckiana por grama de sedimento.

(49)

49 As tecas de Textularia earlandi concentraram-se exclusivamente na plataforma (Figura 29), concentraram-se nas porções centro-sul e centro-leste da plataforma, onde predominam a sedimentação carbonática. Dessa forma, observa-se uma baixa tolerância desses foraminíferos a ambientes com um nível de estresse e/ou poluição mais elevado.

As tecas de Pyrgo são encontradas exclusivamente na plataforma (Figura 30). Elas estão concentradas nas porções, onde a influência estuarina é menos intensa, a norte e sudoeste da plataforma.

Figura 29– Porcentagem de tecas de Textularia earlandi por grama de sedimento.

(50)

50 Figura 30– Porcentagem de tecas de Pyrgo por grama de sedimento.

As tecas de Pseudononium atlanticum concentraram-se na plataforma e na região final do canal estuarino (Figura 31). As maiores quantidades desse foraminífero foram encontradas na porção central e centro-sul da plataforma, onde há predomínio de sedimentação bioclástica, conforme mostra a Figura 20.

As tecas de Peneroplis carinatus (Figura 32) concentraram-se exclusivamente na área plataformal, a sul da área estudada. Observa-se também que as maiores concentrações dessa espécie de foraminífero coincidem com as zonas de precipitação carbonática. Essa observação, juntamente com as distâncias consideráveis entre as concentrações dessa espécie e a desembocadura do rio, sugere que essa assembleia seja pouco tolerante à ambientes mixohalinos e/ou estressados.

(51)

51 Figura 31 – Porcentagem de tecas de Pseudononium atlanticum por grama de sedimento.

Figura 32 – Porcentagem de tecas de Peneroplis carinatus por grama de sedimento.

(52)

52 A Tabela 01 relaciona todos os foraminíferos bentônicos encontrados na área de estudo aos seus respectivos locais de ocorrência. Observa-se quatro grupos de foraminíferos: o primeiro, composto por todas as espécies que são encontradas apenas na plataforma; o segundo corresponde às assembleias exclusivas do estuário; o terceiro é formado por espécies predominante na plataforma, sendo encontrada de forma menos significativa no estuário e, o quarto grupo, formado por espécies predominantes no estuário, tendo baixa representação na plataforma. Em suma, a maior quantidade dos foraminíferos foram obtidos a partir das amostras da plataforma, que apresentaram os maiores organismos e a maior abundância das assembleias quando comparados ao ambiente estuarino.

(53)

53 Tabela 01 - foraminíferos encontrados na área de estudo aos seus respectivos locais de

Espécies Ambientes da área de estudo

Ammonia tepida Predominante no Estuário

Amphisorus hemprichii Exclusivo na Plataforma interna Anphistegina Exclusivo na Plataforma interna Bolivina striatula Estuário e Plataforma interna

Borelis melo Exclusivo na Plataforma interna Buccela peruviana Exclusivo na Plataforma interna Clavulina difformis Exclusivo na Plataforma interna Cornuspira involves Estuário e Plataforma interna

Cibicides Exclusivo na Plataforma interna Cymbaloporeta Exclusivo na Plataforma interna

Discorbis Exclusivo na Plataforma interna

Elphidium sp Exclusivo na Plataforma interna Elphidium escavatum Estuário e Plataforma interna

Espiroculina depressa Exclusivo no Estuário

Heterostegina Exclusivo na Plataforma interna Hiperamminasp Exclusivo na Plataforma interna Lagenastriata Exclusivo na Plataforma interna Laevipeneroplis proteus Exclusivo na Plataforma interna Millionela subrotunda Estuário e Plataforma interna

Patelina corrugata Exclusivo na Plataforma interna Peneroplis carinatus Exclusivo na Plataforma interna Peneiropodessp Exclusivo na Plataforma interna Poroeponideslateralis Predominante na Plataforma interna Pseudononiumatlanticum Predominante na Plataforma interna

Pyrgo Exclusivo na Plataforma interna

Quinqueloculina angulata Exclusivo na Plataforma interna Quinqueloculina columosa Exclusivo na Plataforma interna Quinqueloculina procerapertura Exclusivo na Plataforma interna Quinqueloculina intricata Estuário e Plataforma interna Quinqueloculina lamarckiana Predominante na Plataforma interna

Quinqueloculina patagonica Predominante no Estuário

Reophax Exclusivo no Estuário

Subsides Exclusivo na Plataforma interna

Spiroculina angulata Exclusivo na Plataforma interna Spiroculina Planulata Exclusivo na Plataforma interna Textularia earlandi Exclusivo na Plataforma interna

(54)

54

CAPÍTULO V

Artigo

Variability of foraminiferalassemblagesand

sedimentation in thePotengi Estuary and adjacent

continental shelf, Northeast of Brazil

(55)

55 Variability of foraminiferal assemblages and sedimentation in the Potengi Estuary and adjacent continental shelf, Northeast of Brazil

Janiheryson F. O. Martins1 _{(janiherisonfelipe@yahoo.com.br)}1_,

Patricia Pinheiro Beck Eichler2 _{(eichler@unisul.br)}2_,

Moab Praxedes Gomes1 _{(gomesmp@geologia.ufrn.br)}1_.

¹Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica, Departamento de Geologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, C.P:1596 Natal-RN 59072-970, Brasil.

2_{Laboratório de Ciências Marinhas, Universidade do Sul de Santa}

Catarina-UNISUL, Rua Colombo Sales Machado, 84, CEP: 88790-100, Laguna-SC-Brasil.

Abstract

This work aims to evaluate the input of estuarine waters in inner continental shelf adjacent and its influence in the foraminiferal assemblages and patterns of sedimentation. We used 35 sediment samples from the estuarine bottom and 24 sediment samples from the inner continental shelf of Rio Grande do Norte, through the equipment of Van Veen grab, in addition to physico-chemical data in the column of water using the CTD (conductivity, temperature equipment and depth). Grain size analyses were performed, carbonate and organic matter content, and screening of benthic foraminifera. The results showed sedimentary patterns, content of organic matter and carbonate maps, Cluster, PCA graphics and the foraminifera abundance. From these analyses it was possible to distinguish three regions in the area of study based on chemistry, physics, species of foraminifera and sedimentation differences. The estuarine waters in inner shelf impossible carbonate production and change of favourable conditions to the development of these organisms. The foraminiferal assemblages are distributed according to the specific conditions presented in each environment. In addition, the distribution of these organisms indicated the environmental health of the study area and revealed a higher stress degree in the estuary.

(56)

56 1. Introduction

Estuaries are extremely productive environments, where the constant physical and chemical interactions driven by a specific hydrodynamics, produce an environment favorable to the development of many species (Eichler et al., 2006). Among the species that can inhabit estuaries are the benthic foraminifera, these organisms have been widely used in numerous studies, such as environmental characterization (Châtelet et al., 2004; Alve, 1995), reconstruction of paleo-environments during (Nouradini et al., 2015; Maccotta et al., 2013; Casieri and Carboni, 2007), hydrodynamic conditions (Saad and Wade, 2017; Yamashita et al., 2016) and identification of environmental stress levels (Yanko-Hombach et al., 2017; Badawi El-and Menhawey, 2016; Lançone et al., 2005).

Several classifications are proposed for estuarine environments, however, manly physical classifications, estuary is an aqueous body, usually brackish and it is connected with the ocean (Suguio, 2003). As a result of this intense interaction, the sediments in these systems are complex and laterally variable. In addition, it is important to study eustatic variation related to sea level rise since the last glaciation (Rossetti, 2006).

The benthic foraminifera, with exception of some species are restricted to certain environmental conditions, thus, their populations are strongly controlled by the local chemical and physical parameters. Therefore, the use of benthic foraminifera as a tool of chemical and physical characterization of aquatic environments (Todd and Brönnimann, 1957; Eichler, et al., 2006; 2003). So, these protozoa can be used to identify chemical and physically similar areas.

Although the use of foraminifera for the mapping of sedimentation of the aquatic environments is limited, the use of integrated foraminifera assemblage distributions and its morphological characteristics allows the understanding of the sedimentary dynamics of several sedimentary environments (Lançone et al., 2005).

Estuaries are important because they shelter a great biological diversity, however, most of the estuaries are inserted in urban regions and are often used as final destination of sewage and contaminant residues. In this context, the Potengi River estuary is inserted in the state of Rio Grande do Norte. We investigated the estuarine environment and its influence on the adjacent shelf,

(57)

57 and used the benthic foraminifera as environmental bioindicators of favorable conditions to the carbonate production and pollution levels.

2. Study area

The study area is located in Natal, Rio Grande do Norte, it covers the Potengi river estuary and its inner continental shelf adjacent in a total area of 145 km2_{, approximately 10 km off the coast (Fig.01). The estuarine area belongs to}

the Cretaceous basin Pernambuco - Paraíba - Rio Grande do Norte, on the Barreiras Formation, which is composed of ferruginous conglomerates and sandstones (Frazão, 2003).

The Potengi estuary, according to Reinson (1992) is classified as a tidal estuary, even possessing a mesotidal regime, tidal currents wield a huge influence on the estuarine dynamics. Frazão (2003) considering the flow patterns, classified the Potengi estuary as moderately/partially mixed, where mixtures of freshwater and marine waters occur, and the salinity gradient grows from the riverbed to the water surface. For Cunha (2005), the Potengi fluvial water contributions are not very significant and the gradients of the riverbed are smooth, which favors high salinity throughout the year.

The region of the estuary and its inner shelf adjacent is characterized by high relative humidity of the air, intense solar radiation and high temperatures, it presents two defined seasons, a rainy one, in which predominate milder temperatures, greater relative humidity and winds towards southeast and one less rainy, characterized by higher temperatures, lower relative humidity and predominantly southeast winds (Araújo et al., 1998). According to data from the National Institute of Meteorology (INMET), between 2015 and 2016, the months with the highest rainfall were March, April and June, however, March had the highest recorded rate. Rainy periods can modify the interaction dynamics of river and sea waters. In these periods, the estuary acquires greater capacity to transport sediments and, due to the greater volume of fluvial water, the zone of turbidity is towards the mouth.

The local vegetation is of the mangrove type, formed by plants adapted to mixohalinos environments. The main genera found in the Potengi estuary are Rhizophoda mangle (red mangrove), Laguncularia racemose (or white

(58)

58 mangrove) and Avicennia germinans (IDEMA, 2013). This vegetable ecosystem has suffered from the constant deforestation, the accumulation of garbage and the advancement of local shrimp farming.

Figure 01 –.Landsat 08 showing study area, showing the sediment samples collected in the do Potengi river estuary and inner shelf adjacent.

3. Material and methods

We collected 59 seafloor surface sediment samples an area of 145 km2_,

which 35 sediment samples from the estuarine bottom and 24 sediment samples from the inner continental shelf on March of 2016, during the period of constant rains. The sediment samples were collected with a Van Veen grab sampler along transects perpendicular to the coastline (Fig. 01). It was collected data of temperature, salinity, depth and pressure (CTD) of the water column for each samples by CastAway equipment to obtain vertical profiles of the water depth as a function of depth (Möler and Abe, 2011). We used the classification for

(59)

59 sedimentology sediment analysis of grain size, carbonate, organic matter, and facies based on Vital et al., 2008 (after Larsonneur, 1977).

The sediment samples were washed in freshwater three times with intervals for decantation periods to remove salts and were then oven-dried at 50° C. We separated the subsamples of 100 g to sieve for 15 min using a vibrating sieve shaker, the intervals 0.5 phi with 7 classes consisted, between 4 mm and 0063 mm mesh limits. The 10 g subsamples were acidified in a 10 % solution of hydrochloric acid (HCl) to determine the calcium carbonate content (CaCO3) by

means of the weight difference from initial weights. The 10 g subsamples were subject to weight loss on ignition (LOI) by weighing the samples after drying at 600° C to determinate organic matter content. The SAG software (Dias and Ferraz, 2004) was used to analyse the measurements, and the results had the grain size analyses do statistical and facies classifications. The results of mean grain-size distribution, carbonate content and organic matter were interpolated on maps using a two-dimensional minimum curvature spline technique in the Spatial Analyst Tool of ArcGIS.

The stained 0,5 and 0,063 mm sediment fraction from each the 50 g subsamples was used to study living foraminifera. In this study of benthic foraminiferal assemblages, 100 living species were picked from the 0,5 and 0,063 mm sediment fraction (Fatela and Taborda, 2002). The recognized species were stored in micropaleontological slides. The binocular microscope SV11 Stemi from Zeisse, the brush for the separation of foraminifera carapaces, was used for sorting, and after the screening a table of abundance elaborated, in which all the benthic foraminifera at each samples were described. The abiotic variables (temperature, pressure, salinity, carbonate and organic matter content) and biotic (benthic foraminifera) data were used to elaborate PCA (principal component analysis) and Cluster graphs, these were obtained from the PRIMER software of the University of Plymouth (Clarke and Warwick, 2001). These graphs evaluate the cause and effect relationships and the interdependence between the study variables.

4. Results