Proveniência, taxa de sedimentação e propriedades magnéticas dos sedimentos holocênicos da Lagoa dos Patos

Abstract

A Lagoa dos Patos, localizada na Planície Costeira do Rio Grande do Sul, apresenta padrão climático com significativas oscilações interanuais na precipitação associado ao evento atmosférico-oceânico El Niño. Esse fator, combinado ao uso intensivo do solo e as diversas atividades econômicas regionais, afetam a qualidade e a quantidade dos sedimentos que depositam em seu interior. As taxas de sedimentação da Lagoa dos Patos, estimadas através dos métodos geocronológicos 210Pb e 137Cs em quatro testemunhos geológicos, ocorrem na ordem de 7 mm.a-1, 5,5 mm.a-1, 4,4 mm.a-1 e 4,8 mm.a-1 no sentido Norte-Sul. O Rio Guaíba é o principal condicionante na diferença de sedimentação interna, aumentando as taxas ao Norte da laguna. Além disso, o método Constant Rate of Supply (CRS) detectou variações interanuais significativas nas taxas de sedimentação em períodos de eventos climáticos El Niño, principalmente nos locais amostrados próximos às desembocaduras fluviais. Medições magnéticas demostraram que os fragmentos líticos provenientes das rochas vulcânicas, com maior concentração de Fe e Ti, promovem aumento de susceptibilidade magnética nos sedimentos depositados no sistema Guaíba-Patos, sendo marcante o aumento de partículas magnéticas nas camadas superiores dos perfis amostrados a montante. Análises químicas no sedimento demonstraram enriquecimento de metais pesados, utilizados comumente em atividades industriais e agrícolas, os quais apresentaram forte correlação com a susceptibilidade magnética, possibilitando estabelecer um método proxy não destrutivo na estimativa de contaminação. Análises isotópicas de Sm-Nd possibilitaram aferir rastreabilidade dos sedimentos em intervalos de longo período, sendo constatado novamente um predomínio na sedimentação das drenagens da Bacia do Paraná ao norte da Lagoa dos Patos. Por outo lado, nos setores Centro e Sul ocorrem mudanças de rochas fontes ao longo da coluna sedimentar. Datações por 14C revelaram correlações entre o período semiárido do Holoceno e a sedimentação nos setores Centro e Sul da Lagoa dos Patos, que por sua vez, apresentam influência significativa nas assinaturas isotópicas dos rios Camaquã e Jaguarão. Adicionalmente, a Plataforma Continental, adjacente a desembocadura lagunar, ocorre predomínio de assinaturas isotópicas das drenagens que escoam sobre as litologias do setor sul do Brasil, contrariando a tendência da Margem Continental Sul brasileira que prevalece sedimentação do Rio de la Plata.

Patos Lagoon, located on the Coastal Plain from the State of Rio Grande do Sul, is characterized by a climate pattern with significant interannual rainfall fluctuations associated with the atmospheric-oceanic phenomenon El Niño. This factor, combined with the intensive soil use and several regional economic activities, affects the quality and quantity of sediments that deposit inside this system. The Patos Lagoon sedimentation rates, estimated by applying the 210Pb and 137Cs geochronological methods in four geological cores, were in the order of 7 mm y-1, 5.5 mm y-1, 4.4 mm y-1, and 4.8 mm y-1 in the north-south direction. The Guaíba River is the main factor influencing the internal sedimentation and increasing sedimentation rates in the northern region of the lagoon. Furthermore, the Constant Rate of Supply (CRS) method detected significant interannual variations in the sedimentation rates during El Niño periods, mainly in the sampled locations close to river mouths. Magnetic measurements have shown that lithic fragments from volcanic rocks, which have a higher Fe and Ti concentration, induce an increase in the magnetic susceptibility of sediments deposited in the Guaíba-Patos system, demonstrated by an increase in the number of magnetic particles in the upper layers of the profiles sampled upstream. Chemical analyzes applied on the sediments showed an enrichment of heavy metals that are commonly used in industrial and agricultural activities, having a strong correlation with magnetic susceptibility. Thus, it makes it possible to establish a non-destructive proxy method for the estimation of contamination. Sm-Nd isotopic analyzes allowed the assessment of sediment traceability in long-term intervals, resulting once again in the predominance of sedimentation from the Paraná Basin rivers in the north of Patos Lagoon. On the other hand, in the central and southern regions of the lagoon, there were changes in the source rocks along the sedimentary column. 14C dating revealed correlations between the semi-arid period of the Holocene and sedimentation in the central and southern areas of Patos Lagoon, showing a considerable influence on the isotopic signatures of the Camaquã and Jaguarão rivers. In addition, on the Continental Shelf adjacent to the lagoon mouth, isotopic signatures of river discharges that flow over lithologies from the Brazilian southern sector predominated, contradicting to a trend of the Brazilian South Continental Margin that predominates in the sedimentation of the Rio de la Plata.