Calibração astronômica dos eventos paleoambientais do Aptiano-Albiano

Abstract

Durante o Cretáceo Médio a Terra sofreu mudanças oceanográficas e climáticas catastróficas, com aumento abrupto de temperatura, mudanças no nível do mar, e o fechamento e abertura de oceanos. Este período é marcado pelas maiores perturbações oceânicas, expressas pelos eventos anóxicos oceânicos (OAEs), que, geralmente, estão associados a episódios de extensiva atividade vulcânica. No entanto, as causas e as consequências destes eventos, bem como sua duração e idade de ocorrência, são motivos de debate na literatura. Esta tese desenvolveu estudos cicloestratigráficos em sucessões estratigráficas que abrangem os períodos Aptiano e Albiano, a fim de investigar uma possível forçante astronômica, que pudesse auxiliar na elaboração de modelos de idade de alta resolução para o entendimento da evolução temporal dos OAEs. O testemunho PLG, localizado no oceano Tétis, e o DSDP Site 511, localizado no oceano Atlântico, apresentam depósitos sedimentares ricos em matéria orgânica que são os registros importantes dos OAEs. Estes eventos são evidentes na deposição cíclica e preservação de folhelhos negros (black shales), como o Nível Selli (OAE1a), assim como outros intervalos denominados níveis Kilian, 113/Jacob (identificados como a expressão sedimentar do OAE1b), Fallot e Wezel. O estudo cicloestratigráfico de um conjunto de dados multiproxy de alta resolução foi proposta para o testemunho PLG, com dados de δ13C, δ18O, MS e ARM, e para o DSDP Site 511, com dados de δ13C e δ18O. A identificação de impressões das bandas de Milankovitch apoiam os ciclos dominantes de excentricidade de 405 mil anos, que nos permitiram propor uma avaliação cicloestratigráfica de alta resolução. A partir das calibrações astronômicas entre o filtro passa-baixo do ciclo de excentricidade longa produzido e a curva alvo g2-g5 da solução orbital La2004, foi possível: (i) propor escalas de tempo astronômicas flutuantes (ATS) para os dois locais de estudo; (ii) restringir melhor as idades de início e durações dos OAEs (níveis Selli, Wezel, Fallot, 113/Jacob e Kilian); (iii) um intervalo de tempo de ~420 ka para a polaridade magnética Chron M0r e (iv) a idade de ~120,2 Ma para o limite Barremiano–Aptiano. Nossos dados fornecem um novo quadro crono-estratigráfico para os períodos Aptiano–Albiano e para os eventos bioestratigráficos, geoquímicos e geomagnéticos que servirá de subsídio para o entendimento das principais mudanças climáticas globais no Aptiano–Albiano, bem como suas causas e consequências.

During the Middle Cretaceous the Earth experienced catastrophic oceanographic and climatic changes, with abrupt temperature increases, sea level changes, and the closing and opening of oceans. This period is marked by major oceanic disturbances, expressed by oceanic anoxic events (OAEs), which are usually associated with episodes of extensive volcanic activity. However, the causes and consequences of these events, as well as their duration and age of occurrence, are the subject of debate in the literature. This thesis developed cyclostratigraphic studies on stratigraphic successions spanning the Aptian and Albian periods to investigate possible astronomical forcing, which could help in the development of high-resolution age models to understand the temporal evolution of OAEs. The PLG core, located in the Tethys Ocean, and DSDP Site 511, located in the Atlantic Ocean, present organic-rich sedimentary deposits that are the important records of OAEs. These events are evident in the cyclic deposition and preservation of black shales, such as the Selli Level (OAE1a), as well as other intervals called the Kilian, 113/Jacob (identified as the sedimentary expression of OAE1b), Fallot and Wezel levels. The cyclostratigraphic study of a high-resolution multiproxy dataset has been proposed for the PLG core, with δ13C, δ18O, MS and ARM data, and for DSDP Site 511, with δ13C and δ18O data. The identification of Milankovitch band impressions supports the dominant 405 kyr eccentricity cycles, which allowed us to propose a high-resolution cyclostratigraphic assessment. From the astronomical calibrations between the produced long eccentricity cycle low-pass filter and the g2-g5 target curve of the La2004 orbital solution, it was possible: (i) propose floating astronomical time scales (ATS) for the two study sites; (ii) further restrict the ages of onset and duration of OAEs (Selli, Wezel, Fallot, 113/Jacob and Kilian levels); (iii) a ~420 kyr time interval for the Chron M0r magnetic polarity and (iv) an age of ~120.2 Ma for the Barremian–Aptian boundary. Our data provide a new chronostratigraphic framework for the Aptian-Albian periods and for biostratigraphic, geochemical, and geomagnetic events that will serve as a subsidy for understanding the major global climate changes in the Aptian-Albian, as well as their causes and consequences.