Assinaturas tafonômicas em bibalves marinhos recentes na costa do Brasil e seu significado paleoambiental.

Abstract

Restos de moluscos acumulados na superfície do sedimento marinho (i.e., assembleias mortas, retrabalhadas ou não) podem ser os principais testemunhos do efeito de fatores ambientais (oceanográficos, sedimentares, climáticos) sobre o modo como os moluscos fósseis são preservados. Ou seja, o quanto o meio ambiente é responsável pela fossilização de restos esqueléticos só pode ser medido, com máxima fidelidade, através do estudo de assembleias modernas que possuam restos refratários (e.g., conchas). Fatores ambientais atuais podem influenciar o dano tafonômico em moluscos de depósitos retrabalhados. Embora muitos estudos atualísticos tenham estabelecido relações entre determinados fatores ambientais e danos causados às conchas, poucos i) enfocam a fração de microclastos (< 4 mm), são comuns em amostras de subsuperfície, ou ii) analisam essas relações utilizando escalas espaciais maiores que local (e.g., regional, diferentes províncias marinhas), especialmente com o propósito de testar certos fatores ambientais em escala local e ampla (e.g., temperatura local vs. faixas de temperatura). Os raros estudos existentes tratam-se meta análises. No registro fóssil, muitas vezes, apenas gradientes ambientais amplos são recuperados. Por isso é importante avaliar a relação destes fatores (modernos) com as assinaturas tafonômicas em moluscos. O objetivo desta tese foi determinar até que ponto variações em fatores ambientais (salinidade, temperatura, velocidade de corrente, granulometria e composição do sedimento) geralmente observados em escala local, influenciam o tipo de dano tafonômico em micro e macroclastos de moluscos marinhos, se analisados em escala mais ampla. Grande parte do material analisado esteve representado por clastos de remaniés existentes na Plataforma Sul Brasileira (PSB). Desta forma, o presente estudo também investigou se fatores ambientais atuais podem ser deduzidos a partir de perfis tafonômicos de assembleias mortas retrabalhadas. Os resultados obtidos mostraram que, na PSB, i) apesar de diferentes em termos absolutos, o perfil de dano de cada amostra analisada não varia entre macro e micromoluscos, e que ii) quando o estudo é conduzido em escala espacial mais ampla, até 60% da variação no perfil tafonômico pode ser explicada pela variação ambiental. Ainda nesta região, os principais fatores ambientais que afetaram o dano em microclastos de bivalves são: i) salinidade, que reflete o aporte de água doce (e da circulação oceânica como um todo), e ii) proporção de carbonato no sedimento, que reflete, primariamente, a existência de depósitos bioclásticos (constituídos de conchas de moluscos retrabalhadas, ou remaniés biológicos). Os depósitos bioclásticos mais proximais (ao sul da desembocadura da Lagoa dos Patos) apresentaram maior evidência de dissolução e retrabalhamento físico, enquanto que os bioclastos do depósito mais distal (entre as profundidades de ~ 100 e 200 m) apresentaram melhor preservação tafonômica. Além disso, também pôde ser determinado que a alteração de cor dos bioclastos na PSB (bastante ubíquo em amostras concentradas em cascalho e carbonato) está vinculada, significativamente, a estados de oxidação/redução do sedimento. Estes, por sua vez, estão relacionados à presença de elementos metálicos (como ferro e manganês), importantes na mineralização do carbono de origem biológica, e na geoquímica da zona tafonomicamente ativa, em ambiente marinho. Na análise conduzida em escala espacial geográfica, incluindo material do Plataforma do Nordeste do Brasil, pode ser determinado que profundidade, um fator ambiental com influência significativa sobre o perfil de dano na PSB, perde importância. Em diferentes províncias geográficas, os principais fatores que influenciaram as assinaturas tafonômicas estão vinculados à velocidade da corrente, salinidade e proporção de carbonato no sedimento. Estes refletiram a influência de diferentes massas d‟água (Corrente Norte do Brasil e Corrente das Malvinas) e diferentes regimes de sedimentação (siliciclástica relíquia e carbonática atual).

Dead molluscan remains (i.e., death assemblages, reworked or not), accumulated on the marine sedimentary surface, can preserve most of the environmental factors (oceanographic, sedimentary, climatic) which control fossil mollusk preservation. That is, how much the environment is responsible on skeletal remain fossilization can only be measured, with the highest fidelity, by studying modern assemblages possessing refractory parts (such as shells). Present-day environmental factors can influence the taphonomic damage on reworked mollusk remains. Although atualistic studies had constrained some environmental factors and shell damage, a few i) focuses mesh sizes lower than 4 mm (microclasts), which are common in subsurface samples, or ii) analyze these relationships using spatial scales larger than local (e.g., regional, different marine provinces), especially with the explicit purpose of to test some environmental factors on local and large scale (e.g., local temperature vs. temperature ranges). The rare studies available are meta-analysis. In the fossil record, sometimes only large environmental gradients can be recovered. That is why it is important to evaluate the relationship between modern environmental factors and taphonomic signatures in mollusks. The subject of this thesis is to determine to which degree the variation in environmental factors (salinity, temperature, current velocity, sediment granulometry and composition), usually observed in local scale, do influence the kind of taphonomic alteration in micro and macroclasts of marine mollusks, when analyzed in large scale. Most of the studied material was represented by clasts from remaniés localized in Brazilian South Shelf (PSB). In this way, the present study also investigated whether modern environmental factors can be deduced from taphonomic profiles of reworked death assemblages. The results here obtained show that, in the PSB, (i) despite absolute differences, the taphonomic profile of micro and macroclasts does not vary, and that (ii) when the study is conducted in larger spatial scales, up to 60% of variation in the taphonomic profile can be explained by the environmental variation. Still in this region, the main environmental factors influencing the damage in bivalve microclasts are: i) salinity, which regards the freshwater input (and also the oceanic circulation as a whole), and ii) the proportion of carbonate in the sediment, which reflects, primarily, the existence of bioclastic deposits (constituted mostly by reworked molluscan shells, or biological remaniés). The proximal bioclastic deposits (south of Lagoa dos Patos outflow) presented the higher evidence of dissolution and physical reworking, while the distal bioclastic deposits (located within the batimetric range of 100 and 200 m) showed better taphonomic preservation. Beyond this, it was also possible to determine that color alteration in bioclasts from PSB (a ubiquitous feature in samples concentrated with gravel and carbonate) is significantly linked to sediment redox status. The color alteration, by turn, are related to the presence of metallic elements (such as iron and manganese), which are important in the biological carbon mineralization, and in the TAZ geochemistry in marine environment. The analysis conducted at geographic spatial scale, including material from Northeastern Brazilian Shelf allowed determining that depth, a significant environmental factor influencing taphonomic damage in PSB, lost importance in large scale. In different geographic provinces, the main factors influencing taphonomic signatures are linked to current velocity, salinity and sedimentary carbonate. These environmental factors reflect the influence of differing water masses (North Brazilian Current and Malvinas Current) and different sedimentary regimes (relict siliciclastics and modern carbonatic).