Condicionantes ambientais relacionados à origem e formação dos depósitos de espículas silicosas do paleolago cemitério, Catalão, GO

Abstract

O Paleolago Cemitério, formado sobre um domo magmático carbonatítico do Cretáceo Superior, em Catalão, GO, compreende um depósito lacustre espesso, datado entre 51.780 ± 400 14C anos AP e 27.500 ± 4.000 anos AP, e rico em fósseis, particularmente de esponjas de água doce. A presença inédita de camadas de espongilitos e diatomitos no mesmo depósito, bem como de estruturas inteiramente preservadas, gêmulas e porções do esqueleto das esponjas, permitiu a proposição da presente tese, que teve como objetivo identificar as condições ambientais que poderiam ter favorecido essa singular produção e preservação de esponjas. Por conseguinte, investigou-se também a atual Lagoa Serra Negra, em Patrocínio, MG, formada sobre um domo carbonatítico similar àquele do paleolago e sujeita ao regime climático do Bioma Cerrado. As gêmulas e fibras do retículo esqueletal das esponjas integralmente preservadas nos sedimentos do Paleolago Cemitério, bem como fragmentos de espongilito e diatomito, foram fixadas em suportes e analisadas ao MEV. A análise taxonômica das espículas nos sedimentos amostrados em todas as fácies do paleolago, bem como nas 10 amostras de sedimentos da Lagoa Serra Negra, foi feita sobre lâminas permanentes obtidas após preparações laboratoriais destinadas à avaliação ao microscópio óptico. Análises sedimentológicas (granulometria e matéria orgânica) também foram realizadas em amostras de todos os sedimentos recuperados do paleolago e em duas amostras de sedimentos da Lagoa Serra Negra. A água da lagoa foi analisada para as principais características físicas e químicas. A análise taxonômica das espículas nos sedimentos da Lagoa Serra Negra indicou a contribuição das mesmas cinco espécies de esponjas que formaram largos depósitos em áreas vizinhas incluindo os do Paleolago Cemitério, Dosilia pydanieli Volkmer-Ribeiro (1992), Metania spinata (Carter, 1881), Trochospongilla variabilis Bonetto & Ezcurra de Drago (1973), Radiospongilla amazonensis Volkmer-Ribeiro & Maciel (1983) e Heterorotula fistula Volkmer-Ribeiro & Motta (1995). As análises dos sedimentos da lagoa também revelaram um depósito biosilicoso conspícuo, com destaque para as espículas de esponjas, o que permitiu uma comparação com o depósito do Paleolago Cemitério. A integração de todos os resultados permitiu propor uma interpretação para a evolução do Paleolago Cemitério. Assim, cinco fases de mudanças ambientais foram identificadas no depósito do paleolago, que correspondem à instalação (fase lótica e erosiva), ao estabelecimento e desenvolvimento do lago, e à colmatação do lago, essa última correlacionada ao Último Máximo Glacial (UMG). Com base nos requisitos ecológicos das espécies de esponjas identificadas no depósito foi, além disso, possível inferir os padrões climáticos relacionados com as respectivas fases do paleolago. A presença inédita da espécie de esponjas Corvoheteromeyenia australis no Paleolago Cemitério, atualmente registrada apenas no sul da América do Sul, indicou que incursões polares originárias da Antártida foram frequentes durante o último período glacial, e podem ter desempenhado um papel notável no Brasil central. No entanto, por um curto período de tempo, condições climáticas mais secas e quentes podem ter predominado, como sugerido pela presença de Corvomeyenia thumi. Não resta dúvida que o paleoclima favoreceu o processo cárstico no domo de Catalão I que levou à formação da bacia do paleolago, onde as condições ambientais favoreceram à existência de uma particular comunidade de esponjas, hoje típicas de lagoas do Bioma Cerrado. Profundidade, fluxo e residência de água na bacia, bem como disponibilidade de substrato e concentração de sílica, essa última favorecida pelas rochas-fonte circundantes, foram condições ambientais chave para a formação dos depósitos biosilicosos no Paleolago Cemitério.

The Cemitério Palaeolake, formed in a Late Cretaceous magmatic carbonatitic dome in Catalão, GO, comprises a thick lacustrine deposit, dated between 51,780 ± 400 14C years BP and 27,500 ± 4,000 years BP, and rich in fossils, particulary freshwater sponges. The unprecedented presence of spongillite and diatomite layers in the same deposit, as well as the entire structures of gemmules and skeleton strutures of the sponges, allowed the proposition of the present thesis, which aimed to identify the environmental conditions that could have favored this singular production and preservation of sponges. Accordingly, the actual Serra Negra Lake, in Patrocínio, MG, was also investigated once it was formed on a carbonatite dome, similar and close to that of the Paleolake and subjected to the climate regime of the Cerrado biome. The fully preserved gemmules and fibres of the skeletal reticulum of sponges from the Cemitério Paleolake sediments, as well as the fragments of its spongillites and diatomites, were fixed on stubbs and analysed using SEM. The taxonomic analysis of spicules in the sediments sampled from all the facies of the paleolake as well as in 10 sediment samples from the Serra Negra Lake was conducted on permanent slides obtained after laboratorial preparations designed for evaluation under optical microscope. Sedimentological analyses (granulometry and organic matter) were also performed using all the sediment samples recovered from the paleolake and two sediment samples obtained from the Serra Negra Lake. The lake water was analysed for the main physical and chemical characteristics. The taxonomic analysis of spicules in the sediments of the Serra Negra Lake indicated the contribution of the same five sponge species, which formed large deposits in the neighbouring areas including those of the Cemitério Paleolake, Dosilia pydanieli Volkmer-Ribeiro (1992), Metania spinata (Carter, 1881), Trochospongilla variabilis Bonetto & Ezcurra de Drago (1973), Radiospongilla amazonensis Volkmer-Ribeiro & Maciel (1983) and Heterorotula fistula Volkmer-Ribeiro & Motta (1995). The analyses of current sediments of the lake also revealed a conspicuous biosilicious deposit, highlighting the sponge spicules, which allowed a comparison with the Cemitério Paleolake deposit. All these results led us to propose an interpretation of the evolution of the Cemitério Paleolake. Therefore, five phases of environmental changes were identified in the paleolake deposit, corresponding to the installation (lotic and erosion phase), establishment and development of the lake, and colmatation of the lake, with the latter correlating to the Last Glacial Maximum (LGM). Moreover, on the basis of the ecological requirements of the sponge species identified in the deposit, it was possible to infer the probable weather patterns related to the respective phases of the lake. The unprecedented presence of the sponge species Corvoheteromeyenia australis in the Cemitério Paleolake, which is presently recorded only in southern South America, indicated that polar incursions originating from the Antarctic were frequent during the last glacial period and may have played a notable role in what is now the central Brazil. However, for a short time, drier and hotter weather conditions may have predominated, as suggested by the presence of Corvomeyenia thumi. There is no doubt that the paleoclim favored the karstic process in the dome of Catalão I, which led to the formation of the paleolake basin, where environmental condictions favored the existence of a particular sponges community, currently typical of the lakes of the Cerrado Biome. Depth, flow and water residence in the basin as well as the availability of substrate and silica concentrations, with the latter favored by the surrounding source rocks, were the key environmental conditions for the formation of biosiliceous deposit in the Cemitério Paleolake.