Paleoecologia de diatomáceas como subsídios para o conhecimento da evolução paleogeográfica da região costeira do Rio Grande do Sul, Brasil

Abstract

A partir da premissa de que os estudos de sistemas fluviais de vales incisos desenvolvidos em sistemas lagunares são essenciais para o entendimento da influência das mudanças do nível do mar, na evolução de costas dominadas por ondas, uma abordagem multidisciplinar envolvendo sísmica de alta resolução e análise de diatomáceas é proposta. As diatomáceas encontradas em testemunhos, obtidos em distintos ambientes da zona costeira do Rio Grande do Sul, e amostras superficiais coletadas no interior da Lagoa dos Patos, fornecem a base para a realização de detalhadas interpretações paleogeográficas, paleoambientais e paleoecológicas da região costeira do Sul do Brasil. Três sistemas de vales e canais incisos, identificados através de mapeamentos sistemáticos de superfícies sísmicas no interior da Lagoa dos Patos, fazem parte da estratigrafia desta área costeira. Superfícies erosionais bem definidas são relacionadas a dois dos maiores períodos de rebaixamento do nível do mar ocorrendo simultaneamente aos estágios isotópicos marinhos 6 e 2. Os elementos arquiteturais sismoestratigráficos revelam proeminentes vales incisos de até 10 km de largura com preenchimento sedimentar de até 40 m de espessura. Os testemunhos foram relacionados aos perfis sísmicos com a finalidade de complementar as interpretações a partir dos registros sísmicoestratigráficos obtidos. A posterior integração destes dados aos registros de diatomáceas fornece uma base fundamental na determinação da natureza do preenchimento sedimentar de sistemas subtropicais incisos dos rios Jacuí e Camaquã. Diatomáceas fósseis e modernas são comparadas através de análises estatísticas multivariadas, que sugerem mudanças na composição e distribuição espacial dos taxa em distintos ambientes da zona costeira do Rio Grande do Sul. O taxon marinho Paralia sulcata é dominante em todos os testemunhos, ocorrendo continuamente desde o Pleistoceno tardio até o Holoceno, mas esta espécie é considerada rara nas comunidades atuais. As espécies dulciaquícolas ocorrem continuamente, sendo registradas em baixas densidades em períodos anteriores e posteriores ao último evento glacial e durante o Holoceno, em contraste com o máximo regressivo, quando são encontradas em altas densidades. A distribuição espacial de diatomáceas atuais é controlada pelo gradiente de salinidade, ação dos ventos e fatores climáticos fortementes influenciados pelos eventos El Niño/La Niña. Atualmente, os sedimentos do fundo da Lagoa dos Patos são dominados por espécies dulciaquícolas planctônicas Aulacoseira veraluciae e Aulacoseira sp.2 seguidas da espécie marinha-estuarina Cyclotella litoralis. As diatomáceas mais representativas são destacadas como excelentes indicadores de mudanças ambientais que incluem salinidade, composição sedimentar e ativo transporte através dos sistemas de vales incisos. Adicionalmente são fornecidos consistentes resultados e percepções sobre a evolução costeira e as condições hidrodinâmicas lagunares durante o Pleistoceno tardio e Holoceno, que contrastam com a configuração costeira moderna. Este estudo sugere que a Planície Costeira foi profundamente dissecada por sistemas de vales e canais incisos antes da implantação da paisagem costeira atual.

Starting with the assumption that studies of the incised valleys and channels systems in lagoonal systems are essential for understand the influence of sea-level changes related to evolution of wave-dominated coasts, a multidisciplinary approach based on high-resolution seismic and diatom analysis is proposed. Diatom assemblages found in cores obtained in distinct environments of the Rio Grande do Sul coastal zone and surface samples collected in the Patos Lagoon, provided a basis for detailed interpretations of paleogeography, paleoenvironment and paleoecology of the southern Brazilian coast. Three incised valleys systems, previously identified by systematic mapping of the seismic surfaces in the Patos Lagoon interior are part of the stratigraphy of this coast. Well-defined erosional surfaces related to the two major lowstands, concomitant with Marine Isotope Stages 6 and 2. The seismostratigraphic architectural elements show former prominent valleys up to 10 km wide, infilled with at least 40 meters thick sediments. Core data were related with seismic profiles in order to complement the seismostratigraphic records interpretations obtained. The subsequent integration of these data to diatom records provided a strong basis for determining the nature of infilling of subtropical incised valleys systems from Jacuí and Camaquã River. Fossil and modern diatoms are combined by multivariate statistical analyses that suggest changes in diatom composition and spatial distribution of abundant taxa in different environments of the Rio Grande do Sul coastal zone. The marine specie Paralia sulcata is dominant in all stratigraphic cores analyzed occurring continuously from Late Pleistocene to Holocene, but it is rare in modern communities. Non-marine assemblages also occurring continuously, but they are found in very low densities before and after the Last Glacial Maximum and during the Holocene, in contrast with lowstand maximum, when they are found in high densities. The spatial distribution of modern associations is controlled by salinity gradient, wind action, and climate forcing strongly related to El Niño Southern Oscillation and La Niña activity. The bottom sediments of Patos Lagoon are dominated by freshwater taxa Aulacoseira veraluciae and Aulacoseira sp.2, followed by marine-estuarine species of Cyclotella litoralis. The most representative diatoms are highlighted as excellent indicators of environmental changes, including salinity, sediment composition and active transport by incised valleys systems. In addition, are provided consistent outcomes and insights about coastal evolution and lagoonal hydrodynamic conditions during Late Pleistocene and Holoceno, in contrast to the modern configuration. The results suggest that the coastal plain was deeply dissected before the installation of the actual landscape.