Caracterização da plataforma continental da Bacia de Campos (Brasil, SE) fundamentada em foraminíferos bentônicos recentes

Abstract

Foraminíferos bentônicos vivos foram estudados visando a caracterização da plataforma continental da Bacia de Campos (sudeste do Brasil; 20.5°S - 24°S). Espécimes coletados no período seco/inverno/ressurgências menos frequentes de 2008 e no período chuvoso/verão/ressurgências mais frequentes de 2009 foram analisados para investigar padrões de distribuição espacial e temporal. As estações foram distribuídas em cinco isóbatas (25, 50, 75, 100 e 150 m), de nove transectos perpendiculares à linha de costa, totalizando 45 estações. Em cada estação, com busca-fundo e com delimitador 10 cm2 coletou-se três amostras de sedimento superficial (estrato 0-2 cm). Em laboratório, 20 cm³ de sedimento úmido por amostra foi lavado em peneira (63 μm), depois seco e triado na lupa. Material excedente foi estocado para contraprovas. Análises de Agrupamento e nMDS foram utilizadas para reconhecer grupos de estações e a Análise Canônica de Correspondência foi utilizada para investigar relações dos foraminíferos com dados ambientais. As variáveis-resposta quantitativas básicas foram biomassa e abundância; biomassa foi estimada por biovolume. A estrutura ecológica das associações (densidade, diversidade, dominância, equitatividade) foi estimada. Os dados foram avaliados visando caracterização da área e gestão ambiental da bacia. Registrou-se 519 táxons de foraminíferos. A análise integrada dos períodos identificou três áreas principais: (i) Plataforma interna (entre 25 e 50 m) - tem sedimentos predominantemente siliciclásticos, predominam espécies epifaunais, positivamente correlacionadas com areia, temperatura mais alta e concentração mais alta de clorofila-a; nela ocorrem Tiphotrocha concava, Bolivina paula, Nonionella sp.C, Discorbis williamsoni, Ammonia parkinsoniana, Ammonia tepida, Bolivina striatula, Textularia agglutinans, Angulogerina cf. A. jamaicensis Buliminella elegantissima, Paracassidulina nipponensis, Rectocibicides miocenicus, Placopsilina bradyi e muitas espécies dos seguintes gêneros Quinqueloculina, Textularia, Asterotrochammina, Eoeponidella, Porosononion, Polymorphina, Rotaliammina e Discorbis. (ii) Plataforma média/externa – (entre 75 e 100 m) - tem características predominantemente oligotróficas; areia, cascalho e lama, todos com alto teor de carbonato; as associações são compostas por Uvigerina auberiana, Technitella harrisii, Paratrochammina brasiliensis s.l., Planulina foveolata, Seabrookia earlandi, Svratkina spp., Pullenia spp., Discorbinella floridensis, Cibicidoides corpulentus, Stomatorbina torrei, Labrospira jeffreysii, Tetrataxiella ayalai, Mychostomina revertens, Amphicoryna scalaris, Globocassidulina rossensis, Ehrenbergina spinea, Spirotextularia floridana, Siphonina reticulata, Spirillina vivipara, Patellina corrugata e algumas espécies de Astrononion, Fissurina e Lenticulina entre outras. (iii) Área de ressurgências – predomínio de espécies infaunais positivamente correlacionadas com lama, feofitina-a e carbono orgânico total; a associação é composta por muitos rotalídeos pequenos como Bulimina marginata, Pappina compressa, Angulogerina angulosa, s.l., Alabaminella weddellensis, Bolivina fragilis, Bolivina ordinaria, Nonionella stella, Hopkinsina pacifica, Bolivinellina translucens, Stainforthia complanata, Bulimina patagonica, Hanzawaia concentrica, Gyroidina umbonata, Nonionella opima, Epistominella exigua, Cassidulina carinata, Fursenkoina pontoni e Nonionella atlantica; e alguns aglutinantes como Adercotryma glomeratum, Lagenammina atlantica, Ammoscalaria pseudospiralis, Reophax scorpiurus, Sepetibaella sepetibaensis, Labrospira crassimargo, Reophax pauciloculatus, Leptohalysis scottii, Textularia ? torquata e Reophax arayaensis e milliolídeos como Quinqueloculina sabulosa, Quinqueloculina atlantica s.l. e Pyrgo nasuta. A distribuição espacial dos foraminíferos é determinada pela profundidade, sedimento (tamanho de grão e conteúdo de carbonato) e disponibilidade de alimento. Foraminíferos fitodetritívoros indicaram áreas de ressurgência em Cabo Frio, Cabo de São Tomé e também ao norte da área estudada. A biomassa na plataforma interna é similar à de outras áreas investigadas, mas os valores da plataforma média e externa são mais altos que o esperado para uma região oligotrófica, sazonalmente mesotrófica. As curvas ABC indicaram a isóbata de 25 m como a mais perturbada da plataforma, especialmente durante o período chuvoso quando recebe maior aporte da drenagem fluvial e pluvial, talvez amplificada por contaminantes antropogênicos. Área com ressurgência mostraram perturbação moderada pelo método das curvas ABC; provavelmente trata-se apenas de perturbação natural, causada pelo incremento de produção primária. O estudo aporta dados para a gestão ambiental e a reconstrução paleoambiental.

Spatial and seasonal differences over the continental shelf and along the shelf break edges of Campos Basin, southeastern Brazil (20.5°S - 24°S) were investigated during 2008 (downwelling setting/dry/winter) and 2009 (upwelling setting/rainy/summer), based on living benthic foraminiferal assemblages, as part of the “HABITATS Project - Evaluation of the Environmental Heterogeneity of the Campos Basin, Brazil”. The assemblages and their relationship with environmental variables were studied to support the research and development activities of PETROBRAS, the Brazilian state-owned oil Company. The sampling design consisted of nine transects (45 stations) perpendicular to the coastline. Three replicates were taken from each station using a modified grab that performs as a box corer. The surface (0-2 cm) bottom sediment was collected (10 cm x 10 cm), fixed with 4 % formaldehyde buffered solution, stained with Bengal Rose, washed and sieved through a 63 μm mesh. Of the 200 cm3 of each replicate, 20 cm³ were analyzed and the remainder stored for retesting. Foraminiferal assemblages were recognized using cluster analysis, indicator species analysis and nonmetric multidimensional scaling. Spatial and temporal patterns of the foraminiferal assemblages were identified and the ecological structure (density, diversity, dominance, equitability) of these assemblages investigated. Foraminiferal biomass was estimated by measuring biovolume. The correlations of biotic and abiotic parameters were evaluated using canonical correspondence analysis. A total of 519 foraminiferal taxa were recorded. Spatial distribution responds to depth, sediment (grain size and carbonate content) and food availability. Cluster analysis with integrated periods allowed the recognition of three distinct areas: (i) an Inner shelf (25 – 50 m) area positively correlated with sand, higher temperature and higher chlorophyll-a content; it was occupied by Tiphotrocha concava, Bolivina paula, Nonionella sp. C, Discorbis williamsoni, Ammonia parkinsoniana, Ammonia tepida, Bolivina striatula, Textularia agglutinans, Angulogerina cf. A. jamaicensis, Buliminella elegantissima, Paracassidulina nipponensis, Rectocibicides miocenicus, Placopsilina bradyi and species of Quinqueloculina, Textularia, Asterotrochammina, Eoeponidella, Porosononion, Polymorphina, Rotaliammina and Discorbis. (ii) a Medium/outer shelf (75 – 150 m) area is composed by two subgroups correlated with depth and elevated carbonate levels; its species association includes Uvigerina auberiana, Technitella harrisii, Paratrochammina brasiliensis s.l., Planulina foveolata, Seabrookia earlandi, Svratkina spp., Pullenia spp., Eponides antillarum, Discorbinella floridensis, Cibicidoides corpulentus, Stomatorbina torrei, Labrospira jeffreysii, Tetrataxiella ayalai, Mychostomina revertens, Amphicoryna scalaris, Globocassidulina rossensis, Ehrenbergina spinea, Spirotextularia floridana, Siphonina reticulata, Spirillina vivipara, Patellina corrugata and some species from Astrononion, Fissurina and Lenticulina. (iii) an Upwelling area is positively correlated with phaeopigment (phytodetritus), mud and total organic carbon; this group includes abundant small rotalids such as Bulimina marginata, Pappina compressa, Angulogerina angulosa, s.l., Alabaminella weddellensis, Bolivina fragilis, Bolivina ordinaria, Nonionella stella, Hopkinsina pacifica, Bolivinellina translucens, Stainforthia complanata, Bulimina patagonica, Hanzawaia concentrica, Gyroidina umbonata, Nonionella opima, Epistominella exigua, Cassidulina carinata, Fursenkoina pontoni and Nonionella atlantica, and such agglutinated foraminifers as Adercotryma glomeratum, Lagenammina atlantica, Ammoscalaria pseudospiralis, Reophax scorpiurus, Sepetibaella sepetibaensis, Labrospira crassimargo, Reophax pauciloculatus, Leptohalysis scottii, Textularia ? torquata, Pseudobolivina fusiformis and Reophax arayaensis, and some miliolids (Quinqueloculina sabulosa, Quinqueloculina atlantica s.l. and Pyrgo nasuta). During the upwelling period the South Atlantic Coastal Waters enlarged its influence to include not only the Cape Frio area, but also an area at about 75 meters depth off Cape Sao Tome. Biomass values at the inner shelf agreed with available published data, but on the middle and outer shelf the values are higher than expected for an oligotrophic, seasonally mesotrophic basin. The ABC curves indicate the 25 m isobath as the most disturbed one and recognize a moderated disturbance in the upwelling area. During rainy season the 25 m isobath is disturbed by natural eutrophication phenomena that may be significantly amplified by anthropogenic activities. This study provides data for the monitoring plan for the area and for paleoenvironmental reconstructions.