Dissolução de Foraminíferos Quaternários do Atlântico Sul: da perda de CaCO3 ao ganho de informação paleoceanográfica

Abstract

Estudos paleoceanográficos são baseados em indicadores indiretos, ou seja, informações sedimentológicas, paleontológicas e geoquímicas que refletem as condições ambientais dos oceanos no passado geológico. Processos tafonômicos como a dissolução podem enviesar a informação contida nestes indicadores. Porém, quando corretamente identificada, a dissolução pode se tornar uma ferramenta para caracterizar mudanças oceanográficas, como variações na distribuição das massas d’água e a acidificação dos oceanos. O objetivo deste estudo é entender como ocorre este enviesamento, identificar indicadores que determinam a presença ou ausência da dissolução e identificar alterações oceanográficas no Quaternário tardio da Bacia de Pelotas em função deste processo. Esta tese compreende várias etapas, incluindo a realização de experimentos de dissolução em varias espécies de foraminíferos provenientes do oeste do Atlântico Sul, a comparação entre dados de fauna de foraminíferos planctônicos de sedimento com as condições ambientais do oceano Atlântico Sul e, finalmente, as análises de testemunhos do Quaternário tardio da Bacia de Pelotas (foraminíferos, cocolitoforídeos, teor de carbonato, granulometria, δ18O, AMS 14C). Os experimentos geraram um ranking de susceptibilidade à dissolução para foraminíferos, identificando Orbulina universa e Hoeglundina sp. como bons indicadores de pouca dissolução, além de identificar a razão entre foraminíferos planctônicos e bentônicos como imprópria para indicar o grau de dissolução. A análise da fauna de foraminíferos planctônicos do Atlântico Sul identificou maior enviesamento por condições ambientais de fundo em áreas com massas d’água mais corrosivas provenientes do sul, bem como o viés observado nas espécies frágeis pode ser relacionado aos erros em estimativas de paleotemperaturas baseadas em censos de fauna. Baseado nos indicadores aqui elaborados, combinado com outros indicadores comuns, as alterações oceanográficas na Bacia de Pelotas indicam um aumento da dissolução em períodos glaciais em função do avanço da Água Antartica de Fundo e da Água Circumpolar Superior. Finalmente, na parte conceitual desta tese, é proposta uma definição de zona tafonômicamente ativa para sistemas pelágicos, que deve considerar a coluna d’água como seu limite superior.

Paleoceanographic studies are based on proxy data, i.e. sedimentological, paleontological and geochemical information that reflect the environmental conditions of the oceans in the geological past. Taphonomic processes such as dissolution may bias the information contained in these proxies. However, when correctly identified, dissolution can become a tool to characterize oceanographic changes, such as variations in the water masses distribution and acidification of the oceans. The purpose of this study is to understand how this bias occurs, to identify proxies that determine the presence or absence of dissolution and to identify late Quaternary oceanographic changes in the Pelotas Basin as a function of this process. This thesis comprises several stages, including dissolution experiments on several foraminifera species from the western South Atlantic, comparison between sediment plankton foraminifera fauna data with environmental conditions of the South Atlantic Ocean, and finally, the analyses of late Quaternary of the Pelotas Basin cores (foraminifera, coccolith, carbonate content, grain size, δ18O, and AMS 14C). The experiments generated a ranking of susceptibility to dissolution for foraminifera, identifying Orbulina universa and Hoeglundina sp. as good proxies of low dissolution, besides identifying the planktonic and benthic foraminifera ratio as inappropriate for indicating the degree of dissolution. The analysis of the planktonic foraminifera fauna of the South Atlantic identified greater bias due to bottom environmental conditions in areas with more corrosive water masses from the south, as well as the observed bias in fragile species may be related to errors in paleotemperature estimates based on fauna census counts. Based on the proxies developed here, and other indicators frequently used, the late Quaternary oceanographic changes in the Pelotas Basin indicate an increase of the dissolution in glacial periods due to the advance of Antarctic Bottom Water and Upper Circumpolar Deep Water. Finally, in the conceptual part of this thesis, a taphonomically active zone for pelagic systems is proposed, which should consider the water column as its upper limit.