EVOLUÇÃO PALEOAMBIENTAL NO CORPO LODOSO DA PLATAFORMA CONTINENTAL ADJACENTE AO RIO GUADIANA, DURANTE OS ÚLTIMOS CA ANOS

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1 EVOLUÇÃO PALEOAMBIENTAL NO CORPO LODOSO DA PLATAFORMA CONTINENTAL ADJACENTE AO RIO GUADIANA, DURANTE OS ÚLTIMOS CA ANOS I. Mendes 1, J. A. Dias 1, J. Schönfeld 2, F. Rosa 1, Ó. Ferreira 1 1 CIMA, Universidade do Algarve, Edifício 7, Campus de Gambelas, Faro, imendes@ualg.pt 2 Leibniz-Institute of Marine Sciences IFM-GEOMAR, Wischhofstr. 1-3, D Kiel, Germany ABSTRACT Benthic foraminifera and grain size analyses in core 5, integrated in a temporal framework, allowed the reconstitution of paleoenvironmental evolution during the last ca Cal yr BP in the continental shelf off Guadiana River. The results allowed the identification of two main general periods. From ca to ca Cal yr BP characterised by relatively homogeneous deposition of sediment type, decreasing mean grain size and by higher abundances of benthic foraminifera species with different ecological requirements, indicating an environment under the influence of sea level rise variations. The period between ca Cal yr BP and present day characterised by the increasing of clayey fraction and higher abundances of benthic foraminifera characteristics from middle shelf associated with fine sediments, indicating an environment placed after the stabilization of mean sea level in the study area. RESUMO As análises dos foraminíferos bentónicos e da granulometria dos sedimentos no testemunho vertical 5, enquadrado numa escala temporal, permitiu reconstituir a evolução paleoambiental dos últimos ca Cal anos BP na plataforma continental adjacente ao Rio Guadiana. Os resultados permitiram identificar dois períodos gerais de deposição. De ca a ca Cal anos BP, caracterizado por deposição relativamente homogénea do tipo de sedimento, diminuição do tamanho médio do grão e por maiores abundâncias de espécies de foraminíferos bentónicos com requisitos ecológicos diferentes, indicam um ambiente influenciado pelas variações do nível médio do mar. O período de ca Cal anos BP até à actualidade, caracterizado pelo aumento da fracção argilosa e maiores abundâncias de foraminíferos bentónicos característicos de plataforma média associados a sedimentos finos, indicam um ambiente que se estabeleceu após a estabilização do nível médio do mar. INTRODUÇÃO As sucessões sedimentares da plataforma resultam da interacção entre factores locais e de larga escala global. Localmente estes factores podem ser marés, ondas, correntes, afloramentos rochosos, entre outros. Factores a larga escala correspondem a variações do nível médio do mar, condições morfológicas que determinam os padrões regionais de sedimentação/erosão, e aos processos climáticos que controlam o transporte sedimentar para a plataforma. Os foraminíferos bentónicos estão directamente relacionados com o ambiente em que estão integrados. Pequenas alterações nos parâmetros ambientais reflectem-se na alteração das suas biocenoses, tornando-os em excelentes ferramentas para estudos ecológicos e paleoecológicos. A plataforma continental adjacente ao Rio Guadiana é uma zona complexa, altamente susceptível a mudanças climáticas, influenciada por fortes variações interanuais e variações em larga escala. Este trabalho tem como objectivo reconstituir a evolução paleoambiental ocorrida desde o inicio do Holocénico, de uma sequência sedimentar retirada do corpo lodoso da 106

2 plataforma média adjacente ao Estuário do Guadiana, recorrendo a análises granulométricas, a datações por radiocarbono e ao estudo dos foraminíferos bentónicos. MATERIAL E MÉTODOS O testemunho vertical 5 foi colhido em Julho de 2002, durante a campanha CRIDA 0702, a bordo da embarcação Aguayo, pelo método de vibração. Este testemunho possui 353cm de comprimento, foi extraído da zona central do corpo lodoso da plataforma média, a 72m de profundidade, à latitude 37º1 54 N e longitude 7º20 44 W. Foram efectuadas análises granulométricas da fracção fina pelo método de pipetagem e da fracção grosseira pelo método de peneiração, num total de 71 amostras. As datações de radiocarbono foram obtidas pelo método de AMS (Accelerated Mass Spectrometry) usando carapaças de foraminíferos bentónicos. A calibração das idades foi obtida usando o programa Calib 5.1 (STUIVER et al., 2005), a curva MARINE 04 e o efeito reservatório local (delta R) foi aplicado segundo SOARES E DIAS (2006) e SOARES (2008). O estudo dos foraminíferos bentónicos foi baseado em 41 amostras, colhidas no testemunho a intervalos irregulares que variaram entre 2 e 12cm. A fracção >63µm foi analisada à lupa binocular, e um mínimo de 300 carapaças em cada amostra foram retiradas, identificadas, contadas e posteriormente calculadas as abundâncias relativas das várias espécies de foraminíferos. RESULTADOS A análise da variação cumulativa do tipo de sedimento ao longo do testemunho 5 (Figura 1a) permitiu observar que a fracção siltosa é a mais abundante e apresentou-se relativamente constante ao longo do testemunho, variando entre 43 e 66%. Desde a base do testemunho até aproximadamente aos 150cm (ca Cal anos BP) a fracção arenosa varia entre 7 e 39% e a fracção argilosa entre 15 e 32%. Dos 150cm até ao topo do testemunho a fracção arenosa diminui progressivamente, apresentando valores inferiores a 1,2% nos últimos 50cm do topo, verificando-se um consequente aumento da fracção argilosa, que atinge percentagens superiores a 50% nos últimos 50cm do topo do testemunho. O tamanho médio do grão diminui da base para o topo do testemunho, tendo apresentando valores mínimos de 5,13 e máximos de 8,34 phi (Figura 1b). A cronologia do testemunho 5 foi baseada em quatro datações radiocarbono. A datação obtida na base do testemunho ( cm) indica que a deposição mais antiga na série recolhida se iniciou há Cal anos BP (Figura 1). Entre a base do testemunho e o nível dos 207cm (ca Cal anos BP), ocorreram as maiores taxas de acumulação de sedimento, estimadas em cerca de 10cm por século (taxas não corrigidas da compactação). A porção do testemunho imediatamente sobrejacente, entre os níveis 207cm e 150cm (ca Cal anos BP), a taxa média de acumulação é 10 vezes inferior, correspondendo a cerca de 1cm por século (as menores taxas de acumulação de todo o testemunho). O número de foraminíferos bentónicos por grama de sedimento seco variou entre 755 e 4543, com valores médios de 2474 indivíduos/g sedimento. Valores inferiores a 2000 indivíduos/g sedimento foram observados nos últimos 80cm a partir do topo do testemunho (Figura 1c). O número de espécies de foraminíferos bentónicos ao longo do testemunho 5 variou entre 46 e 74, com valores médios de 54 espécies por amostra. O maior número de espécies foi observado próximo à base e ao topo do testemunho (Figura 1d). 107

3 Figura 1. Análises efectuadas no testemunho vertical 5 e resultados das datações (Cal anos BP): a) variação cumulativa do tipo de sedimento; b) média granulométrica; c) número de foraminíferos bentónicos por grama de sedimento seco; d) número de espécies de foraminíferos bentónicos. Dezassete espécies de foraminíferos bentónicos apresentaram abundância relativa superior a 5% em pelo menos uma amostra analisada. O comportamento da abundância individual de cada espécie ao longo do testemunho, permitiu dividi-las em dois grupos (Figura 2). Espécies que diminuem de abundância da base para o topo do testemunho ou que apresentam abundâncias inferiores a 1% nos 150cm superiores do topo do testemunho, fazem parte do Grupo I. Este grupo é constituído pelas espécies Asterigerinata mamilla, Bolivina ordinaria, Bolivina pseudoplicata, Elphidium excavatum, Nonionella bradii, Nonionella iridea, Rectuvigerina phlegeri e Stainforthia fusiformis. O Grupo II é constituído por espécies cuja abundância aumenta da base para o topo do testemunho ou espécies que aumentam de abundância a partir dos 170cm para o topo do testemunho. Fazem parte deste grupo as espécies Brizalina dilatata, Brizalina spathulata, Bulimina aculeata, Bulimina marginata, Cassidulina laevigata, Cassidulina minuta e Epistominella vitrea. 108

4 Figura 2. Variação com a profundidade das espécies com abundância relativa superior a 5%, em pelo menos uma amostra analisada. DISCUSSÃO E CONCLUSÕES O testemunho vertical 5 reflecte as alterações ambientais ocorridas no corpo lodoso da plataforma continental adjacente ao Rio Guadiana durante os últimos ca Cal anos BP, que corresponde ao início do Holocénico. Os resultados obtidos permitiram dividir genericamente o testemunho em dois grandes períodos de deposição. O primeiro período terá ocorrido entre ca Cal anos BP (base do testemunho) e ca Cal anos BP e o segundo período desde esta idade até à actualidade (topo do testemunho). O primeiro período entre ca a 4200 Cal anos BP, caracterizou-se pela deposição relativamente constante de areia, silte e argila, por uma ligeira diminuição da média granulométrica e pela maior abundância de espécies de foraminíferos bentónicos pertencentes ao Grupo I. Fazem parte deste grupo espécies com requisitos ecológicos diferentes: A. mamilla ocorre na plataforma interna do Guadiana até aos 12m profundidade, associada a sedimentos com mistura de areia (MENDES et al., 2004); B. ordinaria foi associada a elevados teores de matéria orgânica (MARTINS et al., 2006); E. excavatum foi descrito em áreas com elevado fornecimento de matéria orgânica e com resuspensão frequente de sedimentos finos (DE NOOIJER et al., 2008); o género Nonionella é normalmente associado a sedimentos lodosos (MURRAY, 2006), surgindo neste estudo com maiores abundâncias associadas a sedimentos onde existe mistura de areia; R. phlegeri foi observada sob a influência da pluma de descarga Rio Rhône, com elevadas exigências de oxigénio (MOJTAHID et al., 2009). Apesar das diferentes exigências de cada espécie elas coexistem no mesmo ambiente, indicando que diferentes 109

5 parâmetros interferem na sua distribuição e que apenas espécies mais adaptadas ou oportunistas ocorrem em maior abundância. O início do Holocénico foi caracterizado por uma subida rápida do nível médio do mar, que ocorreu aproximadamente até aos 5000 anos BP, quando se verificou uma desaceleração acentuada (e.g. DIAS et al., 2000). No início deste período o nível médio do mar estaria 55 a 60m abaixo do nível actual (e.g. DIAS et al., 2000). A maior abundância de areias e as elevadas taxas de acumulação na base do testemunho indicam que esta região da plataforma se encontraria sob maior influência das descargas fluviais do (paleo-)guadiana, no que então seria uma zona mais costeira. Posteriormente, a subida rápida do nível médio do mar levou ao preenchimento do Estuário do Guadiana, no período entre os 9800 e 6500 anos BP (BOSKI et al., 2002). O preenchimento do estuário terá levado à redução dos sedimentos exportados para a plataforma, o que se traduziria na diminuição das taxas de acumulação, no aumento de fracção lutítica (nesta situação, o grau de retenção das areias nos estuários é maior) e progressiva diminuição da média granulométrica. O segundo período que terá decorrido entre os ca Cal anos BP e a actualidade, caracterizou-se pela redução da fracção grosseira e consequente aumento da fracção fina, nomeadamente da fracção argilosa, pela continuada diminuição da média granulométrica (que atinge no topo do testemunho valores médios do diâmetro da argila) e pela maior abundância de espécies de foraminíferos bentónicos pertencentes ao Grupo II. De acordo com MENDES et al. (2004) as espécies pertencentes a este grupo, à excepção da B. elongata, ocorrem na plataforma continental adjacente ao Rio Guadiana a profundidades superiores a 40m, associadas a sedimentos finos. Este período parece reflectir as condições de deposição que estabeleceram o corpo lodoso na plataforma continental após a estabilização do actual nível médio do mar, que terá ocorrido nesta área por volta de 5000 anos BP (BOSKI et al., 2002). É possível que os últimos 150cm do topo do testemunho reflictam a tendência para esta estabilização e para as adaptações ao nível geomorfológico do litoral. A tendência para diminuição da percentagem de areia e da média granulométrica poderá significar a progressiva entrada em equilíbrio do estuário (histerese da sedimentação estuarina), marcada, por baixas taxas de acumulação. Nos últimos 100cm do topo do testemunho o estuário estaria já em equilíbrio, justificando o aumento das taxas de acumulação (quase 80 cm/século, embora não corrigidas), a tendência para maior constância da média granulométrica, o menor número de foraminíferos bentónicos/g de sedimento e pela abundância aproximadamente constante de espécies de foraminíferos características de ambientes de plataforma média, reflectindo as condições actuais de deposição. AGRADECIMENTOS Estudo desenvolvido com o apoio do projecto CIRCO (Variações climáticas durante o Holocénico a partir de registos isotópicos, no Sudoeste da Península Ibérica - PTDC/CLI/66393/2006). Isabel Mendes financiada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, bolsa SFRH/BD/18342/2004. REFERÊNCIAS BOSKI, T., MOURA, D., VEIGA-PIRES, C., CAMACHO, S., DUARTE, D., SCOTT, D. B., FERNANDES, S. G. (2002). Postglacial sea-level rise and sedimentary response in the Guadiana Estuary, Portugal/Spain border. Sedimentary Geology 150, DE NOOIJER, L. J., DUIJNSTEE, I. A. P., BERGMAN, M. J. N., VAN DER ZWAAN, G. J. (2008). The ecology of benthic foraminifera across the Frisian Front, southern North Sea. Estuarine, Coastal and Shelf Science 78, DIAS, J. M. A., BOSKI, T., RODRIGUES, A., MAGALHÃES, F. (2000). Coast line evolution in Portugal since the Last Glacial Maximum until present - a synthesis. Marine Geology 170,

6 MARTINS, V., JOUANNEAU, J.-M., WEBER, O., ROCHA, F. (2006). Tracing the late Holocene evolution of the NW Iberian upwelling system. Marine Micropaleontology 59, MENDES, I., GONZALEZ, R., DIAS, J. M. A., LOBO, P., MARTINS, V. (2004). Factors influencing recent benthic foraminifera distribution on the Guadiana shelf (Southwestern Iberia). Marine Micropaleontology 51, MOJTAHID, M., JORISSEN, F., LANSARD, B., FONTANIER, C., BOMBLED, B., RABOUILLE, C. (2009). Spatial distribution of live benthic foraminifera in the Rhône prodelta: Faunal response to a continental-marine organic matter gradient. Marine Micropaleontology 70, MURRAY, J. (2006). "Ecology and applications of benthic foraminifera." Cambridge University Press, Cambridge. SOARES, A. M. M. (2008). Radiocarbon dating of marine samples from Gulf of Cadiz. In "Quaternary Land-Ocean Interactions: Driving Mechanisms and Coastal Responses, Fifth IGCP 495 Meeting, pp Faro, Portugal. SOARES, A. M., DIAS, J. A. (2006). Coastal upwelling and radiocarbon-evidence for temporal fluctuations in ocean reservoir effect off Portugal during the Holocene. Radiocarbon 48, STUIVER, M., REIMER, P. J., REIMER, R. W. (2005). CALIB Radiocarbon calibration ver , 111