Palavras-chave: Isótopos Estáveis; Carbono Orgânico; Plataforma Continental; Rio São Francisco.

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1 DISTRIBUIÇÃO E FONTES DE MATÉRIA ORGÂNICA NA CLINOFORMA DELTAICA DO RIO SÃO FRANCISCO, NORDESTE DO BRASIL Narayana F.C. Escobar 1 (D); José M. L. Dominguez 1 1- Laboratório de Estudos Costeiros, Instituto de Geociências/Universidade Federal da Bahia, Campus Universitário da Federação, CEP , Salvador, Bahia. nara.flora@gmail.com. Resumo: Um estudo da matéria orgânica e da razão isotópica do δ 13 C em sedimentos plataformais adjacentes a desembocadura do rio São Francisco (Brasil) foi realizado com o objetivo de caracterizar a distribuição e possíveis fontes da matéria orgânica. Os valores de δ 13 C e da razão C/N mostraram que o padrão de dispersão da pluma fluvial e da corrente costeira exercem um significativo controle na distribuição espacial da matéria orgânica na plataforma, com uma maior influência de fontes de matéria orgânica continental na clinoforma deltaica, e valores mais tipicamente marinhos na região externa à mesma. Palavras-chave: Isótopos Estáveis; Carbono Orgânico; Plataforma Continental; Rio São Francisco. Distribution and Sources of organic matter in the deltaic clinoform of the São Francisco river, Northeast of Brazil Abstract: A study of the organic matter and the isotopic ratio of δ13c in sediments adjacent to the mouth of the São Francisco River (Brazil) was carried out with the objective of characterizing the distribution and possible sources of organic matter. The values of δ13c and C / N ratio showed that the dispersion pattern of the fluvial plume and the coastal current exerted a significant control on the spatial distribution of the organic matter in the platform, with a greater influence of continental organic matter sources in the deltaic clinoform, and typically marine values in the external region to the same. Keywords: Stable isotopes; Organic carbon; Continental Shelf; São Francisco River. Introdução A matéria orgânica (MO) nos sedimentos costeiros e marinhos pode ter uma origem tanto autóctone, derivada de fontes in situ, tais como a produção de plâncton, algas e macrófitas, como alóctone, oriunda do continente e aportada por médios e grandes rios. Por isso, as regiões costeiras e oceânicas funcionam como sumidouros e zonas de transformação da MO de origem terrestre e marinha (BAUER et al., 2013). Processos complexos controlam o destino final da MO que chega à plataforma. Sua preservação depende da eficiência de enterro, que é elevada nos depocentros deltaicos (~40%). Os organismos fotossintetizantes continentais e marinhos assimilam carbono e nitrogênio de fontes distintas, o que resulta em assinaturas isotópicas diferentes. Estas assinaturas possibilitam a identificação da origem da MO em sedimentos, e portanto inferir aspectos climáticos, além de efeitos ecológicos e antrópicos (BYRNE et al., 2001). Parâmetros como carbono orgânico total (COT), nitrogênio total (NT), razão C/N e isótopos de carbono (δ 13 C) têm sido amplamente utilizados para compreender as principais fontes da MO sedimentar (MEYERS, 1997; RAMASWANY et al., 2008). O reduzido número de trabalhos desta natureza para a plataforma continental brasileira, dificulta a avalição da sua contribuição e do comportamento da Matéria Orgânica Total (MOT) para o ciclo global do carbono. O rio São Francisco (RSF) apesar de apresentar a quarta maior bacia hidrográfica do Brasil, praticamente não dispõe de estudos que avaliem em maior detalhe o destino e

2 a origem da MO presente na região plataformal confrontante à sua desembocadura. Os estudos existentes restringem-se à sua região estuarina (SANTOS et al., 2013) e ao transporte de materiais em suspensão (MEDEIROS et al., 2007). Neste trabalho investigou-se a distribuição espacial da MO nos sedimentos superficiais da clinoforma deltaica do RSF e a contribuição relativa das fontes de origem terrestre/fluvial e da produção autóctone gerada a partir dos nutrientes aportados pelo rio. Experimental Foram coletadas 97 amostras de sedimento superficial entre os dias 16 e 21 de março de 2010 na região da plataforma continental adjacente ao RSF (Fig. 1). O sedimento superficial foi coletado em malha regular com amostras separadas em um km, com o auxílio de um amostrador de fundo do tipo Van Veen. Em laboratório, foram feitas análises granulométricas em todas as amostras coletadas, enquanto as análises de COT, NT e a razão isotópica do δ 13 C, foram feitas apenas nas amostras classificadas texturalmente como lama (silte + argila) (76 amostras). A análise granulométrica foi feita com analisador de partículas a laser (Modelo HORIBA LA950). A determinação do COT, NT e o δ 13 C foram realizadas em analisador elementar Costech acoplado a um espectrômetro de massa Thermo Finigan Delta Plus, que permite a determinação simultânea da composição elementar (% C e N) e da razão isotópica do δ 13 C. Os valores dos diferentes parâmetros foram interpolados utilizando o algoritmo IDW (Inverse Distance Weight) para a produção de mapas da distribuição espacial dos mesmos. As classes representadas nos mapas foram determinadas utilizando o método de classificação de quebras naturais (Jenks Natural Breaks) que fornece o melhor arranjo dos valores obtidos nas diferentes classes (JENKS, 1967). Figura 1: Localização das estações amostrais. Os pontos em vermelho correspondem às amostras onde foram realizadas análises isotópicas. Resultados e Discussão Os sedimentos da clinoforma deltaica são dominantemente lamosos, enquanto na região plataformal adjacente areias e cascalhos bioclásticos recobrem o fundo marinho (Fig. 2). Foi possível observar que existe uma tendência dos sedimentos serem ligeiramente mais grossos no sentido sul/sudoeste, obedecendo o mesmo padrão de dispersão da pluma fluvial em períodos de grandes cheias (Fig. 2).

3 Figura 2: Distribuição espacial dos valores do D50 no sedimento superficial de fundo na plataforma continental adjacente ao rio São Francisco. As concentrações do COT variaram entre 0,11 a 1,56 %, com valor médio de 0,81 ± 0,33% (Fig. 3a). A distribuição espacial mostra que, de modo geral, os maiores teores se concentram em uma faixa orientada norte-sul que acompanha (i) a orientação geral da pluma fluvial durante grandes cheias e (ii) a corrente costeira que se desloca predominantemente para sudoeste (Fig. 3a). A distribuição espacial dos teores de NT é similar à distribuição do COT. Os valores de NT variaram entre 0,02 até 0,20% nas amostras de sedimentos superficiais (Fig. 3b). a) b) Figura 3: a) Distribuição dos teores de Carbono Orgânico Total (COT) (%) e b) Nitrogênio Total (NT) no sedimento superficial da plataforma continental adjacente ao rio São Francisco. Os valores de δ 13 C das amostras coletadas na plataforma apresentaram uma média de -21,40 ± 0,94, variando entre -23,30 e -19,20. A distribuição espacial dos valores de δ 13 C apresentou um padrão aproximadamente radial em relação à desembocadura do RSF, com valores aumentando

4 no sentido de costa-afora. O padrão de distribuição sugere uma clara influência da pluma fluvial na distribuição da MO. Os valores mais enriquecidos em δ 13 C nos sedimentos, valores estes que se aproximam aqueles apresentados pelas plantas C3 dominantes no estuário e baixo curso do São Francisco analisadas por Santos el., 2013 (Rhizophora mangle - δ13c = -28,21 e Montricárdia linífera - δ13c = -26,93), são encontrados nas vizinhanças imediatas da desembocadura e na clinoforma deltaica, enquanto nas regiões externas à clinoforma os valores são típicos de algas marinhas - δ13c = -19 (MAYERS, 1997) (Fig. 4a). As razões C/N encontradas variaram entre 5,5 e 11,3. Os maiores valores coincidem aproximadamente com os limites da clinoforma deltaica (8,6 até 11,3), porém são também elevados na porção sudoeste da área investigada em associação com a saída de canais de maré que drenam áreas de mangue presentes na planície deltaica. Externamente à clinoforma deltaica os valores são os menores encontrados (9,0 até 5,5). Valores de C/N entre 5 e 8 indicam origem marinha da MO, acima de 15 os resultados indicam origem terrestre e valores intermediários uma provável mistura destas fontes (MEYERS, 1997). Isto sugere que a MO na área de estudo tem uma origem transicional, com mistura de fontes na clinoforma deltaica e na saída dos canais de maré na porção sudoeste da planície deltaica. Já nas regiões externas à clinoforma a fonte da MO é majoritariamente marinha, com os valores de C/N inferiores a 8 (Fig. 4b) a) b) Figura 4: a) Distribuição dos teores de δ13c ( ) e b) distribuição da razão C/N no sedimento superficial de fundo da plataforma continental adjacente ao rio São Francisco. Conclusões O estudo da MO nos sedimentos superficiais da plataforma continental adjacente ao rio São Francisco mostra que há uma significativa influência da pluma do rio e da corrente costeira na sua distribuição espacial. Isto é principalmente ilustrado pelos valores de δ 13 C. A razão C/N indica uma mistura de fontes terrígenas e continental nas áreas sob influência da pluma fluvial, enquanto a MO de origem marinha predomina na região externa à clinoforma deltaica. Agradecimentos Este trabalho foi realizado no âmbito do projeto PNPD (n. 2983/2010 Sedimentação Holocênica na Região do Delta do rio São Francisco e Plataforma Continental Adjacente) e do inctambtropic Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Ambientes Marinhos Tropicais, CNPq/FAPESB Processos: / e 8936/2011.

5 Referências Bibliográficas Bauer, James E, Wei-Jun Cai, Peter a Raymond, Thomas S Bianchi, Charles S Hopkinson, and Pierre a G Regnier The Changing Carbon Cycle of the Coastal Ocean. Nature 504 (7478): Bianchi, T. S The Role of Terrestrially Derived Organic Carbon in the Coastal Ocean: A Changing Paradigm and the Priming Effect. Proceedings of the National Academy of Sciences 108 (49): Burdige, David J Preservation of Organic Matter in Marine Sediments: Controls, Mechanisms, and an Imbalance in Sediment Organic Carbon Budgets? Preservation of Organic Matter in Marine Sediments: Controls, Mechanisms, and an Imbalance in Sediment Organic Carbon Bud. Chemical Reviews 107 (January): Meyers, Philip A., and Ryoshi Ishiwatari Lacustrine Organic Geochemistry an Overview of Indicators of Organic Matter Sources and Diagenesis in Lake Sediments. Organic Geochemistry. Oliveira, Eduardo Negri de, Bastiaan Adriaan Knoppers, João Antônio Lorenzzetti, Paulo Ricardo Petter Medeiros, Maria Eulalia Carneiro, and Weber Friederichs Landim de Souza A Satellite View of Riverine Turbidity Plumes on the NE-E Brazilian Coastal Zone. Brazilian Journal of Oceanography 60 (3): Ramaswamy, V., Birgit Gaye, P. V. Shirodkar, P. S. Rao, Allan R. Chivas, David Wheeler, and Swe Thwin Distribution and Sources of Organic Carbon, Nitrogen and Their Isotopic Signatures in Sediments from the Ayeyarwady (Irrawaddy) Continental Shelf, Northern Andaman Sea. Marine Chemistry 111 (3 4): Santos, Elisamara S.; Jennerjahn, Tim, and Bastiaan a. Medeiros, Paulo R.P.; de Souza, Weber F.L.; Knoppers Origem Da Matéria Orgânica Sedimentar No Delta-Estuarino Do Rio São Francisco, AL/SE - Brasil. Geochimica Brasiliensis 27 (1): Jenks, George F "The Data Model Concept in Statistical Mapping", International Yearbook of Cartography 7: Byrne, R.; Ingram, B. L.; Starratt, S.; Malamud-Roam, F.; Collins, J.N.; Conrad, M. E Carbon-Isotope, Diatom, and Pollen Evidence for Late Holocene Salinity Change in a Brackish Marsh in the San Francisco Estuary. Quaternary Research, 55,