CEPPE CENTRO DE PÓS-GRADUAÇÃO PESQUISA E EXTENSÃO MESTRADO EM ANÁLISE GEOAMBIENTAL CAMILLA DA SILVA SANTOS

1 CEPPE CENTRO DE PÓS-GRADUAÇÃO PESQUISA E EXTENSÃO MESTRADO EM ANÁLISE GEOAMBIENTAL CAMILLA DA SILVA SANTOS Análise de restos silicosos biogênicos como evidência das variações do Nível Relativo do Mar durante o Holoceno na Estação Ecológica Juréia-Itatins, São Paulo Guarulhos 2010

2 CAMILLA DA SILVA SANTOS Análise de restos silicosos biogênicos como evidência das variações do Nível Relativo do Mar durante o Holoceno na Estação Ecológica Juréia-Itatins, São Paulo Dissertação apresentada à Universidade Guarulhos para a obtenção do título de Mestre em Análise Geoambiental. Orientador: Prof. Dr. Kenitiro Suguio Guarulhos 2010

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4 À minha família que tanto amo: Pai, Mãe e Irmã. Dedico.

5 AGRADECIMENTOS Agradeço ao professor Dr. Kenitiro Suguio, a quem devoto sincera admiração e carinho por toda dedicação ao orientar este trabalho. Ao professor Dr. Paulo Eduardo De Oliveira, que me auxiliou durante toda a dissertação e pelo aprendizado adquirido no decorrer do trabalho, pois sem o seu apoio a conclusão desta pesquisa certamente seria mais difícil. A Universidade Guarulhos que nos permite desenvolver atividades enriquecedoras a nossa vida acadêmica e ao Laboratório de Palinologia e Paleobotânica Prof. Dr. Murilo Rodolfo de Lima, que foi onde passei maior parte dos meus dias durante o Mestrado, pelo fornecimento de bibliografias e materiais utilizados na realização da minha pesquisa. A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, por dar subsídios e tornar possível esta pesquisa. Ao apoio nos trabalhos de campo da Fundação Florestal e do Instituto Geológico da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, órgãos gestores das Unidades de Conservação no Estado de São Paulo. A colaboração do Dr. Fernando Coreixas de Moraes, pesquisador associado do Departamento de Invertebrados do Museu Nacional (UFRJ), pela oportunidade de freqüentar o laboratório de porífera e pelo auxilio fundamental na pesquisa das espículas de esponjas. Ao Dr. Guilherme Muricy pela disponibilização de horário no Centro de Microscopia Eletrônica do Departamento de Invertebrados do Museu Nacional, do Projeto: Rede Temática em Monitoramento Ambiental Marinho da Petrobrás e principalmente ao funcionário Elivaldo de Lima, que fotografou os microrganismos. Aos funcionários do Laboratório de Geociências da UnG pela paciência e amizade, em especial a professora Eliane de Siqueira e a Técnica Andréa Barbieri Rezende pela amizade ao longo destes anos, ao Técnico Fabio da Costa Casado pela paciência em me ajudar nas digitalizações do meu trabalho e a Técnica Patrícia Rosa pela ajuda em todos os processamentos químicos e momentos de descontração.

6 Aos professores do Mestrado em Análise Geoambiental pelo apoio e aprendizado adquirido durante o tempo de convívio. Ao laboratório de C 14 do CENA/USP, principalmente ao Dr. Pessenda e aos técnicos Álvaro, Mariah e Jaime, pela ajuda na interpretação dos dados de isótopos estáveis. Aos meus amigos Marco Felipe Raczka, Majoi Nascimento e Rudney Almeida pela paciência e apoio em todos os momentos de minha vida. A Vanda Brito de Medeiros pelos conselhos e amizade durante estes anos. Ao Marlon França, Valdecir Galvão pela amizade e colaboração em partes fundamentais desta pesquisa. Á todas as pessoas que, de alguma forma, contribuíram para a realização desta pesquisa. A Lygia Pereira de Souza por me acolher em sua casa como uma verdadeira mãe e excelente amiga. Ao Rodrigo Cavalcante que me ensina diariamente a importância da autoconfiança, sempre me motivando a seguir em frente, pelos momentos de descontração e principalmente pela amizade. A minha família por todo apoio, paciência, motivação, amor, compreensão e demonstração de orgulho por mim, pois sem eles nada teria sentido. Agradeço por cair e levantar de obstáculos todos os dias e por ter a certeza de que levarei comigo para a eternidade todos os meus conhecimentos. E é isso o que realmente vale à pena!!!!

7 Não são as espécies mais fortes que sobrevivem, nem as mais inteligentes, mas as mais sensíveis a mudanças. (Charles Darwin)

8 RESUMO O presente estudo teve por objetivo principal identificar restos silicosos de microrganismos para evidenciar as variações do nível relativo do mar (NRM) durante o Holoceno, na Estação Ecológica Juréia-Itatins (EEJI). Este estudo faz parte do Projeto FAPESP 2006/04467-7, e foi realizado em testemunho sedimentar paleolagunar, que apresenta idade máxima convencional datada pelo método do 14 C (radiocarbono) de 8.370 ± 50 anos A.P.. Os esqueletos silicosos investigados pertencem a microrganismos da Divisão Chrysophyta, conhecidos como silicoflagelados e espículas de esponjas (Filo Porífera), que foram extraídos dos sedimentos, em laboratório, através do tratamento químico de oxidação da matéria orgânica. A seguir foram realizados estudos taxonômicos, acompanhados de análises qualitativas e quantitativas dos organismos selecionados, pela técnica do marcador exótico (Lycopodium clavatum, e análise dos conteúdos de C, N, razão C/N, razões de isótopos estáveis do carbono (δc 13 ) e do nitrogênio (δn 15 ). Após a introdução dos dados quantitativos obtidos em silicoflagelados nos programas computacionais Tilia e TiliaGraph, foram gerados dois diagramas de concentração, ou seja, com números de indivíduos por cm 3 de sedimentos, que facilitaram as interpretações paleoambientais. Foi identificado apenas um gênero de Silicoflagelados, o Dictyocha. A quantificação deste gênero sugere fortemente que ocorreram flutuações positivas e negativas do NRM durante o Holoceno (últimos 7.000 anos A.P.) além de demonstrar a sua grande potencialidade, especialmente quando associados a outros indicadores, na determinação de oscilações do NRM no Quaternário. Foram identificados oito gêneros de esponjas (dois continentais e seis marinhos), através de espículas contidas nos sedimentos analisados. A partir dos valores das razões C/N e δn 15, foi constatado o predomínio de fontes de matéria orgânica de origens marinha e mista,com tendência mais forte para marinha. Palavras-chave: Quaternário; Holoceno; Variação do nível relativo do mar (NRM); Silicoflagelados; Espículas de esponjas; Estação Ecológica Juréia- Itatins.

9 ABSTRACT The main objective of this study is to identify the changes in the Relative Sea-Level (RSL) during the Holocene, within the Estação Ecológica Juréia- Itatins (EEJI) in the São Paulo State, through microornisms siliceous skeletons. This study integrates the Fundação de Amparo à pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) project 2006/04467-7 entitled Estação Ecológica Juréia- Itatins (SP): Sea level fluctuations below the present during the Holocene, and was done in a paleolagoonal sediment core. This core recovered 5, 79m long sediment column, that presented a conventional maximum age by (radiocarbon) method of 8,370± 50 years B.P. and, therefore, compatible with the proposed objective. Siliceous microorganism remains that were very frequent within these sediments were studied. These siliceous skeletons belong to microoganisms of the Crysophyte Division known as silicoflagellates and sponge (Porifera Phylum) spicules. Three hypotheses, concerning to RSL in the southern São Paulo State littoral were tested. For this purpose taxonomical studies were done, followed by qualitative and quantitative analyses of selected organisms, by the technique of the exotic marker (Lycopodium clavatum), and analyses of C and N contents and carbon (δ 13 C) and nitrogen (δ 15 N) stable isotope ratios. After the introduction of raw data, obtained in silicoflagellates within the Tilia and TiliaGraph computational programs, were obtained two concentration diagrams, that is, number of individuals by each cm 3 of sediments. An unique silicoflagellates genus, belong to the Dictyocha, was identified. The quantification of this genus suggest strongly that positive and negative RSL fluctuations occurred during the Holocene (last 7,000 years B.P.), also demonstrating its great potentiality as indicative of Quaternary RSL oscillations, when associated with other proxy records. Eight sponge genus (two continental and six marine) were identified through the spicules contained within the analyzed sediments. From the C/N and δ15n ratio values, it was verified a dominance of marine and mixed origin organic matter sources, with a stronger tendency for marine. Key-Words: Quaternary; Holocene; Relative Sea-Level (RSL) change; Silicoflagellates; Sponge spicules; Estação Ecológica Juréia-Itatins. 14 C

10 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: Fatores responsáveis pelas mudanças do NRM durante o quaternário, traduzido de Mörner, 1980...15 Figura 2: Curvas de variações do NRM ao longo da costa brasileira...17 Figura 3: Curva de paleonível marinho com base na análise de vermetídeos datados pelo método de radiocarbono...17 Figura 4: Características descritivas do esqueleto de silicoflagelado do gênero Dictyocha...19 Figura 5: Gráfico das relações entre valores de C/N e de δ 13 C das fontes de matéria orgânica...26 Figura 6: Mapa simplificado da EEJI e arredores...27 Figura 7: Representação do Mosaico da Estação Ecológica Juréia- Itatins conforme Lei n 12.406...28 Figura 8: Mapa geológico simplificado da EEJI, adaptado de Suguio e Martin...30 Figura 9: Ecótono vegetacional de restinga arbórea e caxetal na EEJI, na margem esquerda do Rio Comprido...31 Figura 10: Imagem satélite da EEJI com a indicação do furo de sondagem (S03) realizada para este estudo...32 Figura 11: Testemunhagem com vibrotestemunhador executada no ponto S03, na margem esquerda do Rio Comprido...33 Figura 12: Georreferenciamento da cota da boca do poço S03 na EEJI...34 Figura 13: Etapas de processamento químico...36 Figura 14: Seção colunar litoestratigráfica obtida para o testemunho S03 segundo o método dos momentos de Pearson e Hartley...41 Gráfico1: Representação gráfica da taxa de sedimentação e idade por metro amostrado...42 Figura 15: Conjunto espicular de Trochospongilla variabilis...43 Figura 16: Distribuição dos tipos espiculares ao longo do perfil S03...45 Figura 17: Concentração de silicoflagelados nos 5,79m do testemunho S03...47

11 Figura 18: Concentração de silicoflagelados conforme as zonações palinológicas no primeiro metro do testemunho S03...48 Figura 19: Representação do teor de carbono orgânico total (COT) do primeiro metro do testemunho S03...53 Figura 20: Representação do teor de nitrogênio orgânico total (NOT) do primeiro metro do testemunho S03...54 Figura 21: Representação da razão C/N do primeiro metro do testemunho S03...55 Figura 22: Diagrama das relações entre valores de C/N e de δ 13 C das fontes de matéria orgânica...55 Figura 23: Representação do δ 13 C do primeiro metro do testemunho S03...57 Figura 24: Representação do δ 15 N do primeiro metro do testemunho S03...57 Figura 25: Integração dos dados bióticos e abióticos do testemunho S03...60

12 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Idades convencionais e calibradas obtidas por radiocarbono no testemunho S03...38 Tabela 2: Descrição geológica tátil visual dos sedimentos coletados no testemunho S03 da EEJI (SP)...39 Tabela 3: Escala qualitativa de Folk e Ward (1957) para descrição de grau de seleção de sedimentos...40 Tabela 4: Relação taxonômica das espículas de esponjas encontradas ao longo do testemunho S03, na EEJI...44

13 SUMÁRIO Página 1. INTRODUÇÃO...12 1.1. Justificativa...13 1.2. Objetivos e Hipóteses...14 2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRAFICO...15 2.1. Variação do NRM durante o Holoceno no Brasil...15 2.2 Silicoflagelados e espículas de esponjas como bioindicadores...18 2.1.1. Silicoflagelados...19 2.1.2. Espículas de esponjas...21 2.3. Aplicação de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio como indicadores ambientais...23 2.3.1. Isótopos estáveis de Carbono...23 2.3.2. Isótopos estáveis de Nitrogênio...25 2.3.3. Razão C/N...25 3. ASPECTOS AMBIENTAIS DA ÁREA DE ESTUDO...27 3.1. Localização...27 3.2. Geologia e geomorfologia...29 3.3. Clima e vegetação...30 4. MATERIAL E MÉTODOS...32 4.1. De campo...32 4.2. De laboratório...34 4.2.1. Abertura e amostragem dos sedimentos...34 4.2.2 Tratamentos químicos das amostras...35 4.3. Identificação, contagem e análise dos dados...36 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES...38 5.1. Datação por 14 C...38 5.2. Litologia...39 5.3. Análise de silicoflagelados e espículas de esponjas...43

14 5.3.1. Composição taxonômica...43 5.3.2. Resultados quantitativos e qualitativos e Interpretação dos microfósseis em relação às zonas polínicas: correlação com a variação do NRM durante o Holoceno...46 5.4. Análise Isotópica do testemunho S03 (últimos 7.000 anos A.P.)...52 5.4.1. Carbono orgânico total (COT)...52 5.4.2. Nitrogênio orgânico total (NOT)...53 5.4.3. Razão C/N...54 5.4.4 Razão de isótopos estáveis do carbono estável (δ 13 C)...56 5.4.5. Razão de isótopos estáveis do nitrogênio (δ 15 N)...57 6. INTEGRAÇÃO DOS DADOS...58 6.1. Síntese dos dados em correlação com as Subzonas Palinológicas...58 7. CONCLUSÕES...61 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...63 9. ANEXO...74

12 1. INTRODUÇÃO O NRM (nível relativo do mar) pode ser influenciado por diversos fatores físicos que dificultam o seu estudo, mas a compreensão mais perfeita possível de suas flutuações pretéritas é de importância fundamental no entendimento da evolução das planícies costeiras e outros aspectos geológicos na costa do Brasil (SUGUIO et al.,1985; SUGUIO, 2001). Este conhecimento adquire grande destaque, nos dias atuais, tanto nos meios científicos quanto na mídia, pela incerteza dos cenários do futuro próximo gerados por organizações internacionais, como o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (em inglês: IPCC), sobre o aquecimento global, que estimam aumento de até alguns metros no NRM nas próximas dezenas de anos. Durante o Holoceno, entre cerca de 9.000 e 2.500 anos A.P. (Antes do Presente), ocorreu o período mais quente do presente estádio interglacial, que é denominado de Idade Hipsitérmica ou de Ótimo Climático, quando a temperatura média global teria sido 2 C a 3 C superior aos dias atuais (DEEVEY Jr.; FLINT, 1957). Neste período mais quente no Hemisfério Sul teria ocorrido o derretimento de toda geleira continental, com exceção das altas montanhas. No litoral leste, sudeste e sul do Brasil, o evento glacioeustático consequente ocasionou a subida do NRM de até 4 a 5m acima do nível atual, cujo clímax foi atingido há aproximadamente 5.100 anos A.P. (SUGUIO et al., 1985). As oscilações de NRM holocênicos ao longo da costa brasileira nos últimos 7.000 anos foram pesquisadas através de indicadores geológicos, geomorfológicos, biológicos e pré-históricos, (SUGUIO, 2001). Estes estudos revelaram flutuações positivas e negativas após o Holoceno, que foram também detectadas por Massad, Suguio e Perez (1996), que utilizaram critérios geotécnicos em Santos (SP). Contudo, Angulo, Lessa e Souza (2006) afirmam, com base em análise de tubos de vermetídeos, que o NRM teria permanecido sempre acima do atual, ao longo da costa brasileira. Recentemente, Hussein et al. (2005) estudaram frústulas de diatomáceas, grãos de pólen e foraminíferos quitinosos na Lagoa Olhos d Água, em Recife (PE), que comprovaram flutuações positivas e negativas após Holoceno médio, no Nordeste brasileiro.

13 Esses estudos foram de grande importância para o entendimento da evolução da costa brasileira, conforme Souza, C. e Souza, A. (2004), especificamente para EEJI (Estação Ecológica de Juréia-Itatins), no Estado de São Paulo, a evolução geológica e geomorfológica desta área ocorreu em função de fatores tectônicos, climáticos e variações do NRM, principalmente durante o Quaternário tardio. Esta pesquisa teve como objetivo principal investigar restos silicosos de microrganismos preservados em depósito paleolagunar testemunhado na margem esquerda do Rio Comprido para avaliar as possíveis variações, positivas e negativas, do NRM durante o Holoceno (7.000 anos A.P.) na EEJI, ao norte da Planície Cananéia-Iguape (SP). Entre os microfósseis encontrados destacam-se os esqueletos silicosos de algas da Divisão Chrysophyta, conhecidos como silicoflagelados, e espículas de esponjas do Filo Porífera, que são bioindicadores de ambientes continental e marinho. 1.1. Justificativa O estudo ora apresentado é pioneiro nas pesquisas de variações do NRM do Holoceno no Brasil, por empregar microfósseis até então ignorados em estudos paleoambientais dessa natureza. Além disso, este estudo fornecerá dados que, correlacionados às informações geológicas, geoquímicas e palinológicas obtidas através do Projeto FAPESP 2006/04467-7, intitulado Estação Ecológica Juréia- Itatins (SP): Flutuações de Níveis Marinhos abaixo do Atual no Holoceno, permitirá uma caracterização mais segura das flutuações do NRM após o Holoceno médio na região de estudo. Além disso, é inegável a importância desses estudos ao longo da costa brasileira no passado pouco remoto, pois mudanças ambientais nas próximas décadas estarão relacionadas aos acontecimentos dos últimos milênios da história da Terra. Acredita-se que, como conseqüências dos aumentos de temperatura globais, ocorram degelos acelerados que, por sua vez, poderão causar elevação do NRM. Entre os impactos ambientais da elevação do NRM destacam-se: erosão costeira, sedimentação acelerada e alteração dos padrões atuais da linha costeira e

14 de salinidade em estuários (HOUGHTON; JENKINS; EPHRAUMS, 1990; IPCC, 1995). 1.2. Objetivos e suas premissas Os objetivos principais do presente estudo são: 1. Investigar os restos silicosos de silicoflagelados e esponjas para evidenciar ou refutar as evidências de oscilações positivas e negativas NRM durante o Holoceno, principalmente os últimos 7.000 anos A.P., em sedimentos da EEJI datados pelo método do 14 C (radiocarbono); e 2. Interpretar as variações dos paleoambientes sedimentares e sua relação com regressões e transgressões marinhas, que causaram avanço (progradação) e recuo (retrogradação) da linha de costa holocênica neste setor do litoral paulista. Os restos esqueletais silicosos de silicoflagelados e de espículas de esponjas foram estudados como bioindicadores que comprovem as seguintes premissas: 1: A variação do NRM após o Holoceno médio, teria ocorrido segundo o modelo de curva proposto por Suguio et al. (1985), que admite o clímax de subida do NRM há pouco mais de 5.000 anos A.P., seguidos de duas possíveis flutuações, possivelmente até abaixo do atual, há cerca de 4.100-3.800 anos A.P. e 2.900-2.600 anos A.P. 2: O NRM o Holoceno após cerca de 7.000 anos A.P., sempre esteve acima do nível atual até chegar aos dias de hoje. Esta hipótese foi sugerida por de Angulo e Lessa (1997), que se basearam apenas em idades radiocarbônicas de tubos fósseis de vermetídeos, que sempre foram coletados acima do nível oceânico atual na região sul de Santa Catarina e, portanto, em nenhum momento poderiam indicar níveis abaixo do atual.

15 2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRAFICO 2.1. Variação do NRM durante o Holoceno no Brasil No período Quaternário aconteceram importantes oscilações do NRM (Figura 1), principalmente em função de mudanças climáticas acentuadas, que originaram os estádios de glaciação (com muitas geleiras) intercalados de interglaciação (com poucas geleiras). Essas flutuações são conhecidas como glacioeustasia, que pode ser considerada como a principal causa global das variações do NRM ao longo do Quaternário (MARTIN; BITTENCOURT; DOMINGUEZ, 1986). Durante o clímax do UMG(Ultimo Maximo Glacial), por volta de 18.000 anos A.P., parte considerável dos continentes americano e europeu estava coberta por calotas de gelo, que alcançavam até mais de 2 km de espessura, que causaram mudanças globais do NRM. Nesta época no Brasil, o NRM achava-se 120 a 130m abaixo do atual, quando a plataforma atual se achava quase inteiramente emersa, onde se instalaram sistemas fluviais, que erodiram parte das planícies litorâneas pleistocênicas, com cerca de 120.000 anos de idade (CORRÊA, 1996). Figura 1: Fatores responsáveis pelas mudanças do NRM durante o Quaternário (Mörner, 1980).

16 Após o UMG, o aquecimento global foi extremamente rápido, e a subida do NRM foi acelerada, com elevação de cerca de 2 cm/ano. A partir de 16.000 anos A.P., a velocidade de subida do NRM diminuiu para 0,6 cm/ano e passou por uma série de períodos de relativa estabilidade, acompanhando as condições climáticas, até atingir uma subida de cerca de 1,6 cm/ano por volta de 6.500 anos A.P. (CORRÊA, 1990). Entre 7.000 e 6.500 anos A.P. o atual NRM foi ultrapassado pela primeira vez e, há cerca de 5.100 anos AP, quando alcançou um máximo de 4 a 5m acima do nível médio atual, nas costas leste e nordeste do Brasil (MARTIN; BITTENCOURT; DOMINGUEZ, 1986). Este episódio foi denominado por Suguio e Martin (1978a) de Transgressão Santos, no litoral paulista. As oscilações de pequena amplitude e de curta duração do NRM, a partir de 5.100 anos A.P., foram muito importantes no desenvolvimento das porções mais recentes das planícies costeiras brasileiras (MARTIN et al., 1996). As curvas de variações de NRM do Brasil (Figura 2) propostas por Suguio et al. (1985),foram contestadas por alguns autores, como publicado por Angulo e Lessa (1997). Segundo estes autores, o NRM, após atingir o máximo de cerca de 3m há 5.100 anos A.P., teria permanecido sempre acima do nível atual e abaixado de forma gradativa até atingir o nível atual (Figura 3). A réplica a esta contestação foi publicada por Martin et al. (1998), que afirmam que este tipo de curva, baseada em um só tipo de indicador (tubo de vermetídeo), não permite registrar as oscilações de curta duração, que constitui característica fundamental desses fenômenos naturais, como as variações do NRM. Esta incompatibilidade de opiniões só pode ser solucionada pela obtenção de informações adicionais cada vez mais numerosas e mais precisas, uma vez que eventos holocênicos são objetivamente reconhecidos por meio de indicadores geológicos, biológicos e pré-históricos (SUGUIO, 2001), devidamente situados no tempo e no espaço em relação aos NRM dos últimos milênios. Assim, o estudo detalhado de rochas praiais (beach rocks) pode fornecer indicações sobre os subambientes onde foram depositadas e, assim, definir com precisão a posição do NRM no momento de sua formação. Este tipo de rocha é comum somente em regiões quentes, pois ocorrem desde o litoral norte do Rio de Janeiro até o norte do Brasil (BIGARELLA, 1975; FLEXOR e MARTIN, 1979).

17 Figura 2: Curvas de variações do NRM ao longo da costa brasileira. (1) reconstrução de níveis marinhos pretéritos, (2) terraços de construção marinha e (3) idades de sambaquis (SUGUIO et al., 1985). Figura 3: Curva de paleonível marinho com base na análise de vermetídeos datados pelo método de radiocarbono (ANGULO; LESSA, 1997).

18 Além disso, Hussein et al. (2005) analisaram frústulas de diatomáceas, grãos de pólen e foraminíferos quitinosos encontrados em sedimentos coletados na Lagoa Olhos D Água em Recife (PE) e constataram que entre 6.500 e 5.000 anos A.P. o NRM naquela região atingiu o nível atual, e sofreu um abaixamento, provavelmente abaixo do atual, por volta de 4.000 anos A.P. Ao redor de 5.200 anos, a concentração de organismos tipicamente marinhos foi máxima, em concordância com a curva de Salvador (BA) proposta por Suguio et al. (1985). Por outro lado, a presença de organismos dulcícolas evidenciou o decréscimo do NRM há aproximadamente 2.500 anos A.P., quando teria havido predomínio de ambiente lacustre e florestal semelhante ao atual, na área de estudo. Em relação aos indicadores pré-históricos de variação do NRM na costa do estado de São Paulo, são encontrados somente os sambaquis, muitos dos quais estão localizados a 20 a 30 km da linha de costa atual, mas são compostos por conchas de moluscos marinhos, e sugerem épocas de paleoníveis marinhos mais altos do que o atual (SUGUIO; MARTIN; FLEXOR, 1992). 2.2 Silicoflagelados e espículas de esponjas como bioindicadores A abundância de uma espécie de organismo no depósito sedimentar de um determinado ambiente reflete a sua história evolutiva e mostra um equilíbrio ecológico entre a comunidade e o ambiente (WILSON, 1997). Os indivíduos de uma população são representados por espécies que estão sob influências das características do meio que favorecem ou não sua sobrevivência, adaptação e reprodução. O fenômeno da floração ("bloom"), que acontece natural e periodicamente, é afetado por sazonalidade das condições ambientais tais como temperatura da água, salinidade, luz e profundidade da termoclina que permitem a ocorrência de um período do ano onde a taxa de crescimento pode ser considerada ótima (RICKLEFS, 2003). As análises qualitativas e quantitativas dos componentes bióticos de sedimentos são de suma importância na definição de ambientes atuais e antigos de sedimentação e dos processos deposicionais atuantes (TINOCO, 1988).

19 2.1.1. Silicoflagelados Os silicoflagelados são microrganismos unicelulares, com diâmetro aproximado de 20-100 µm. É o grupo com menor número de representantes pertencente ao fitoplâncton marinho. O seu protoplasma é composto por diversas organelas, tais como mitocôndrias, retículo endoplasmático, ribossomos, cloroplastos com três discos lamelares, um núcleo, além de vários pseudópodes e um flagelo simples. Seus pigmentos fotossintetizadores, localizados em plastos, possuem coloração castanho-dourada em virtude de apresentarem como pigmentos predominantes os carotenóides e as xantofilas (VAN VALKENBERG, 1971a). São caracterizados pela secreção de um esqueleto oco de sílica amorfa (opala), que tem a função de sustentar o protoplasma e, além disso, aumentar a resistência e a flutuabilidade. Embora sejam encontrados esqueletos dos silicoflagelados fósseis de formas diversas, em geral as estruturas são bastante simples (Figura 4). As estruturas básicas consistem em um anel basal, com ou sem espinhos radiais, e espinhos basais acessórios. Posteriormente algumas espécies desenvolveram escoras que sustentam um anel apical. Com típica estrutura simétrica, que segue sempre a quantidade de aberturas do anel basal (VAN VALKENBERG, 1971b). Figura 4: Características descritivas do esqueleto de silicoflagelado do gênero Dictyocha. Modificado Marshall, Nicholls; Orr (1934).

20 A reprodução dos silicoflagelados é predominantemente assexuada, que se inicia com a secreção de um esqueleto jovem seguida de uma simples divisão celular. Desenvolvem-se em águas ricas em sílica dissolvida e apresentam o máximo crescimento populacional ( bloom ) em águas frias. Por isso os silicoflagelados fossilizados são mais comuns em depósitos biogênicos silicosos de períodos mais frios, de locais com sazonalidade marcante ou com forte ressurgência e são desconhecidos em ambientes de água doce (BRASIER, 1980). Os silicoflagelados são mixotróficos, isto é, se alimentam por fotossíntese e por captura de presas com seus pseudópodes. Eles estão restritos às zonas fóticas dos oceanos (0-300m), onde a sua porção apical fica dirigida rumo à luz solar (BRASIER, 1980). A sua distribuição depende da temperatura da água, da latitude e do estado trófico, além disso exibe variação intersazonal. As espécies do gênero Dictyocha estão distribuídas em ambientes marinhos quando a salinidade é inferior a 20 e a temperatura esteja situada entre 15 e 24 C (HENRIKSEN; KNIPSCHILDT; MOESTRUP,1993). Os silicoflagelados são incluídos na classe menos numerosa da Divisão Chrysophyta, que é a classe Dictyochophyceae, cujo nome foi baseado no gênero Dictyocha. Esta classe é constituída de três ordens distribuídas em sete famílias (DEFLANDRE, 1950; TAPPAN, 1980). Os fósseis desses organismos são conhecidos desde o Cretáceo inicial, possuem poucos gêneros viventes - dois ou três e o mais freqüente é o Dictyocha, que por preferirem temperaturas menos frias, tornaram-se abundantes nos oceanos durante o Holoceno, devido à temperatura mais quente da água superficial (POELCHAU, 1976). Recentemente, Medeanic e Corrêa (2007) utilizaram silicoflagelados do gênero Dictyocha como indicadores das variações NRM durante o Holoceno na planície costeira do Rio Grande do Sul, quando confirmaram a sua importância como boa ferramenta para identificação de depósitos marinhos.

21 2.1.2. Espículas de esponjas As esponjas pertencem ao Filo Porifera (do latim porus=poro+ fera=portador de), sendo os animais mais simples com estrutura multicelular. Distribuem-se em todas as latitudes e profundidades, e são conhecidas cerca de 8.000 espécies no mundo. A maioria é marinha e apenas cerca de 150 espécies vivem em água doce. Possuem hábito bentônico séssil. As esponjas possuem simetria bilateral ou podem ser assimétricas, algumas crescem eretas, ramificadas, lobadas, perfurantes ou incrustantes. Possuem diversas cores, devidas à presença de celulares pigmentares ou decorrentes de simbiontes (MURICY; HAJDU, 2006). As esponjas possuem um sistema de canais filtrantes (sistema aqüífero) exclusivo do filo, que promove a circulação da água impulsionada por células flageladas, conhecidas como coanócitos. O fluxo de água através do sistema aqüífero transporta partículas de alimento extremamente finas, que são retidas pelos coanócitos e carreia produtos metabólitos para o exterior. As esponjas possuem três tipos de sistema aqüífero: asconóide, siconóide e leuconóide. O tipo leuconóide abriga o sistema aqüífero mais complexo das esponjas e, portanto, caracteriza-se por maior tamanho e eficiência na circulação da água (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). As esponjas não possuem tecidos verdadeiros, mas as células apresentam-se organizadas em pinacócitos na pinacoderme, que cobre a superfície externa e parte da superfície interna. O meso-hilo é a matriz celular de preenchimento das esponjas, onde são encontradas células com alto grau de totipotência, fibrilas e elementos esqueléticos. Apesar de não possuírem órgãos diferenciados, as células encontradas nas esponjas possuem funções específicas, tais como, a) pinacócitos- células justapostas que formam a camada dermal; b) coanócitos - células flageladas, providas de colarinho, que revestem a camada interna das esponjas e realizam funções como a captura e digestão de alimentos; c) porócitos - células tubulosas com uma perfuração cônica, pela qual a água passa do meio externo para o interno e vice-versa; d) miócitos - células alongadas e contrácteis que se alojam ao redor do ósculo e poros que auxiliam a regular a taxa de entrada e saída de água; e finalmente, e) arqueócitos - células com movimento amebóide, que ocorrem no meso- hilo e que podem receber e digerir os alimentos

22 capturados pelos coanócitos e podem formar as células reprodutivas. (STORER et al., 1991; HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2004). A maioria das esponjas possui um esqueleto, que dá sustentação para a parte mole de seu corpo. Este esqueleto pode ser orgânico, e formado por espongina ou colágeno, e/ou inorgânico espicular e não-espicular. As espículas são unidades do esqueleto inorgânico espicular que podem ser carbonáticas ou silicosas. Elas são distinguidas em função do seu tamanho e disposição dos eixos e raios (RUPPERT; FOX; BARNES, 2005). A reprodução nas esponjas pode ser assexuada e sexuada. A reprodução assexuada se dá em três tipos distintos: a) regeneração, que é ocasionada pela fragmentação de uma esponja que, ao encontrar o substrato adequado, é submetida à regeneração; b) brotamento, que é comum nas esponjas marinhas e ocorre através da divisão e diferenciação de arqueócitos, que leva à formação de um broto ligado à "mãe", que origina uma colônia; e c) gemulação, que é comum nas esponjas de água doce, com estruturas de reprodução denominadas de gêmulas, que se formam a partir dos arqueócitos e ficam envolvidos por uma membrana resistente revestida por gemoscleras. Esta última é assim denominada por envolverem espículas, que ocorrem nas gêmulas. A gemulação ocorre em condições ambientais desfavoráveis com a morte das esponjas, quando a gêmula é liberada no ambiente em estado latente. Quando as condições se tornam favoráveis o revestimento se rompe e os arqueócitos são liberados para se organizar em novas esponjas (STORER et al., 1991). Com relação à reprodução sexuada, as esponjas podem ser monóicas ou dióicas. Os óvulos e os espermatozóides originam-se dos arqueócitos ou coanócitos. A maioria das esponjas é vivípara e, deste modo, o espermatozóide é liberado na água por um indivíduo e pode ser capturado pelo canal radial de outro, quando poderá fixar-se em um coanócito, perder o seu colarinho e flagelo e migrar até o óvulo que permanece no meso-hilo. Outras esponjas são ovíparas, quando os óvulos e os espermatozóides são expelidos na água e, ao se fecundarem, dão origem a uma larva livre-natante chamada de parenquímula, que se fixa sobre um substrato e dá origem a um novo indivíduo (RUPPERT; FOX; BARNES, 2005). Embora o potencial de fossilização das esponjas seja variável, as espículas são as estruturas mais importantes das esponjas, que são fossilizadas unidas em forma de uma trama ou isoladas. Desta forma, fósseis parcialmente

23 completos, tramas de espículas e espículas isoladas dispersas em sedimentos são conhecidas no registro paleontológico, desde o Cambriano e possivelmente até em épocas anteriores ao Pré-Cambriano (FINKS; HILL, 1967). O Filo Porífera é dividido em quatro classes: Archaeocyatha (extinta), Calcária, Demospongiae e Hexactinellida. Este estudo visa detalhar apenas a classe Demospongiae (MURICY; HAJDU, 2006), que apresenta espículas silicosas e, por isso, são mais abundantes em sedimentos. A classe Demospongiae (do grego demos= povo+ spongos= esponja) inclui a maioria das esponjas atuais, encontradas em ambientes marinho e transicional. Mas compreende também uma família de água doce, denominada de Spongillidae. Possui espículas silicosas, deespongina, ou da sua mistura e o sistema de canais é do tipo leuconóide. As maiorias de esponjas fósseis descritas através de suas espículas soltas são desta classe (CLARKSON, 1986). No Brasil são encontradas espículas isoladas de Desmospongiae no Permiano da Bacia do Paraná (MENDES, 1967) e Devoniano da Bacia do Solimões (SILVA, 1987). Atualmente, vários estudos de reconstruções paleoambientais têm utilizado como parâmetro paleoindicador as espículas de esponjas presentes em sedimentos. A composição faunística e a distribuição do filo Porífera na costa brasileira são ainda pouco conhecidas. Os estudos com espículas de esponjas fósseis no Brasil estão concentrados principalmente no continente (VOLKMER- RIBEIRO; TURCQ, 1996; TURCQ et al.,1998; VOLKMER-RIBEIRO, 1999; PAROLIN et al., 2003; VOLKMER-RIBEIRO et al., 2004). 2.3. Aplicação de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio como indicadores ambientais 2.3.1. Isótopos estáveis de Carbono Devido à distribuição isotópica com diferentes porcentuais de abundância no ambiente, é possível utilizar isótopos como um traçador da origem dos materiais em estudo. No caso do carbono o isótopo estável mais abundante é o 12 C, compondo 98,89% dos átomos de carbono presentes em uma substância. Em seguida vem o 13 C, que compõe cerca de 1,11% do total (PETERSON; HOWARTH, 1987). Esta distribuição do carbono orgânico em sedimentos superficiais está

24 relacionada principalmente com características granulométricas, produtividade da coluna d água, decomposição microbiana e condições oceanográficas locais (BARCELLOS, 2005). O uso desses isótopos em estudos ambientais é realizado através da determinação da composição isotópica no material em estudo e nas suas possíveis fontes, geralmente expresso na forma da razão do isótopo mais raro pelo mais comum ( 13 C/ 12 C) e os resultados são representados pela unidade relativa δ, determinada conforme o padrão internacional PDB (molusco fóssil Belimnitella americana da Formação Peedee da Carolina do Sul, USA). Os valores de δ 13 C são obtidos através da seguinte equação, sendo o desvio padrão de 0,1 para matéria orgânica: Onde, R= 13 C/ 12 C para a razão isotópica do carbono A razão isotópica do carbono é utilizada para distinguir entre fontes de matéria orgânica sedimentar de plantas terrestres ou algas marinhas, refletindo principalmente a dinâmica de assimilação durante a fotossíntese e a composição isotópica da fonte de carbono (MEYERS, 1997). Existem plantas que incorporam o carbono da matéria orgânica usando metabolismo fotossintético C 3 (adsorção do carbono via Ciclo de Calvin), que biogeoquimicamente modifica o 13 C para produzir δ 13 C, alterando para aproximadamente -20 a razão isotópica das fontes de carbono inorgânico. Algumas plantas utilizam o metabolismo C 4 (adsorção do carbono via ciclo de Hatch-Slack) o qual cria uma razão isotópica alterada para aproximadamente -7. Outras plantas utilizam o CAM (Metabolismo Ácido Crassuláceo), que modifica 13 C, dependendo do seu crescimento. A fonte de carbono inorgânico pelas algas marinhas é o bicarbonato dissolvido, que possui um valor aproximado de δ 13 C igual a 0, assim, os valores de matéria orgânica marinha apresentam δ 13 C entre -20 e -22 (RUTTENBERG ; GOÑI, 1997). Desta forma observa-se que os menores valores de δ 13 C (aproximadamente -27 ) em ambientes transicionais costeiros estão presentes nas porções próximas à costa ou em áreas adjacentes à desembocadura de rios com elevada vazão, enquanto os maiores valores de δ 13 C (aproximadamente -20 ) estariam associados a depósitos de carbono orgânico de ambientes marinhos

25 (THORNTON; MCMANUS, 1994; ANDREW; GREENSWAY; DENNIS, 1998; BUILLON et al., 2002). 2.3.2. Isótopos estáveis de Nitrogênio Em relação aos isótopos de carbono os isótopos estáveis do nitrogênio, 14 N e 15 N, são menos utilizados em estudos ambientais devido à menor abundância de 15 N do que 13 C na biosfera, pequena distribuição na natureza e a maior complexidade do clico de nitrogênio em relação ao ciclo do 13 C (BOUTTON, 1996). O nitrogênio orgânico ocorre abundantemente em proteínas e ácidos nucléicos, os quais são encontrados principalmente em plantas não vasculares, como fitoplâncton e bactérias (TALBOT; JOHANNESSEN, 1992). A aplicação dos valores de δ 15 N para identificar as fontes de matéria orgânica é estabelecida pela diferença entre a razão 15 N/ 14 N. A diferença entre as duas fontes é fortemente preservada nos valores de δ 15 N da matéria orgânica com algas (+8,5 ) e com plantas terrestres C 3 (+0,5 ) (PETERSON; HOWARTH, 1987). Para a definição de δ 15 N, é usada a seguinte equação: Onde, R= 15 N/ 14 N para a razão isotópica do nitrogênio 2.3.3. Razão C/N A zona costeira é enriquecida destes isótopos estáveis por receber material orgânico e inorgânico do ambiente terrestre por vias aéreas ou por rios. Ao contrário dos oceanos, caracterizados pela baixa concentração de carbono orgânico, que aumenta junto com as concentrações de nitrogênio em direção às áreas costeiras, principalmente em regiões de ressurgência de águas profundas (MEYERS, 1997). A razão entre o carbono orgânico e o nitrogênio tem sido aplicada como um indicador da fonte geradora da matéria orgânica proveniente de diversas origens, como no caso da matéria orgânica sedimentar, cuja origem está associada a plantas terrestres ou algas marinhas. A razão elementar C/N em algas geralmente está entre

26 4 e 10, enquanto que em plantas vasculares terrestres é maior ou igual a 20 (MEYERS, 1997). Assim, quando o sedimento apresenta elevada razão C/N (altas concentrações de carbono e baixas concentrações de nitrogênio), evidencia-se uma maior participação da matéria orgânica de origem continental no sistema, ao passo que baixas razões C/N significam uma dominância de matéria orgânica de origem marinha (BURONE; PIRES-VANIN; RODRIGUES, 2003). Os valores de C/N e de δ 13 C preservam o sinal da matéria orgânica sedimentar inicial (marinha ou terrestre), independente da idade do material em questão, esta relação auxilia na determinação das variações entre as fontes de carbono autóctones e alóctones, figura 5 (MEYERS, 1994). Figura 5: Gráfico de relação entre os valores de C/N e de δ 13 C e as fontes de matéria orgânica (MEYERS, 2003).

27 3. ASPECTOS AMBIENTAIS DA ÁREA DE ESTUDO 3.1 Localização A EEJI está situada a aproximadamente 200 km da cidade de São Paulo, entre as coordenadas 24º18 47 e 24º36 10 de latitude sul e 47º00 03 e 47º30 07 de longitude oeste (Figura 6). Ela ocupa parte dos municípios de Peruíbe, Iguape, Itariri e Miracatu (Vale do Ribeira), na região sudeste do estado de São Paulo. Figura 6: Mapa simplificado da EEJI e arredores.

28 A sua área de 117.602 ha, acha-se relativamente bem preservada quanto a sua ampla biodiversidade (desses102. 213 ha estão no continente e 15.389 ha no oceano). O local formava uma única estação ecológica, mas em 2006 foi dividida em seis unidades, que atualmente formam o mosaico de áreas preservadas, constituído de: Estação Ecológica Juréia-Itatins, Parques Estaduais do Itinguçu e do Prelado, Reservas de Desenvolvimento Sustentável da Barra do Una e do Despraiado e os Refúgios da Vida Silvestre Abrigo e Guararitama, em Jacupiranga (Figura 7) (CETESB, 2006a). Figura 7: Representação do Mosaico da Estação Ecológica Juréia- Itatins conforme Lei n 12.406 (CETESB, 2006 b).

29 3.2. Geologia e geomorfologia As evoluções geológica e geomorfológica da EEJI envolvem aspectos herdados de eventos tectônicos, climáticos e de variações do NRM, que afetaram toda a região sul-sudeste do Brasil, desde o Pré-cambriano até os dias atuais (SOUZA, C.; SOUZA, A., 2004). Ela compreende o conjunto orogenético da Serra do Mar, que apresenta rochas pré-cambrianas e sedimentos cenozóicos (ALMEIDA, 1964). A Serra dos Itatins, que delimita a EEJI rumo ao continente, assim como relevos isolados formados pelos morros da Juréia e do Grajaúna, são compostos por rochas magmáticas e metamórficas como gnaisses, migmatitos e granulitos, datados do Proterozóico inicial, há cerca de 2,1 Ba (CAMPOS NETO, 1991). A área também é constituída por unidades geomorfológicas localmente conhecidas como Serra do Bananal (porção oeste) e Serra de Peruíbe (porção leste). Os eventos de transgressão e regressão marinha denominados Cananéia (123.00 anos AP) e Santos (5.150 anos AP) foram decisivos no desenvolvimento da Baixada Litorânea de Juréia (MARTIN et al., 1980 a; b,; SUGUIO et al., 1985; MARTIN; SUGUIO; FLEXOR 1986). Depositados pelo mar pleistocênico, os terrenos do Banhado Grande e da planície interna, por onde percorre o Rio Una do Prelado são compostos por podzols hidromórficos e areias muito recentes. Durante a Penúltima Transgressão Marinha ou Transgressão Cananéia, o oceano alcançou o nível máximo por volta de 123.000 anos A.P., quando o NRM atingiu provavelmente 8±2m acima do nível atual (SUGUIO et al., 1985), quando se formou um grande sistema lagunar. Os morros hoje isolados, como Juréia e Grajaúna, constituíam nesta época ilhas litorâneas. Somente no UMG (Último Máximo Glacial), quando o NRM esteve 120-130m abaixo do atual, instalou-se uma rede fluvial na área baixa, que dissecou a Formação Cananéia (POR, 1986). A Última Transgressão Marinha ou Transgressão Santos atingiu o máximo por volta de 5.150 anos A.P., quando alcançou cerca de 5 m acima do atual (MARTIN et al. 1980a, SUGUIO et al. 1985), quando condições lagunares voltaram para parte da planície sedimentar costeira. Este extenso sistema lagunar, com águas cada vez menos salgadas, foi assoreado por sedimentos síltico-argilosos, que formaram os depósitos paleolagunares aqui estudados, que são separados do mar

30 por uma faixa de cordões litorâneos arenosos, com idades holocênicas, atribuíveis à Formação Ilha Comprida (SUGUIO; MARTIN, 1994). Atualmente os depósitos paleolagunares compõem a região drenada pelos rios Comprido e Cacunduva, que são formadores do Rio Una do Prelado (Figura 8). Os cordões deixados pela subseqüente retirada do mar definiram o curso SE-NW do Rio Una do Prelado e de vários córregos que deságuam no Oceano Atlântico a NE da área, e, ainda, pelo Rio das Pedras, que flui para WSW e desemboca no Rio Ribeira de Iguape (SUGUIO; MARTIN; FLEXOR, 1992). Devido às baixas cotas da planície da Juréia e da pequena declividade dos rios, a água do mar penetra aproximadamente 30 a 40 km rio acima no Rio Una nas marés altas (POR, 2004). Figura 8: Mapa geológico simplificado da EEJI, adaptado de Suguio e Martin (1978b). 3.3. Clima e vegetação O clima da região da EEJI é classificado segundo o sistema de Köppen como tropical úmido, sem estação seca. A temperatura média local é de 22,7ºC, a

31 média das mínimas é igual a 18,0ºC e a média das máximas 29,9ºC; a média anual de chuvas é igual a 2.500 mm (NIMER, 1989). A EEJI ainda apresenta os ecossistemas costeiros mais bem preservados do estado de São Paulo, em grande parte pela dificuldade de acesso. A região é caracterizada por gradientes de vegetação desde os de dunas eólicas, próximas ao mar, até os de colúvios do sopé da serra (Figura 9). Este ecossistema, denominado restinga, é um produto da evolução geológica, geomorfológica e climática da região. A restinga da EEJI possui as nove fisionomias de vegetação existente no litoral paulista: praia, dunas, escrube, entre cordões, brejo, vegetação paludosa, floresta baixa, floresta alta e floresta de transição restinga-floresta de encosta (SOUZA et. al, 1997). O maior manguezal da área é encontrado na foz do Rio Una, que também constitui um dos últimos remanescentes pouco alterados pelo homem no litoral de São Paulo. Junto ao sopé da serra, desenvolve-se uma floresta tipicamente ombrófila, com árvores de cerca de 20 m de altura com troncos retos e pouco ramificados, que crescem sobre um solo menos arenoso e mais argiloso e orgânico do que a floresta de restinga (MAMEDE et al., 2004). Figura 9: Ecótono vegetacional de restinga arbórea e caxetal na EEJI, na margem esquerda do Rio Comprido.

32 4. MATERIAL E MÉTODOS 4. 1. De campo Os trabalhos de campo foram realizados em março, abril e agosto de 2008, para observações geológicas e geomorfológicas da área de estudos, acompanhados da coleta de amostras para análises sedimentológicas e datações absolutas. Foram desenvolvidos com o inestimável apoio da Fundação Florestal e do IF (Instituto Florestal) da SMA (Secretaria do Meio Ambiente) do Estado de São Paulo, que são órgãos gestores das Unidades de Conservação no estado de São Paulo. O testemunho sedimentar, denominado de SO3, foi obtido na margem esquerda do Rio Comprido (24º 29 19 de latitude sul, 47º 15 43 de longitude oeste), conforme figura 10. Figura 10: Imagem satélite da EEJI com a indicação do furo de sondagem (S03) realizada para este estudo (MIRANDA; COUTINHO, 2004).

33 A sondagem em depósito paleolagunar quaternário foi executada com um vibrotestemunhador (MARTIN; FLEXOR, 1989), com uso de tubos de alumínio com cerca de 3 polegadas de diâmetro por 6 m de comprimento (Figura 10). Figura 10: Testemunhagem com vibrotestemunhador executada no ponto S03, na margem esquerda do Rio Comprido (Foto: Alethéa E. Martins Sallun). A cota da boca do poço S03, em relação ao nível médio do mar atual, foi determinada por um levantamento topográfico georreferenciado de alta precisão (Figura 11), que foi realizado pela empresa Geometral Engenharia e Topografia Ltda. através de um par de GPS (em inglês= Global Positioning System) geodésico com três pontas de posicionamento e de dois receptores modelo Hiper sobre o ponto.

34 Figura 11: Georreferenciamento da cota da boca do poço S03 na EEJI (Foto: Alethéa E. Martins Sallun). 4.2. De laboratório Todas as etapas para abertura do tubo, subamostragem, preparação e extração do conteúdo micropaleontológico, detalhadas abaixo, foram realizadas no Laboratório de Palinologia e Paleobotânica Prof. Dr. Murilo Rodolfo de Lima, da Universidade Guarulhos (UnG). 4.2.1. Abertura e amostragem dos sedimentos Em laboratório, o tubo de alumínio foi aberto longitudinalmente com serra circular elétrica, com o devido cuidado para não deformar os sedimentos, que foram

35 fotografados, medidos e descritos segundo sua cor, granulação, estruturas sedimentares e componentes orgânicos. As superfícies do sedimento foram limpas com espátulas e subamostradas em alíquotas de 1cm 3. Para o intervalo de 0-1,00m, a subamostragem foi realizada a cada 2,5cm; o intervalo de 1,00-2,00m de 10 em 10cm; no intervalo de 2,00-3,00m de 30 em 30cm e no intervalo de 3,00-5,79m de 20 em 20cm. As datações pelo método do radiocarbono ( 14 C) foram realizadas pela Beta Analytic Inc. de Miami (EUA), em 15 subamostras distintas coletadas com esta finalidade. Além disso, foram efetuadas análises de isótopos de carbono e nitrogênio (δ 13 C, δ 15 N) no Laboratory for Biotechnology and Bioanalysis (LBB2) da Washington State University (USA). 4.2.2 Tratamentos químicos das amostras Por possuírem esqueleto de sílica, como as algas diatomáceas, os silicoflagelados e espículas de esponjas foram extraídos segundo as normas adotadas por Battarbee (1986) para diatomáceas, de acordo com as seguintes etapas, que sofreram algumas modificações (Figura 12 a-d): 1) transferência de 1 cm 3 de sedimento de amostra em béquer de 80 ml; 2) adição de aproximadamente 20 ml de H 2 O 2 (30 volumes) para cada subamostra sedimentar; 3) colocação dos béqueres em chapa aquecedora a 90 C com areia até cessar a efervescência; 4) lavagem com água destilada, a cada 24 horas, por várias vezes, até atingir ph próximo ao da água destilada ; 5) após a primeira lavagem, adição de 1mL de HCl (ácido clorídrico) PA e continuidade das lavagens; 6) adição de duas pastilhas do esporo exótico Lycopodium clavatum para determinação da concentração de microfósseis (Stockmarr, 1971); 7) utilização de uma micropipeta de 20µL para padronização da quantidade de sedimentos em cada lâmina, com adição de 80 µl em cada uma delas; e 8) confecção das lâminas e selagem com resina (Entellan). A escolha da resina Entellan foi baseada em testes efetuados com outros tipos de resinas (Naphrax e Permount), que não demonstraram ser boa opção, pois houve destruição do Lycopodium clavatum, após alguns dias de montagem da lâmina.

36 Figura 12: Etapas de processamento químico. a) transferência de 1 cm3 de sedimentos da subamostra em béquer de 80 ml; b) adição de H2O2 (30 volumes) e colocação dos béqueres em chapa aquecedora a 90 C com areia até cessar a efervescência; c) adição de 2 pastilhas do esporo exótico Lycopodium clavatum; d) utilização de micropipeta de 20 µl para padronizar a quantidade de sedimentos em cada lâmina. 4.3. Identificação, contagem e análise dos dados Inicialmente, os microrganismos foram fotografados sob microscópio óptico, com câmera digital adaptada e identificados com o uso de bibliografia específica, tais como: Desikachary e Prema (1996), Lozar e Mussa (2003), Engel e McCartney (2005), Power e McCartney (2007), para silicoflagelados e VolkmerRibeiro et al. (2006),Volkmer-Ribeiro, Ezcurra de Drago e Parolin (2007), Parolin, Volkmer-Ribeiro e Stevaux (2007) para espículas de esponjas continentais e, BouryEsnault e Rützler, (1997), Hooper e Van Soest (2002), Muricy e Hajdu (2006) e Muricy et al. (2008), para espículas de esponjas marinhas.

37 Foi estabelecida a contagem mínima de 300 indivíduos de silicoflagelados, juntamente com os esporos exóticos recuperados. Adotou-se como padrão a contagem de dez lâminas por amostra. A contagem foi realizada em transectos de diâmetro equivalente ao campo focal do microscópio. Para evitar a repetição da contagem de indivíduos, foi utilizado um espaçamento entre transectos de mesma largura do campo de visão. Após a contagem, os dados foram adicionados e posteriormente tratados pelo programa Tília e TiliaGraph (GRIMM,1987) para a transformação dos dados brutos em valores percentuais e valores de concentração, isto é, número de indivíduos por cm 3 de sedimentos. A equação do cálculo da concentração dos táxons feita pelo programa Tília segue a equação de Berglund (1986): Concentração = Esporos Lycopodium adicionados Esporos Lycopodium contados X Indivíduos contados Volume de amostras Foi elaborado um diagrama de concentração de silicoflagelados, através do subprograma TiliaGraph (GRIMM, 1987), que será comparado com as zonas polínicas identificadas estatisticamente, no mesmo testemunho por Medeiros (2010 em preparo), a partir de um dendrograma de similaridade de amostras, gerado pelo mesmo programa computacional. Este dendrograma é baseado nos 40 táxons ecológica e numericamente mais importantes da análise. Esta comparação permitirá uma melhor compreensão dos paleoambientes durante o Holoceno na região de estudo. As variações na abundância de organismos dulcícolas e marinhos foram confrontadas com as idades do 14 C das respectivas amostras para comparação com as curvas existentes para variações dos níveis oceânicos durante o Holoceno. Para as espículas de esponjas não foi adotado um padrão estatístico e foi utilizada a metodologia qualitativa segundo Parolin, Volkmer-Ribeiro e Stevaux (2007), uma vez que não se conhece o número exato de espículas em um indivíduo, podendo uma espícula ou mil espículas representar o mesmo indivíduo. Esta metodologia sugere apenas a caracterização das espécies de esponjas a partir da descrição morfológica dos tipos espiculares.

38 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 5.1. Datação por 14 C A matéria orgânica presente nos sedimentos subamostrados na sondagem S03, foi datada por 14 C (radiocarbono), conforme listada na tabela 1. Tabela 1: Idades convencionais e calibradas obtidas por radiocarbono no testemunho S03. Profundidade (m) 14 C Idade Idade (cal. Anos A.P.) ** Idade (cal. Anos A.P.±2σ) *** 0.00 108.1±0.4 pmc* - - 0.10-0.12 280±40 305 460 a 280 0.30-0.32 2180±40 2120 2090 a 2060 2320 a 2100 0.38-0.40 3890±40 4240 4200 a 4160 4420 a 4230 0.60-0.62 5440±40 6205 6300 a 6190 0.80-0.82 6620±50 7450 7580 a 7430 0.90-0.92 6760±50 7575 7680 a 7560 1.00-1.02 6830±50 7615 7750 a 7580 2.00-2.02 7600±50 8375 8460 a 8350 3.00-3.02 7620±50 8385 8520 a 8360 4.00-4.02 7810±50 8545 8700 a 8670 8650 a 8510 8500 a 8470 5.00-5.02 7970±50 8700 9010 a 8630 5.79 8370±50 9400 9490 a 9280 *pmc: resultado reportado como % da referência-padrão moderna; ** idades calibradas calculadas por SHCAL04 para o hemisfério Sul (McCormac et al. 2004) ; *** idades calibradas com base em Talma e Vogel (1993) e Stuiver et al. (1998), considerando um erro de 2 sigma na medição de radiocarbono, com erro multiplicado por 1.0; cal. = calibrada

39 5.2. Litologia O testemunho coletado atingiu 5,79m de profundidade, com a cota da boca do poço situado 2,63m acima do nível médio atual do mar. A partir da análise tátil e visual observa-se que os sedimentos do testemunho apresentam características litológicas homogêneas, com estrutura maciça e características texturais semelhantes, com fragmentos vegetais e matéria orgânica, conforme Tabela 2. Tabela 2: Descrição geológica tátil e visual dos sedimentos coletados no testemunho S03 da EEJI (SP). Profundidade (m) Descrição Geológica 0,00 0,12 Argila síltica micácea e plástica, de cor marrom-acinzentada, com abundantes raízes centímetricas de plantas com decomposição incipiente. 0,12 0,29 Argila síltica micácea e plástica, de cor marrom-amarelada clara, com abundantes raízes centimétricas de plantas em início de decomposição e matéria orgânica vegetal carbonizada milimétrica. Odor de matéria orgânica em decomposição. 0,29 0,44 Argila síltica micácea e plástica, de cor marrom-acinzentada-clara, com abundantes raízes centimétricas de plantas em início de decomposição e matéria orgânica vegetal carbonizada milimétrica. Odor de matéria orgânica em decomposição. 0,44 5,79 Argila pouco síltica, pouco micácea e muito plástica, de cor cinzaescura, com abundante matéria orgânica vegetal carbonizada milimétrica e algumas porções com fragmentos vegetais preservados. Odor de matéria orgânica em decomposição. Observações: Fragmentos vegetais centimétricos não-carbonizados: 0,99 m, 1,24 m, 1,39 m, 2,34 m, 2,83 m, 3,07 m, 3,15 m, 3,24 m, Fragmentos vegetais centimétricos carbonizados: 2,56 a 2,75 m Conchas centimétricas fragmentadas: a partir de 5,66 m.

40 A partir dos dados de distribuições granulométricas, foi calculado diâmetro médio, grau de seleção, grau de assimetria e curtose, para a caracterização estatística dos sedimentos provenientes da sondagem executada. Análises estatísticas foram aplicadas segundo o método dos momentos de Pearson e Hartley (1958), onde as medidas são influenciadas pela distribuição total, desde os mais finos até os mais grossos, e os parâmetros foram obtidos pelo programa MOMENTO 4.123 (autoria do Prof. Dr. Paulo César F. Giannini). Para a classificação do grau de seleção e assimetria foi usada a escala qualitativa de Folk e Ward (1957) (Tabela 3). Devido à presença abundante de matéria orgânica nos sedimentos analisados, para melhor comparação foram calculados os parâmetros para a distribuição total e para a distribuição areia. As frações síltico-argilosas da distribuição granulométrica total das amostras foram desprezadas e a freqüência granulométrica foi recalculada para 100%, pois as frações pelíticas podem resultar de material coloidal, modificando a distribuição granulométrica original. Com base nestes dados, foi elaborada uma seção colunar litológica para o testemunho S03 (Figura 13). Tabela 3: Escala qualitativa de Folk e Ward (1957) para descrição de grau de seleção de sedimentos. Muito bem selecionado < 0,35 Bem selecionado 0,35 a 0,50 Moderadamente selecionado 0,50 a 1,00 Pobremente selecionado 1,00 a 2,00 Muito pobremente selecionado 2,00 a 4,00 Extremamente mal selecionado > 4,00

Figura 13: Seção colunar litoestratigráfica obtida para o testemunho S03 segundo o método dos momentos de Pearson e Hartley (1958). 41

42 As taxas de sedimentação obtidas, ao longo dos 8.370 anos A.P., apresentam grandes diferenças: 0,004 a 0,016 cm/ano (0 a 80 cm), 0,08 a 0,25 cm/ano (80 a 200 cm), 10 cm/ano (200 a 300 cm), 0,625 a 0,645 (300 a 500 cm) e 0,114 cm/ano (500 a 580 cm), que permitiu uma sedimentação de ca. 8.000 anos A.P. até os 100 primeiros centímetros (Gráfico 1a e b). Gráfico1: Representação gráfica da taxa de sedimentação e idade por metro amostrado; a: Idades radiocarbônicas por metro amostrado; b: Taxa de sedimentação (cm/ano). Com base nos dados do presente estudo interpretou-se que o intervalo referente ao período de 8.370 a 6.830 (anos A.P.) observa-se alta taxa de sedimentação e/ou baixa taxa de erosão. Diferente da situação supracitada, durante o intervalo de sedimentação de 6.830 a 280 (anos A.P.) apresenta baixa taxa de sedimentação e/ou alta taxa de erosão.

43 5.3. Análise de silicoflagelados e espículas de esponjas 5.3.1. Composição taxonômica Somente um gênero de silicoflagelado foi reconhecido nas amostras analisadas: Dictyocha. As espículas foram classificadas morfologicamente em 26 tipos distintos, todos representantes da Classe Demospongiae. A presença de espículas diagnósticas permitiu identificar a presença de, pelo menos duas espécies de esponjas continentais (Trochospongilla variabilis (Figura 14) e Heterorotula fistula) e seis gêneros marinhos (Tedania sp., Acarnus sp., Sceptrella sp., Pachataxa sp., Terpios sp. e uma Thrombidae). As espículas de espécies marinhas são representantes das ordens Astrophorida, Hadromerida, Poecilosclerida, Haposclerida. A relação taxonômica completa das espículas de esponjas encontrase na tabela 3 e a distribuição dos tipos espiculares ao longo do perfil, na figura 15. É importante ressaltar que a diversidade de padrões morfológicos de espículas de esponjas indica a existência de um maior número de espécies de esponjas ao longo do testemunho do que as que foram identificadas. Figura 14: Conjunto espicular de Trochospongilla variabilis; MG: megascleras; Gm: Gemoscleras (BATISTA; VOLKMER-RIBEIRO; MELÃO, 2007).

44 Tabela 3: Relação taxonômica das espículas de esponjas encontradas ao longo do testemunho S03, na EEJI. Estação Ecológica de Juréia-Itatins (Poço S03) Tipos de Espículas Taxonomia Ambiente Acanthoestrongilo Potamolepidae? Continental Acanthomicroestrongilo Potamolepidae? Continental Acanthomicróxea Demospongiae Continental/Marinho Acanthóstilo Poecilosclerida Marinho Anatriênio? Acarnidae- Acarnus sp.? Marinho Anisoquela Poecilosclerida Marinho Ataxaster Calthtopellidae- Pachataxa sp. Marinho Desmas Demospongiae Marinho Estilo Demospongiae Marinho Estrongilo Potamolepidae? Continental Gemosclera I Spongillidae- Trochospongilla variabilis Continental Gemosclera II Spongillidae- Heterorotula fistula Continental Isoconicodiscorrabdo LatrunculiIdae- Sceptrella sp. Marinho Isoquela Poecilosclerida Marinho Microstrongilo Potamolepidae? Continental Micróxea Demospongiae Continenta/Marinho Orthotriênio espinado Thombidae Marinho Óxea Demospongiae Continenta/Marinho Oxyáster Demospongiae Marinho Sigma Poecilosclerida Marinho Subtilóstilo Demospongiae Marinho Tiloestrongilo Poecilosclerida Marinho Tilóstilo Demospongiae Marinho Tilóstilo lobado Suberitidae-Terpios sp. Marinho Tiloto com espinho Poecilosclerida- Tedania sp.? Marinho Tiloto sem espinho Demospongiae Marinho

Figura 15: Distribuição dos tipos espiculares ao longo do perfil S03; a, e: Gemosclera, Trochospongilla variabilis; b, k: Gemosclera, Heterorotula fístula; c: Estrongilo; d: Acanthomicróxea; f: Oxea; g, v: Sigma; h, z: Isoquela; i, t: Acanhóstilo; j: Anatriênio; l: Micróxea; m, y: Isoconidiscohabdo; n: Tilóstilo; o: Tiloto sem espinho; p: Orthotrênio; q: Anisoquela; r, x: Estilo; s, w: Tilóstilo lobado; u: Oxyáster. 45

46 5.3.2. Resultados quantitativos e qualitativos e Interpretação dos microfósseis em relação às zonas polínicas: correlação com a variação do NRM durante o Holoceno. Os resultados desta pesquisa foram comparados com dados palinológicos, pela escassez de estudos sobre as flutuações do NRM baseados em indicadores biológicos, como os aqui utilizados. Após obtenção das idades pelo método 14 C, foram escolhidas 47 subamostras ao longo do testemunho S03. Uma vez que o intervalo de tempo de maior interesse para este estudo corresponde aos últimos 7.000 anos A.P., é representado pelo primeiro metro testemunhado, onde se optou por analisar em maior detalhe este intervalo, e foram coletadas 41 subamostras. Devido à baixa concentração de silicoflagelados em algumas amostras foi adotado um procedimento-padrão de contagem de dez lâminas e no caso de ausência dos silicoflagelados, cinco lâminas foram analisadas. Após a introdução dos dados brutos obtidos a partir das contagem dos silicoflagelados nos programas computacionais Tilia e TiliaGraph, foram gerados dois diagramas de concentração, dos números de indivíduos por cm 3 de sedimento: o primeiro representa as 47 subamostras analisadas ao longo do testemunho, e o outro relativo a apenas 41 subamostras analisadas no intervalo de tempo de maior interesse, que estão apresentados nas figura 16 e 17, respectivamente. Nestes diagramas está representada a concentração total do gênero Dictyocha, dentro das zonações estabelecidas a partir da análise palinológica, realizadas no mesmo testemunho por Medeiros (2010, em preparo) que utilizou o CONISS para inserir os 40 táxons mais significativos, como os elementos de mangue e os marinhos, assim como os que mais apareceram durante as contagens. Foram utilizados os dinoflagelados e os palinoforaminíferos (marinhos); Rhizophora, Avicennia, Laguncularia e Acrosticum (mangue); além dos táxons de floresta, dunas e restingas: Alchornea, Apocynaceae, Araceae, Arecaceae, Asteraceae, Blechnum, Bombacaceae, Borreria, Cecropia, Chenopodiaceae, Cyathea, Cyperaceae, Didymopanax, Gleichenia, Gomphrena, Hyeronima, Hydrocotyle, Ilex, Malpighiaceae, Melastomataceae, Myrsine, Myrtaceae, Monoletes psilados, Piperaceae, Poaceae, Polypodium, Roupala, Saggitaria, Sapindaceae, Schefflera, Sebastiania, Symplocos, Tabebuia e Urticaceae. Alguns táxons não apareceram em

47 grande quantidade, mas são muito significativos e outros não são significativos, mas apareceram em grande quantidade. Figura 16: Concentração de silicoflagelados nos 5,79m do testemunho S03 (número de indivíduos por cm 3 de sedimento).

48 Figura 17: Concentração de silicoflagelados conforme as zonações palinológicas no primeiro metro do testemunho S03, intervalo de maior interesse para este estudo (número de indivíduos por cm 3 de sedimento). No intervalo que compreende 8.370 anos A.P. até 6.857 anos A.P., foram analisadas apenas seis amostras. Através desta análise foi sugerido que o NRM não

49 estava mais alto do que o atual, mas sim, o terreno (ou solo) estava 579 cm abaixo do que é hoje, e o NRM atingia o ponto de coleta na época. Na amostra de 579 cm, os silicoflagelados atingem 23.012 indivíduos por cm 3 ; a datação seguinte é de 7.970 anos A.P., quando os silicoflagelados atingem 40.458 indivíduos por cm 3 ; há 7.810 anos A.P. são 11.721 silicoflagelados por cm 3 ; e em 7.620 anos A.P. o aumento é considerável, atingindo 104.516 indivíduos por cm 3 ; o pico máximo ocorre aos 200 cm (7.600 anos A.P.), atingindo 250.840 indivíduos/cm 3 ; e diminuindo abruptamente para 3.694 indivíduos/cm 3 há ca. 6.857 anos A.P na amostra de 110 cm. Em todas estas amostras são encontradas espículas de esponjas marinhas pertencentes aos táxons Haposclerida, Pachataxa, Poecilosclerida, Sceptrella, Tedania e Terpios. Na primeira subzona palinológica (EEJI-1a), que compreende as amostras entre 100 e 80 cm, com idades de 6.830 anos A.P. a 6.620 anos A.P., caracterizada por sedimento areno-síltico-argiloso, nota-se que a concentração de silicoflagelados é composta por valores relativamente baixos de membros do gênero Dictyocha, que flutuam de 14.252 para 3.304 indivíduos por cm 3 de sedimento. As espículas de esponjas nesta subzona palinológica pertencem a táxons marinhos como Haposclerida, Pachataxa, Poecilosclerida, Sceptrella, Tedania e Terpios, e há táxons continentais, como Heterorotula fistula, Trochospongilla variabilis e Potamolepidae. Conforme já sugerem Suguio et al. (1985) e Angulo e Lessa (1997) para este período, o NRM teria ultrapassado pela primeira vez o atual, que, na análise polínica de Medeiros et al. (2009a), corresponde ao momento que os elementos marinhos atingem a marca significativa de 7.000 indivíduos por cm³ (idade interpolada, 6.795 anos A.P.). Estes elementos marinhos são representados por uma alta concentração de foraminíferos quitinosos marinhos. Segundo Medeiros (op.cit.) este incremento de bioindicadores marinhos está também correlacionado ao aumento na concentração de elementos botânicos de manguezais (Rhizophora, Avicennia e Acrostichum) e com drástica diminuição de frequência de pólen de ervas aquáticas (dulcícolas). Estes resultados, segundo a autora, sugerem o estabelecimento do mangue que diminui logo em seguida. Na segunda subzona palinológica (EEJI-1b), entre 80 e 50cm de profundidade, com idades entre 6.620 ano A.P. e idade interpolada de 4.736 anos A.P., também caracterizada por sedimento areno-síltico-argiloso, nota-se uma grande diferença em termos de concentração de táxons de silicoflagelados. Ao

50 contrário da subzona anterior, os silicoflagelados aparecem com valores de concentração mais altos. O primeiro máximo de Dictyocha, isto é, com 147.552 indivíduos por cm 3 de sedimento, ocorre na amostra de 75 cm, com idade interpolada de 6.325 anos A.P. Após esse máximo, os valores decrescem para 21.237 indivíduos por cm 3 de sedimento e permanecem oscilantes até 5.264 anos A.P. interpolados. Após este período nota-se novamente uma elevação dos valores de concentração, que atinge 65.203 indivíduos por cm 3. As espículas de esponjas nesta subzona palinológica pertencem tanto a táxons marinhos Haposclerida, Pachataxa, Poecilosclerida, Sceptrella, Tedania, Terpios e Trombidae, quanto aos táxons continentais como Heterorotula fistula e Potamolepidae. Esta subzona abrange o intervalo de tempo indicado por Suguio et al. (1985) com o clímax da transgressão marinha por volta de 5.100 anos A.P. Segundo Medeiros et al. (2009b), nesta subzona ocorre alta concentração de elementos marinhos (foraminíferos quitinosos=8.000 indivíduos por cm³ e dinoflagelados= 4.600 indivíduos por cm³) e a concentração dos elementos dulcícolas é baixa, neste período, e não ultrapassa 500 indivíduos por cm³. Além disso, as algas Coelastrum, Debaria e Zygnema, que são totalmente dulcícolas, estão completamente ausentes. Estes fatos coincidem com o aumento significativo na concentração de silicoflagelados na amostra a 75 cm. Na subzona EEJI-1c, com idades entre 4.436 anos A.P. (interpolada) e 2.180 anos A.P., entre os 50 e 30 cm, os sedimentos inicialmente areno-siltico-argilosos gradam no final desta zona para argilo-arenosos. Os silicoflagelados inicialmente são representados em baixa concentração (64.317 indivíduos por cm 3 ) e aumentam significativamente, na amostra a 45 cm, com idade interpolada de 4.384 anos A.P., quando atingem a concentração de 250.840 indivíduos por cm 3. Este máximo é seguido de uma queda substancial, que leva a sua ausência na amostra seguinte, com idade interpolada de 4.208 anos A.P. Na amostra 40 cm, com datação de 3.890 anos A.P., nota-se um novo aumento de silicoflagelados, que atingem a concentração de 19.003 indivíduos por cm 3, que permanece estável na próxima amostra (37,5cm), seguido de um novo máximo por volta de 2.822 anos A.P. (interpolada). Na amostra de profundidade 32,5cm, antes do final desta subzona, os silicoflagelados desaparecem dos sedimentos. A última ocorrência de silicoflagelados nesta subzona, e no testemunho como um todo, ocorre na amostra 30cm, com idade 2.180 anos A.P. Esta zona em termos de espículas de esponjas é caracterizada tanto por táxons marinhos Haposclerida, Pachataxa, Poecilosclerida,

51 Sceptrella, Tedania, Terpios, quanto a táxons continentais como Heterorotula fistula, Trochospongilla variabilis e Potamolepidae. A subzona EEJI-1c compreende o intervalo proposto por Suguio et al. (1985), quando teria ocorrido o máximo regressivo do NRM, seguida por nova elevação. Os silicoflagelados apresentam um aumento abrupto há ca. 4.384 anos A.P., com 250.840 indivíduos por cm³, seguido por uma súbita diminuição, quando os silicoflagelados desaparecem por completo há ca. 4.208 anos A.P. Possivelmente, esta regressão esta associada ao evento caracterizado pelos autores supracitados. As espículas de esponjas marinhas começam a desaparecer no final desta subzona, dando espaço para as de esponjas dulcícolas. Fatos semelhantes também foram observados por Medeiros (2010, em preparo) quando elementos marinhos e de manguezais, após atingir alta concentração, sofrem súbita diminuição, seguida de novo aumento. Além disso, neste período, a concentração de elementos de floresta sofre grande variação na sua concentração, de 12.800 para 45.000 indivíduos por cm³. Esses dados contrapõem-se às conclusões de Bissa (1998), que admitiu NRM sempre acima do atual entre 4.400 e 3.300 anos A.P. Provavelmente, os intervalos de amostragem para bioindicadores ambientais e/ou datações não tenham sido suficientemente detalhados para que fossem detectados por menores como os aqui constatados de variações do NRM. A penúltima subzona, isto é a subzona EEJI-2a, marca a transição abrupta de sedimentos argilo-arenoso a areno-siltico, datado entre 2.180 anos A.P. e 280 anos A.P. Este período é marcado pela completa ausência de silicoflagelados, fato que se repete na zona subseqüente, (zona EEJI-2b). Em relação às espículas de esponjas, nota-se que a partir de 27,5cm até o topo do testemunho a freqüência de espículas continentais é maior do que as de espículas marinhas. Entre elas destacam-se os táxons Heterorotula fistula, Trochospongilla variabilis e Potamolepidae, enquanto que as marinhas são representadas apenas pela ordem Poescilosclerida. É importante destacar nestas subzonas a ocorrência, pela primeira vez, de fitólitos bilobados chamados de alteres, quadrilobados chamados de cruz e alongados dendríticos, todos associados à família das ervas gramíneas (Poaceae), e globulares espinhosos associados à família das palmeiras (Arecaceae). Estes dados são coincidentes com os de Amaral (2003), que pesquisou um testemunho da região de Itanhaém (SP), quando encontrou em suas amostras com idade de 1.250 anos A.P. predominância de grãos de pólen de táxons arbóreos e de Poaceae, e porcentagem

52 muito baixa de palinomorfos de plantas de manguezais. Segundo Medeiros et al. (2009b), nesta subzona estaria registrado um evento paleoclimático há cerca de 1.250 anos A.P. caracterizado por grande incremento de palinomorfos de pteridófitas e briófitas. Enquanto isso, os demais elementos vegetais diminuem drasticamente e os palinomorfos de elementos arbóreos atingem concentração inferior a 1.000 indivíduos por cm³. Na curva proposta por Suguio et al. (1985), neste momento o nível do mar estaria em rebaixamento e, portanto, a laguna estaria em colmatação com conseqüente decréscimo geral de palinomorfos e aumento de palinomorfos de briófitas e pteridófitas. A última subzona é representada pelos últimos 280 anos, quando estão ausentes quaisquer bioindicadores marinhos, mas apenas espículas de esponjas continentais e fitólitos. Atualmente o rio Comprido é submetido a pequena influência marinha, que é insuficiente para carrear espículas de esponjas marinhas e silicoflagelados até o local da testemunhagem, que é alcançado só pelas espículas de esponjas continentais. De acordo com Medeiros (2010, em preparo), os palinomorfos de plantas de manguezais também estão ausentes. Os palinomorfos de floresta atingem seu pico máximo, cuja concentração ultrapassa 200.000 indivíduos por cm³. A concentração polínica total do período ultrapassa 315.000 indivíduos por cm³, sugestiva de que a Mata Atlântica já estava bem instalada no local. 5.4. Análise Isotópica do testemunho S03 (últimos 7.000 anos A.P.) 5.4.1. Carbono orgânico total (COT) O conteúdo de carbono orgânico no testemunho amostrado variou entre 0,9% a 4,5%, mantendo-se inferior a 3% na maioria dos níveis amostrados (Figura 18). O padrão de distribuição deste parâmetro está relacionado, em sua maioria, com a presença de sedimentos finos e teores de matéria orgânica ao longo de todo o testemunho. A distribuição de carbono orgânico apresentado por Barcellos (2005) para o Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape foi similar ao encontrado no presente estudo. O autor encontrou baixos valores (<2,0%) associados a sedimentos arenosos, em estações localizadas nas áreas adjacentes às desembocaduras do sistema e no canal principal de circulação marinha, enquanto que os altos valores

53 (valor máximo de 8,16%) também estiveram relacionados a baixios, depressões e algumas desembocaduras fluviais. Bonetti Filho (2000), ao estudar o Sistema Estuarino de Itapocu, SC, registrou valores entre 0,23% e 5,45% de carbono orgânico, relacionando as maiores concentrações ao aporte antrópico no sistema. O autorobservou valores médios de 12,82% nos manguezais das áreas de entorno, também considerados ambientes enriquecidos. Figura 18: Representação dos teores de carbono orgânico total (COT) do primeiro metro do testemunho S03. 5.4.2. Nitrogênio orgânico total (NOT) As concentrações do nitrogênio orgânico total estiveram sempre abaixo de 0,3% (Figura 19). Nota-se que os maiores teores de nitrogênio total estiveram associados aos elevados teores de carbono, revelando um comportamento semelhante ao observado por Barcellos (2005) para o Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape.

54 Figura 19: Representação dos teores de nitrogênio orgânico total (NOT) do primeiro metro do testemunho S03. 5.4.3. Razão C/N A contribuição relativa do nitrogênio orgânico e inorgânico pode ser estimada através da relação entre o carbono orgânico e nitrogênio total (RUTTENBERG; GOÑI, 1997; ANDREWS et al., 1998; MAHIQUES et al.,1999). Parte do nitrogênio presente no sedimento pode ser de origem inorgânica. Segundo Meyers (1997), pode condicionar a razão C/N, uma vez que, baixas razões C/N estão geralmente ligadas à adsorção de nitrogênio inorgânico (normalmente a amônia) no sedimento. O testemunho analisado apresenta razões C/N com valores entre 10 e 30 (Figura 20). Vários autores estabeleceram diferentes valores de razão C/N para identificar a origem da matéria orgânica sedimentar. Thornton e McManus (1994) definiram razões C/N entre 9 e 19 como sendo indicadoras de condições mistas de matéria orgânica de origem terrestre e marinha. Meyers (1997) sugeriu uma razão C/N entre 4 e 10 para algas marinhas, enquanto valores maiores que 20 são típicos de plantas terrestres. Da mesma forma, Bonetti (2000) adotou valores inferiores a 6 para matéria orgânica de origem marinha e valores superiores a 20 como fonte de depósitos predominantemente terrígenos. A partir destas considerações, foram adotados para a razão C/N, dos sedimentos estudados, intervalos que variaram de 0-10 (matéria orgânica de origem predominantemente marinha), 10-20 (matéria orgânica de origem mista) e acima de

55 20 (matéria orgânica de origem continental). Esta classificação pode ser visualizada na Figura 21 e x, onde a razão C/N no sedimento superficial do setor norte refletiu, preferencialmente, uma matéria orgânica de origem mista. S03. Figura 20: Representação das razões C/N do primeiro metro do testemunho Figura 21: Diagrama de relações entre valores de C/N e de δ 13 C das fontes de matéria orgânica.

56 O Sistema Estuarino de Itapocu (SC), estudado por Bonetti Filho(2000), apresentou predominância de mistura entre compostos terrígenos e marinhos, com a influência marinha diminuindo rumo ao interior do sistema. Barcellos (2005), ao estudar a distribuição da matéria orgânica no Sistema Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape, encontrou razões C/N variando de 3,7 a 34,4, sendo que em 77% das estações amostradas houve ocorrência de contribuição mista (razões C/N entre 12-18). Desta forma, os resultados encontrados no presente estudo são condizentes aos observados na literatura. 5.4.4 Razão de isótopos estáveis do carbono (δ 13 C) Os valores de δ 13 C variaram de -27 a -24,0, com predominância de teores entre -26 e -24,5 (Figura 22). Andrews et al. (1998) sugerem que sedimentos com razão C/N inferior a 12 geralmente apresentam valor de δ 13 C entre -23,8 e -21,0, enquanto as razões C/N superiores a 12 apresentam δ 13 C entre -25,2 e -24,0. Mahiques et al. (1999), assumem valores de razão C/N e δ 13 C de -24 e -26, respectivamente, para sedimentos de manguezais e plantas C 3, e razão C/N próximo a 6 e δ 13 C de -19 para fontes marinhas. A partir dos valores de δ 13 C observados neste trabalho, determinaram-se quatro possíveis fontes de matéria orgânica. Matéria orgânica de origem continental (δ 13 C >-26,5 ); matéria orgânica de origem mista tendendo à continental (δ 13 C 3 26,4 a -25,8 ); matéria orgânica de origem mista tendendo à marinha (δ 13 C -25, 7 a 25,0 ); e matéria orgânica de origem marinha (δ 13 C < -24,9 ). Tal condição apresentou uma relativa semelhança ao encontrado por Barcellos (2005), que identificou três conjuntos de matéria orgânica para o Sistema de Cananéia-Iguape (valores de δ 13 C ~-27, para ambientes predominantemente fluviais; δ 13 C ~ -20, para ambientes sob influência marinha; e δ 13 C ~ -24 característicos de matéria orgânica de origem mista).

57 Figura 22: Representação do δ 13 C do primeiro metro do testemunho S03. 5.4.5. Razão de isótopos estáveis do nitrogênio (δ 15 N) Os valores de δ 15 N variaram entre 5 e 10, com predominância de teores entre 6 e 8 (Figura 23). A partir dos valores de δ 15 N determinaram-se três possíveis fontes de matéria orgânica. Matéria orgânica de origem continental (δ 15 N < 5 ); matéria orgânica de origem mista com tendência a marinha (δ 15 N 5 a 6 ); matéria orgânica de origem marinha (δ 15 N 8 a 9 ). Figura 23: Representação do δ 15 N do primeiro metro do testemunho S03.

58 6. INTEGRAÇÃO DOS DADOS De modo a estudar as relações encontradas na área de estudo, os dados foram analisados a partir de correlações entre as variáveis sedimentológicas amostradas simultaneamente ao material biológico. As respostas da comunidade de silicoflagelados aos componentes bióticos (espículas de esponjas e composição palinológica) e aos fatores abióticos (carbono orgânico total (%COT), nitrogênio total (%NOT), razão isotópica do carbono estável (δ 13 C), razão isotópica do nitrogênio estável (δ 15 N) e razão C/N) estão representadas na figura 24. 6.1. Síntese dos dados em correlação com as Subzonas Palinológicas EEJI-1a: Nota-se nesta subzona que a concentração de silicoflagelados é composta por valores relativamente baixos e as espículas de esponjas pertencem a táxons marinhos e raros continentais. Na análise polínica de Medeiros (2010, em preparo), corresponde ao momento em que os elementos marinhos e elementos botânicos de mangue sofrem um aumento. Esta subzona é caracterizada por concentração de C/N entre 10 e 20, e δ 15 N entre 5 e 6 o que corresponde a matéria orgânica de origem mista com tendência a marinha. O que corrobora com dados sugeridos por Suguio et al. (1985) e Angulo e Lessa (1994) para este período, que evidencia que o NRM teria ultrapassado o atual. EEJI-1b: Nota-se uma grande diferença em termos de concentração de silicoflagelados. Ao contrário da subzona anterior, os silicoflagelados aparecem em valores de concentração mais altos. As espículas de esponjas pertencem a táxons marinhos e raros continentais. Segundo Medeiros (2010, em preparo), nesta subzona ocorre alta concentração de elementos marinhos. A concentração de C/N e δ 15 N também indica a presença de matéria orgânica de origem mista com tendência a marinha. Na curva de variação do NRM proposta por Suguio et al. (1985) este intervalo compreende o clímax da transgressão marinha por volta de 5.100 anos A.P. EEJI-1c: Os silicoflagelados inicialmente são representados em baixa concentração e aumentam significativamente na amostra 45 cm. Após este máximo uma queda substancial leva a sua ausência na amostra seguinte. A última ocorrência de silicoflagelados no testemunho como um todo, ocorre na amostra 30 cm. A concentração de C/N e δ 15 N indica a presença de matéria orgânica de origem mista

59 com tendência a marinha. Esta subzona em termos de espículas de esponjas é caracterizada tanto por táxons marinhos quanto a táxons continentais. Semelhante a isto, para Medeiros (2010, em preparo) este intervalo é quando elementos marinhos e de manguezais, após atingir alta concentração, sofrem súbita diminuição, seguida de novo aumento. Também é quando teria ocorrido o máximo regressivo do NRM, seguida por nova elevação conforme o modelo proposto por Suguio et al. (1985). EEJI-2a: Este período é marcado pela ausência de silicoflagelados. Em relação às espículas de esponjas, nota-se que a partir de 27,5cm até o topo do testemunho a freqüência de espículas continentais é maior do que as de espículas marinhas. Segundo Medeiros (2010, em preparo) este intervalo é caracterizado por grande incremento de palinomorfos de pteridófitas e briófitas. A concentração de C/N e δn 15 nesta subzona sofre considerável alteração. O C/N permanece por quase toda a subzona próximo a 10 e o δ 15 N sofre uma elevação atingindo um máximo próximo a 9, o que indica matéria orgânica de origem predominantemente marinha. Esta alteração pode ser atribuída à alta mortalidade de fitoplâncton marinho no intervalo anterior. Na curva proposta por Suguio et al. (1985), neste momento o nível do mar estaria em rebaixamento. EEJI-2b: Estão ausentes quaisquer bioindicadores marinhos e apenas espículas de esponjas continentais e fitólitos estão presentes. Os palinomorfos de plantas de manguezais também estão ausentes e os palinomorfos de floresta atingem seu máximo. Para Suguio et al. (1985), neste período o NRM atinge o atual e a paisagem local se instala.

60 Figura 24: Integração dos dados bióticos e abióticos do testemunho S03; * Curva de variação do NRM de Salvador, BA, proposta por Suguio (1985) adaptada à cronologia do testemunho S03; ** Subzonas palinológicas baseada nos 40 táxons mais importantes

61 7. CONCLUSÕES Com base nos dados obtidos, conclui-se que: 1. A quantificação dos silicoflagelados sugere fortemente que ocorreram flutuações positivas e negativas do NRM durante o Holoceno (Últimos 7.000 anos A.P.) no sudeste e leste do Brasil, conforme as curvas propostas por Suguio et al. (1985); 2. A quantificação das espículas de esponjas dulcícolas e marinhas em diferentes estratos podem contribuir para caracterizar os paleoambientes. Além disso, um conhecimento mais detalhado sobre a ecologia e distribuição das espécies de esponjas em ambientes de águas doce, estuarino e marinho na região da EEJI, constitui uma importante ferramenta na interpretação paleoambiental dos testemunhos de sondagem; 3. O emprego dos silicoflagelados fossilizados em sedimentos demonstrou a sua grande potencialidade, especialmente quando associados a outros indicadores, na determinação de oscilações do NRM no Quaternário. Até hoje o único trabalho disponível na literatura sobre o uso desses bioindicadores no Quaternário do Brasil é de Medeanic e Corrêa (2007), que reconheceram o gênero Dictyocha no estudo das variações do NRM, durante o Holoceno, na planície costeira do Rio Grande do Sul. As vantagens da aplicação de restos desses microrganismos estão relacionadas à abundância nas amostras e à facilidade de identificação devida à morfologia simples; 4. Foram identificados oito gêneros de esponjas (dois continentais e seis marinhos), através de espículas contidas nos sedimentos analisados, mas o seu uso na reconstrução do paleoambiente ainda não é definitivo, pois pode existir mais de um cenário possível para a ocorrência das espículas nos sedimentos da região ao longo do tempo. As esponjas continentais (dulcícolas) ocorrem somente em ambientes de água doce ou com baixa salinidade, sendo indicativas de rios ou lagoas costeiras (VOLKMER-RIBEIRO, 1999; PAROLIN et al., 2003; VOLKMER-RIBEIRO et al., 2004). Contudo, as espículas podem ser provenientes de uma fonte fluvial a montante carreadas para a região amostrada neste estudo. Por isso, é importante a realização de um levantamento detalhado da fauna de esponjas de água doce da região da EEJI, para obtenção de dados ecológicos e de distribuição das espécies,

62 que contribuiriam para maior precisão na interpretação paleoambiental das espículas fossilizadas; 5. As esponjas marinhas não ocorrem em sedimentos de fundo de água doce (rios ou lagos). No entanto, algumas das espécies identificadas no testemunho (ex. Tedania sp. e Terpios sp.) podem ocorrer em ambientes costeiros de transição (estuários e manguezais) (MORAES; VILANOVA; MURICY, 2006; MURICY; HAJDU, 2006); e 6. Ainda não é possível afirmar, baseando-se somente em espículas de esponjas, a natureza precisa dos ambientes (marinho ou estuarino) em cada estrato analisado no testemunho e levantamento ecológico mais preciso, de distribuição das espécies de esponjas é importante para melhor compreensão da evolução paleoambiental através de espículas de esponjas na EEJI. 7. A partir dos valores da razão C/N e δ 15 N observados neste trabalho, foi possível identificar o predomínio de fontes de matéria orgânica de origem mista tendendo a marinha. Entre estas possíveis fontes encontra-se o plâncton marinho.

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ANEXO 74

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