Sedimentologia, estratigrafia, palinologia, diatomáceas e geoquímica de depósitos quaternários na margem leste da Ilha de Marajó, Pará, Brasil

• Main Author: Darcilea Ferreira Castro
• Other Authors: Dilce de Fátima Rossetti
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2010
• Subjects: Diatomácea; Fácies sedimentar; Ilha de Marajó; Isótopos; Nível Relativo do Mar; Palinologia; Quaternário; Diatom; Marajó Island; Palinology; Quaternary; Relative Sea-Level; Sedimentary Facies
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-23012011-182838/

O registro de depósitos quaternários tem aumentado em áreas costeiras da região Amazônica. No entanto, estudos detalhados são ainda necessários visando interpretar seus ambientes de deposição, bem como reconstituir sua evolução ao longo do Quaternário. Em particular, faltam informações sobre a reconstituição das variações do nível relativo do mar ao longo da margem equatorial brasileira de modo a possibilitar a inclusão dessa área em discussões de interesse regional e global enfocando clima, tectônica e eustasia. O presente trabalho representa um esforço de integração de vários tipos de dados, i.e., sedimentologia, estratigrafia, palinologia, diatomácea, datação 14C, \'delta\'\'ANTPOT.13 C\', \'delta\'\'ANTPOT.15 N\' e C/N, objetivando reconstituir a evolução de paisagens no leste da Ilha do Marajó durante o final do Quaternário. Aspectos ligados a paleoambientes de sedimentação, padrões de vegetação, flutuações climáticas e variação do nível do mar serão abordados. Um total de 98 amostras de sedimentos argilosos e arenosos foi obtido de 85 m de testemunhos coletados com a sonda à percusão Robotic Key System (RKS). Estes testemunhos derivam de cinco poços (TSM4, TSM8, TSM10, TSM11 e TSM12) variando entre 10 e 24 m de profundidade, que foram distribuídos em um transecto proximal-distal correspondente a uma paleomorfologia em funil relacionada a um paleoestuário. As idades registradas variam entre 42.580 (±1430) anos A.P. e 3.184 (±37) anos A.P. Análises de fácies indicaram depósitos de areias grossas a finas, com estratificações plano-paralelas ou cruzadas, e argilas, maciças ou laminadas, intercaladas por camadas heterolíticas. Estas sucessões apresentam padrão granocrescente e/ou granodecrescente ascendente. Valores de \'delta\'\'ANTPOT.13 C\', \'delta\'\'ANTPOT.15 N\' e C/N sugerem matéria orgânica oriunda de fontes diversas, com contribuição de plantas terrestres (principalmente plantas \'C IND.3\'), bem como fitoplâncton marinho e de água doce, como tipicamente esperado em estuários. A combinação de dados isotópicos, C/N e associações de fácies, permitiu identificar ambientes deposicionais correspondentes a canal fluvial, planície de inundação, canal e planície de maré, bacia central, delta de maré, complexo barreira/inlet e lago. A análise palinológica apresentou mistura de táxons típicos de floresta, de vegetação aberta e de mangue. Em geral, não se detectou mudanças drásticas nos padrões de vegetação no leste da Ilha de Marajó nos últimos 40.000 anos. A assembléia polínica foi melhor representada nos testemunhos dos poços TSM8 e TSM4. Neste último, as oito amostras basais (i.e., MR248 a MR258) registraram tipos arbóreos, como Alchornea, Euphorbiaceae, Euterpe, Malpighiaceae e Moraceae/Urticaceae. Na vegetação de mangue, Rhizophora constituiu o gênero mais comum, enquanto Poacea e Cyperaceae foram os mais freqüentes entre os táxons de ervas. A proporção entre pólen de floresta e de ervas mostrou-se constante em todas as zonas inseridas no Pleistoceno Tardio. Porém, aumento significativo de tipos herbáceos, com espécies pioneiras representadas por Alchornea e Moraceae/Urticaceae, foi registrado a partir de 6.790 (±60) anos A.P. Portanto, esta é a idade considerada para o estabelecimento de vegetação aberta do leste da Ilha de Marajó. Análises de diatomáceas dos testemunhos TSM8, TSM10 e TSM11, onde não houve registro polínico, foram consistentes com o valores isotópicos e de C/N, indicando intervalos com maior contribuição de matéria orgânica derivada de fitoplâncton marinho. Diatomáceas identificadas nestes testemunhos são, em grande parte, espécies e gêneros marinhos, como Actinoptychus splendens, Paralia sulcata, Coscinodiscus radiatus, Coscinodiscus sp e Thalassiosira sp. Táxons continentais como Actinella sp1, Aulacoseira, Eunotia zygodon, Desmogonium e Pinnularia foram registrados em uma única amostra no topo do testemunho TSM8. Informações faciológicas, juntamente com dados isotópicos, elementares, \'ANTPOT.14 C\', palinológicos e de diatomáceas, são consistentes com a existência de paleoestuário com domínio de onda no Pleistoceno Tardio e Holoceno no nordeste da Ilha do Marajó, previamente ao estabelecimento do lago Arari. As fases iniciais propostas para a interrupção do influxo fluvial para o paleoestuário Arari coincidem com a formação de vegetação aberta na ilha e a conseqüente diminuição das áreas de mangue no Holoceno médio. O efeito da tectônica regional parece ter sido de grande contribuição nas mudanças da paisagem do Marajó durante o Pleistoceno e Holoceno. Divergência do nível relativo do mar proposto para a Ilha do Marajó em relação ao padrão global, combinado com o aumento de registro de atividade tectônica no Pleistoceno Tardio e Holoceno, levaram à hipótese de que eventos transgressivos poderiam ter sido devidos à subsidência tectônica, e não à eustasia. A transgressão registrada antes de 29.000 anos A.P. ocorreu simultaneamente à forte tendência de queda eustástica após o Último Máximo Interglacial. Além disto, a transgressão holocênica no Marajó é registrada entre 9.000 e 5.000 anos A.P., portanto tendo início antes do pico transgressivo global do Holoceno médio. Durante este período de ascensão eustática, o nível relativo do mar na Ilha de Marajó começou a estabilizar, processo este que culminou com a significativa progradação da costa no final deste período. Da mesma forma, é improvável que a abertura da vegetação, com aumento significativo em espécies herbáceas, registrada a partir do Holoceno médio tenha efeito climático, uma vez que ela ocorreu simultaneamente à mudança de clima relativamente mais árido para relativamente mais úmido. A hipótese mais provável é que vegetação aberta tenha se estabelecido no leste da Ilha de Marajó em função de mudança hidrológicas, talvez promovida pela subsidência tectônica e subseqüente estabilização, culminada com a recente progradação da linha de costa. === The record of Quaternary deposits has increased in coastal areas of the Amazon region. However, detailed studies are still needed aiming to interpret their depositional environments, as well as reconstruct their evolution throughout the Quaternary. In particular, there is a lack of information about the reconstruction of relative sea level along the Brazilian equatorial margin to enable the inclusion of this area in discussions of regional and global interest focusing climate, tectonics and eustasy. The present work represents an effort to integrate vários types of data, i.e., sedimentology, stratigraphy, palinology, diatoms, \'ANTPOT.14 C\' dating, \'ANTPOT.13 C\', \'delta\' \'ANTPOT.15 N\' and C/N, aiming to reconstruct landscape evolution in eastern Marajó Island during the late Quaternary. Aspects related to sedimentary paleoenvironments, vegetation patterns, climate fluctuations and relative sea level changes will be approached. A total of 98 samples of muddy and sandy sediments was obtained from 85 m of cores collected with a percusion Robotic Key System (RKS). These cores derive from five drills (TSM12, TSM11, TSM10, TSM8 and TSM4) that reached depths ranging from 10 to 24 m, which were distributed in a proximal-distal transect corresponding to a funnel paleomorphology related to a paleoestuary. Reported ages range from 42, 580 ± (1430) \'ANTPOT.14 C\' yr B.P and 3,184 ± (37) \'ANTPOT.14 C\' yr B.P. Facies analysis showed parallel laminated or cross stratified, fine- to coarse-grained sands, massive or laminated muds and heterolithic deposits. These deposits are often arranged into coarsening and fining upward cycles. Values of \'delta\'\'ANTPOT.13 C\', \'delta\'\'ANTPOT.15 N\' and C/N suggest organic matter from several sources, with contributions from terrestrial plants (mainly \'C IND.3\' plants), as well as freshwater and marine phytoplankton, as typically expected in estuaries. Combination of isotope data, C/N and facies associations led to identify depositional settings corresponding to fluvial channel, floodplain, tidal channel/tidal flat, central basin, tidal delta, inlet/barrier complex and lagoon. Pollen analysis showed a mixture of taxa typical of forest, open vegetation and mangrove. In general, drastic changes in vegetation patterns were not detected in eastern Marajó Island in the last 40,000 years. Pollen assemblages were better represented in cores TSM8 and TSM4. In the latter, the eight basal samples (i.e., MR248 to MR258) recorded arboreal types sucha as Alchornea, Euphorbiaceae, Euterpe, Malpighiaceae e Moraceae/Urticaceae. Among mangrove vegetation, Rhizophora constitutes the most common genera, while Poacea and Cyperacea were the most frequent among the herb taxa. The proportion between forest and herb pollen was constant in all zones inserted in the Late Pleistocene. However, significant increase of herbaceous pollen types, with pioneer species represented by Alchornea and Moraceae/Urticaceae, were recorded from 6,790 (±60) \'ANTPOT.14 C\' yr B.P. Thus, this is the age considered for the establishment of the open vegetation of eastern Marajó Island. Diatom analyses of the cores TSM8, TSM10 e TSM11, which did not record pollen, were consistent with the isotope and C/N values, indicating intervals with higher contribution of organic matter derived from marine phytoplankton. Diatoms identified from these cores are, in great part, marine species and genera, such as Actinoptychus splendens, Paralia sulcata, Coscinodiscus radiatus, Coscinodiscus sp and Thalassiosira sp. Continental taxa such as Actinella sp1, Aulacoseira, Eunotia zygodon, Desmogonium and Pinnularia were recorded only in one sample from the top of the core TSM8. Facies infomration, together with isotope, elementar, \'ANTPOT.14 C\', palinological, and diatom data, are consistent with the existence of a wave-dominated paleoestuary during the Late Pleistocene and Holocene in northeastern Marajó Island, previously to the establishment of Lake Arari. The initial stages proposed for the interruption of fluvial inflow to the paleoestuary Arari coincide with the formation of open vegetation in the island and the consequent reduction of mangrove areas at the mid Holocene. The effect of regional tectonics seems to have been of a great contribution to change the Marajó landscape during Pleistocene and Holocene. Divergency of relative sea level proposed for the Marajó Island with respect to the global pattern, combined with the increased record of tectonic activity in the Late Pleistocene and Holocene, led to the hypothesis of successive transgressions linked to tectonic subsidence as opposed to eustary. The transgression recorded before nearly 29,000 yr B.P. took place simultaneously to the pronounced tendency of sea level drop after the Last Interglacial Maximum. Additionally, the Holocene transgression in Marajó is recorded between 9,000 and 5,000 yr. B.P., thus it initiated before the global transgressive peak of the mid Holocene. During this period of eustatic rise, the relative sea level in Marajó Island started to stabilize, a process that culminated with a significant coast progradation at the end of this period. It is also unlikely that the change to open vegetation recorded from the mid Holocene had a climatic response, as this change took place simultaneously to climate fluctuation from relatively more arid to relatively more humid. The most likely hypothesis is that the open vegetation became established in eastern Marajó Island in response to hydrological changes, perhaps promoted by tectonic subsidence and subsequent estabilization, culminated with the recent coastline progradation.