UnIwrW3de do POOo • F';w:uIdade de Cl6ncles ~ (I Leboral6rto M'net"1I1Og1co a GooI6gIoo Mem6!len"4. p. 95!MI63, 1995 ISSN 081 1-1607

NATUREZA DA MATERIA EM SUSPENSAO DA PLATAFORMA CONTINENTAL A NORTE DE ESPINHO'

A. Oliveira 1, J.M. Jouanneau2; JA Dias3 • Contribui~o do Grupo OISEPLA

I Grupl) OISEPLA, Museu N3Ciona1 de HisltMia Natural, Rua da Esco\a PoIil6cnlca 58, 1294 Usboa, Portugal

2 Oepan,de Geologie el d'Ocean09f3phie, URA 197 CNRS, UnN. Bordooux I, All. dM Facullas, 33405 Ttl\ence, Fmm:e

3 UnN. Algaf\le/UCTRAlGeocIOOc;las Marinhas, Campus de Gamoolas, 8000 Faro, Portugal.

Abstract

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The composition and mlnemlogle of suspenued matter (rom surface and Intermediate waters of northwestern Por1uuat conlinentat shelf Is

determined using non·destrucllve methods (optical observation arKIll. ray dilrac:tlon). The amount of organic fraction was also estimated

using com bUstion methods and the determination of POC content. The mineralogical composition or s uspended maHer was sim~ar through

out the water corumn arKI in different seasons, but the relations between organic and inorganic conslitunts change. Normally the Inner shelf

waters were predominantly organic In summer (POC >25%) and terrigenous In winter (PO C<10%).

1 , Introdu~ao A prinCipal fonte de material terrigeno para os oceanos sao os continentes, tendo

Milliman e Meade (1983) estimado que, anualmente, sao transferidos cerca de 15 mi l milh6es de toneladas de sedimentos, das quais aproximadamente 90% em suspensao. Embora, nalguns casos, 0 transporte glaciario ou eolico e a erasao costeira, principalmente de arribas talhadas em forma90es poueo consolidadas, possam ser predominantes no fornecimento de materiais a plataforma, no geral, 0 transporte fluvial 8, de longe, a mais importante. as materia is de origem nao continental, principalmente as que resultam da actividade biologica podem, nas zonas de influencia de aguas estuarinas ricas em nutrientes e na Primavera, dominar franca mente a materia em suspensao. A aq:ao, dos fluxos de cheia, das correntes de mare ou epis6dios de agitayao maritima mais energetica, pode induzir intensa remobiliza9ao e ressuspensao dos sedimentos de fundo, 0 que frequentemente altera a composi9ao relat iva da materia em suspensao. E possivel, nestas circunstflncias, encontrar quantidades significativas de part fculas bioclasticas fragmentadas e/ou boleadas, bern como, nalguns casos, de materia is autigenicos,

Na regiao estudada, a transferencia de materia particulada e principalmente efectuada atraves dos fluxos de vazante. As cheias assumem, actualmente, importancia limit ada dada a quantidade e dimensao dos aproveitamentos hidra-electricos que reduzem significativamente a sua frequencia e amortecem forte mente os picos de cheia. Pela mesma razao, na maior parte dos casos, 0 forte contraste sazonal dos cauda is esta hoje extremamente atenuado.

Esle trabalho integra-se no ambito de um estudo sobre a dislribui9aO, concentrayao e dina mica trid imensional do material em suspensao na plataforma continental adjacente as desembocaduras dos principais rios do norte de Portugal (Minho, Lima, Cavado, Ave e Douro) sendo apresentados alguns dos resultados oblidos com 0 estudo composicional da materia particulada em suspensao (superiores a 0.45J.l.m) amostrada nas plumas turbidas associ ad as aos rios, em spacas diferenciadas, Veraollnverno.

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A composiyao e mineralogia das suspensoes foram determinadas pelos metodos classicos, nao destrutivos, de difractometria de raios X e observac;ao optica. Avaliaram-se tambem os teores da fracyao organica da MES (materia em suspensao) que nos permitiu ter urna ideia da importancia da contribuirrao do material terrigeno no total da materia em suspensao.

2.Metodos A colheita do material analisado foi efectuado em tres cruzeiros PLAMIBEL

(PLAtaforma do Mlnho e BEira Litoral), realizados pelo Instituto Hidrografico, em Setembro de 1990, Maryo de 1991 e Janeiro de 1992. Os loeais de amostragem localizaram-se frente aos estuario e na plataforma interna e media da regiao em estudo (Fig.1 ).

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Flg.l- Mapa!! das e6t~o)es de recolha de m<lteria em suspens!o na reglao em estudo.

o metodo utilizado para calheita e fi ltrayiio das aguas esta descrito em Oliveira (1995). Consistiu, sumariamente, na bombagem e fi ltrayao em filtros Millipore (0.45 ~m de porosidad e) e GF/F da Whatman (fibra de vidro), os quais foram posteriormente lavados com agua destilada e secas a 40·C. Os filtros foram observados iI lupa binocular com ampliar;:c3o maxima de 100x para urn primeiro reconhecimento da composiyao das particulas retidas. As particulas foram classificadas em graos minerais, restas de flora (fitoplancton), restos de fauna (zooplancton), agregados e "outros" (que incluem 0

carvao). Estas categorias foram ainda subdivididas em componentes especificos; per example as graos minerais foram classificados em opacos e nao opacos.

A mineralogia da materia em suspensao (MES) foi determinada por difracyiio de raios X, sendo a analise feita directamente no filtro original (ester de celulose). 0 inconveniente do uso deste tipo de filtros foi 0 aumento do "residuo de fundo" dos difractogramas, sobrepostos aos picos dos minerais, tendo sido este fundo determinado em filtros "em brancoI'. as resultados foram ainda fortemente influenciados pela

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quantidade e tipo de material que existia sobre 0 filtro sendo, no geral, os difractogramas obtidos de baixa qualidade, dada a mistura de graos de areia, materia organica e outros fragmentos. Analisaram-se parte dos fiIlros do cruzeiro de Setembro de 1990 (Verao) e do cruzeiro de Janeiro de 1992 (Inverno). A avaliayao dos teores em fracyao organica da materia em suspensao foi realizada por dois metodos diferentes: combustao e dosagem do carbono organico particulado (COP). A combustao dos filtros a 500'C foi efectuada segundo 0 metodo descrito por Manheim et al. (1970). Esta tecnica resume-se ao controlo preciso do peso dos fi ltros antes da filtrayiio, apos a filtrayao e do residuo de combustao. 0 residua final corresponde a fracc;ao inorganica (incombustivel) da MES. A tecnica de dosagem do COP consiste num metodo quimico de oxi-reduyao, derivado de Strickland & Parson (1972); a oxidayiio em excesso e doseada por uma solu,ao de Fe .. (Etcheber, 1986).

3.Resultados e discussao Quando se aborda a problematica da cOmpOSlyaO da materia em suspensao,

existem, geralmente duas questoes basicas: a primeira, de ordem qualitativa, diz raspeito aos organismos presentes, mineralogia dos graos detriticos e das argilas; a segunda de natureza quantitativa, refere-se as percentagens relativas entre contiluintes minerais e organicos das suspensoes, 0 que permite estimar as fluXDS de origem continental.

3.1. Composifiio das suspenslJes Observa<;ilo a lupa No Verao, a componente biog,mica e, geralmente abundante, 0 fitoplancton inclui

principal mente, diatomaceas e dinoflagelados do genera Peridinium e Cera(ium. No looplancton foram identificados copepodes, espiculas de radiolarios, foraminiferos do genero Globigerina, e larvas de bivalves e de gastropodes. Os elementos minerais mais facilmente identificaveis sao os graos de quartzo e as palhetas de mica (biotite e moscovite), ocorrendo par vezes minerais opacos (provavelmente 6xidos de ferro), feldspatos, graos polimineralicos e glauconite (moldes de foraminiferas). 0 carvao e um elemento muito camum, assim como as agregados de materia organica saca e de elementos terrigenos. No Inverna, os constituintes arganicas sao, em geral, os mesmas encontrados no Veraa, em bora com diferentes abundancias relativas, verificando-se, predominio de diatomaceas e de dinoflagelados. A componente terri gena e particularmente abundante nas amostras colhidas na proximidade dos rios e na camada nefel6ide de fundo, estando sempre presentes graos de quartzo, palhetas de mica e graos polimineralicos. 3.2. Difraclomelria de raios X

Esta analise permitiu fazer 0 reconhecimento semi-quantitativo do cortejo rnineral6gico presente nas suspensoes colhidas junto aos rio Douro e Minho (amostras particularmente enriquecidas em material terrigeno). As determinal'oes semi-quantitativas basearam-se nas medidas das alturas das reflexoes basais determinadas nos difractogramas (Tabala I). A analise dos difractogramas, para as suspensoes colhidas junto ao rio Oouro, no Verao, permitiu identificar, a ilite (9.83A-4.97A-3.31A), a clorite (4.78A-3.52A), 0 pico comum caulinite-clorite (7A) e interestratificados (13.7-14A) +

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montmorilonite (15A). Nos minerais nao argilosos identificaram-se quartzo (4.21A), moscovite (3.32A), feldspatos Na-Ca (3.17A-3.21A), plagioclases s6dicas (3. 18A) e gibsite (4.33A). Este cortejo e igualmente identificado nas amostras colhidas durante 0

Inverno, apresentando sensivelmente as mesmas percentagens. o material em suspensao na plataforma continental frente ao rio Douro, nas dues

epocas consideradas e as diferentes profundidades de recolha do material, apresenta T abela I • ComJ)OSica o miner alOQica media das suspensoos colhidas na ptatafotma continental fTente 80S nos Doura e Minho.

R"" Pror. ilKe clorita- monlmoril. Ioiereslral. vermiculite quartzo moseovite feldspalos gibsite

caullnlle

Jan.92 Mlnho wp 74 26 - · - - - · -'Zlm 71 23 5 · · · · · ·

Oouro 21m 64 32 6 · · · · · -.... 90 """'" ' "P 72 26 . · · - · · ·

15m 60 40 . - · · · · · . Nao qUilnllficado, • Ausente

urna certa homogeneidade na sua composir;:80 rninera logica (Tabela I ). A Hits e 0 mineral dominante em todes as amostras estudadas, variando a sua percentagem de 59 a 75%. A clorite-caulinite foi igualmente identificada em todas as amostras, apresentando teores medias mais baixos (19 a 39%), ocorrendo os mais elevados nas camadas nefel6ides intermedias. A montmorilonite, com ocorrencia vestigial , fo i detectada apenas nalgumas amostras, sendo de difi ci l identificayao no Verao. Na proximidade do rio Minho, 0 cortejo dos minerais argilosos e nao argilosos tambem e mon6tono, sendo de referir a ocorrencia provavel da vermiculite (3.5A).

3.3. Teores da frac~iio organica Percentagem reJaUva entre constituintes orgfmicos e minerais A determinay13o, por combustao, da percentagem relat iva entre constituintes

minerais e organicos 56 foi realizada para ° cruzeiro de Setembro de 1990. Os teores de materia organica determinada na plataforma interna, sao da ordem dos 60 a 80%. 0 que e superior aos 20 a 40% normal mente referenciados por oulros autores (Manheim et aI, 1970;Meade et ai, 1975). No entanto. os encontrados na plataforma media aproximam-se e sao comparaveis aos referenciados (60 a 90%). Normalmente, este tipo de analise, dB uma estimativa par excesso do conteudo da fracyao organica, representando aproximadamente 0 dobro da materia organica particulada (Ottman & Quere, 1979). 0

que torna a dosagem do carbona organico particulado lI m analise mais fiavel . Am~lise do COP

Os resultados da analise do COP permitem-nos avaliar a importancia dos acarreios de nutrientes e de elementos terrigenos pelos rios. A distribui<;ao superficial das percentagens de COP (Fig ,2) indica que no Verao os valores mais elevados 59

encontram junto a desembocadura dos rios (>30%), em relavao com a descarga de materia organica e nutrientes, diminuindo a medida que aumenta a distancia a costa, para valores da ordem de 10-20% na plataforma media e externa. No Inverno, a tendencia geral e contraria a do Ver;3o, com valores baixos na plataforma internS «15%). e mais elevados na plataforma media e externa (15% a 30.5%) 0 que suger. claramente que a materia em suspensao e essencialmente contituida por particulas

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terrigenas, relacionaveis com a exportac;.ao a partir dos estuarios, a qual, logicamente, e mais importante no Inverno.

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Fig. 2 - Mapa da dlstrlbui<:.IIo dOl percentagem de COP, para os cruzeiros de Setembro!.le 1990 e Mart;:D de 1991 .

Conclusoes Este estudo revelou que a mineralogia da materia particulada na plataforma a

norte de Espinho e, em geral, bastante homogenea espacialmente e ao longo da coluna de agua. No entanto, principal mente na plataforma interna, a relayao entre fracyao organica e inorganica varia sazonalmente. No Ven§o, a MES €I essencialmente organica, chegando a atingir-se valores de COP superiores a 80%, junto ao estuario do rio Lima. Pelo contrario, no Inverno, a componente terri gena e dominante, encontrando-se valores de COP inferiores a 10% junto aos estuarios dos rios Douro e Minho.

Agradecimentos Os autores desejam agradecer ~ Ora. M .. nuela Matos (InsUtuto Hkk"ogr;lneo) 'I disponlbllizat,;ao dos melos nec&Ssarlos a ~ desle

estudo e 0 apoio da Comissao Mlsta luw-Fmncesa em Quanologla.

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CNEXO, n-1741 , 53p. Strickland, J.O.H. & Parsons, T.R. (1972) - OeIermination of particulate carbon. In: A prilCticai hilndbook of 5.,wa/", Analysis, F'lSh. Res.

&:I. Can., Ottawa, p. 207·2 11.