tese portilho_ramos 2010

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CENTRO DE ESTUDOS GERAIS INSTITUTO DE QUÍMICA DOUTORADO EM GEOCIÊNCIAS – GEOQUÍMICA AMBIENTAL RODRIGO DA COSTA PORTILHO RAMOS PALEOCEANOGRAFIA DO SUDOESTE DO ATLÂNTICO SUL: REGISTRO DE EVENTOS ABRUPTOS NOS ÚLTIMOS 50.000 ANOS NITERÓI 2010

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Page 1: Tese Portilho_Ramos 2010

1

CENTRO DE ESTUDOS GERAIS

INSTITUTO DE QUÍMICA

DOUTORADO EM GEOCIÊNCIAS – GEOQUÍMICA AMBIENTAL

RODRIGO DA COSTA PORTILHO RAMOS

PALEOCEANOGRAFIA DO SUDOESTE DO ATLÂNTICO SUL:

REGISTRO DE EVENTOS ABRUPTOS NOS ÚLTIMOS 50.000 ANOS

NITERÓI

2010

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RODRIGO DA COSTA PORTILHO RAMOS

PALEOCEANOGRAFIA DO SUDOESTE DO ATLÂNTICO SUL:

REGISTRO DE EVENTOS ABRUPTOS NOS ÚLTIMOS 50.000 ANOS

Tese de doutorado apresentada ao Curso de Pós-

Graduação em Geoquímica Ambiental da

Universidade Federal Fluminense, como requisito

parcial para a obtenção do Grau de Doutor. Área

de Concentração: Geoquímica Ambiental

Orientadora: Profa. Dra. Cátia Fernandes Barbosa

Niterói

2010

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R175 Ramos, Rodrigo da Costa Portilho. Paleoceanografia do Sudeste do Atlântico Sul: Registros de

eventos abruptos nos últimos 50.000 anos. / Rodrigo da Costa Portilho Ramos. –. Niterói: [s.n], 2010.

127 f.: il. ; 30 cm. Tese (Doutorado em Geoquímica Ambiental). Universidade

Federal Fluminense. Orientadora: Profª. Drª. Cátia Fernandes Barbosa.

1. Avaliação de risco. 2. Gestão Ambiental. 3.

Contaminação por mercúrio. 4. Biomarcadores. 5. Peixe. 6. Baía de Guanabara (RJ). 7. Baía da Ribeira (RJ). 8. Teses. 9. Produção Intelectual. I. Título.

CDD 551.69

   

Page 4: Tese Portilho_Ramos 2010

4

RODRIGO DA COSTA PORTILHO RAMOS

PALEOCEANOGRAFIA DO SUDOESTE DO ATLÂNTICO SUL: REGISTRO DE EVENTOS ABRUPTOS NOS ÚLTIMOS 50.000 ANOS

Aprovado em 28 de Maio de 2010

___________________________________________________________________________

Profa. Dra. Cátia Fernandes Barbosa – Orientadora

Universidade Federal Fluminense

___________________________________________________________________________ Dr. Abdelfettah Sifeddine

Universidade Federal Fluminense ___________________________________________________________________________

Dra. Ana Luiza Spadano Albuquerque

Universidade Federal Fluminense ___________________________________________________________________

Dr. Felipe Atônio de Lima Toledo

USP ___________________________________________________________________________

Dr. Cristiano Mazur Chiessi

Universidade de São Paulo

NITERÓI 2010

Tese de doutorado apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Geoquímica Ambiental da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial para a obtenção do grau de Doutor. Área de Concentração: Geoquímica Ambiental

BANCA EXAMINADORA

   

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Dedico este trabalho às pessoas mais importantes da minha vida, meu pai Ademir e minha mãe Silvia Maria, porque sem eles não seria possível a realização de um sonho de

   

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AGRADECIMENTOS

Agradecemos ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e

Tecnológico (CNPq) pelo apoio financeiro ao meu projeto de doutorado.

Agradecemos a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível

Superior (CAPES) pelo apoio financeiro ao meu projeto de estágio de doutorado no

exterior (PEDEE).

Ao GLOMAR-MARUM por ter me concedido uma bolsa de estudo para que eu

pudesse desenvolver meus trabalhos dentro do Instituto de pesquisa da

Universidade de Bremen.

A professora Cátia Fernandes Barbosa pela orientação, amizade, atenção,

por ter me indicado, através de seus contatos, ao estágio no exterior fundamental

para a elaboração dessa tese.

A Meiber por ter, dentro das dificuldades encontradas, se dedicado muito em

seu trabalho e feito de tudo para que eu pudesse viajar e realizar meu estágio no

exterior.

A professora Dra. Ana Luiza Spadano Albuquerque pela amizade e por ter

emprestado seu notebook Macintosh com seu software AnalySeries 2.0.4. essencial

para as análises cronoestratigráficas do meu estudo.

Ao Dr. Cristiano M. Chiessi por ter me recebido no instituto de pesquisa

Marum/Universidade de Bremen durante meu estágio no exterior, por ter me ajudado

na adaptação ao centro de pesquisa e a cidade de Bremen. Agradeço também pela

ajuda na discussão dos resultados presentes nessa tese.

Ao Dr. Stefan Mulitza do Instituto de Pesquisa Marum/Universidade de

Bremen/Alemanha por ter me recebido no estágio sandwich em seu instituto, por ter

financiado as análises de Mg/Ca e as datações (AMS 14C), por ter fornecido os

   

Page 7: Tese Portilho_Ramos 2010

7

dados do testemunho GeoB 2107-3, por ter me fornecido o software GRAPHER 6,

pela orientação, pela simpatia e atenção e por ter conseguido um lugar para morar

em Bremen (melhor lugar de Bremen..

Ao Dr. Trond Dokkens por ter me concedido o estágio sandwich no instituto

de pesquisa Bjerknes Centre for Climate Research (BCCR) em Bergen na Noruega e

financiado através do projeto RETRO as análises de Mg/Ca e isótopos de Oxigênio.

Pela orientação e atenção nos meses em que estudei em seu instituto.

Ao meu amigo Vincent Scao por ter me ensinado o protocolo de limpeza de

Mg/Ca em foraminíferos, por ter me ensinado a trabalhar com o ICP-EOS, por ter me

ajudado na adaptação ao centro de pesquisa e cidade, pela discussão dos

resultados de Mg/Ca, pela amizade e atenção durante meu estágio e durante o

cruzeiro do projeto RETRO em Fortaleza 2009.

Aos estudantes e professores do Programa de Pós-Graduação em

Geoquímica Ambiental da UFF, pela amizade e companhia durante todo meu

trabalho.

Aos estudantes e amigos do instituto de pesquisa Marum/Universidade de

Bremen, por terem me recebido muito bem e me ajudado na adaptação ao centro de

pesquisa, a cultura e a cidade de Bremen durante os meses em que estive em

Bremen.

Aos Profs. Dr. Delia Oppo, Dr. William B. Curry, e Dr. Jerry F. McManus, do

Woods Hole Oceanographic Institution (EUA) pela coleta do testemunho JPC-17,

análise e permissão do uso dos dados isotópicos.

   

Page 8: Tese Portilho_Ramos 2010

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RESUMO

O Atlântico Sul desempenha um papel fundamental no controle do clima mundial, interligando os oceanos Indico e Pacífico, sendo principal fornecedor de calor para o Atlântico Norte. Com os crescentes debates sobre as variações climáticas e o aquecimento global, aumenta o interesse dos cientistas em entender as causas, a freqüência e intensidade dos processos envolvidos nas variações climáticas em diversas escalas espaço-temporal e na avaliação de tendências paleoclimáticas de longo prazo. O presente trabalho teve como objetivo reconstituir a paleotemperatura e paleossalinidade das águas oceânicas superficiais bem como reconhecer, no setor Sudoeste do Atlântico Sul, a ocorrência de eventos paleoclimáticos abruptos ocorridos durante os últimos 50ka. Para isso foram realizadas análises isotópicas (d18O), geoquímica orgânica (porcentagem de COT, N, razão C/N e d13CMO), razão Mg/Ca em Globigerinoides ruber para os cinco primeiros metros superficiais do testemunho JPC-17 (27o41.83’S, 46o29.64’W). Avaliou-se também o padrão de freqüência de taxons de foraminíferos planctônicos dos testemunhos JPC-17, JPC-95 (27o52,73’S, 46o55,25’W) e GeoB6206-3 (30°12,40’S, 46°33,30’W) também coletados na região. Os sedimentos do testemunho JPC-17 recuperaram os últimos 46.6ka, abrangendo a última glaciação e o Holoceno, na qual corresponderam aos estágios isotópicos 3 ao 1 (MIS-3, MIS-2 e MIS-1). A temperatura oscilou entre 200C (durante o intervalo glacial) e 24.30C (início do Holoceno) enquanto que os valores de 18OW (proxy para salinidade) flutuou entre 0.79‰ (durante o intervalo glacial) e 2.4‰ (início do Holoceno). Foi possível reconhecer dois intervalos de aumento relativo na temperatura (TSM) e salinidade (SSM) ao longo dos últimos 46.6ka no qual foram reconhecidas as assinaturas do último Máximo Glacial (UMG) e do Heirinch Event 1 (H1). O UMG foi em torno de 10C mais frio em relação ao Holoceno. Foi observada uma queda da temperatura e salinidade entre 14.8 – 11.9ka provavelmente relacionado aos eventos climáticos Bollin/Allerod (B/A) ocorrido na Groelândia e no Atlântico Norte e o ACR (Antartic Cold Reversal) ocorrido quase simultaneamente na Antártica durante a última deglaciação. Durante o Holoceno foi observado um pico de redução da temperatura e de aumento da salinidade relacionado ao evento frio de 8.2ka. Este trabalho revela que as variações na TSM e SSM coincidiram com variações climáticas ocorridas no Hemisfério Norte associadas a flutuações na formação da Água de fundo do Atlântico Norte (North Atlantic Deep Water - NADW) e na circulação meridional do Atlântico (Atlantic Meridional overturning circulation – AMOC). As águas da Corrente Sul Equatorial (South Equatorial Current- SEC) são transportadas pela Corrente Norte do Brasil (CNB) para o Atlântico Norte para compensar a formação da AFAN/Circulação Termohalina (CTH), enfraquecendo a Corrente do Brasil (CB) e o transporte de calor e salinidade para o Atlântico Sul. Variações no regime de chuvas na região possivelmente desempenham papel importante nas variações da salinidade das águas oceânicas na região, porem as mudanças na circulação oceânica parece ser a principal responsável pelas oscilações da TSM e SSM na região. A frequência dos taxons de foraminíferos planctônicos visivelmente responde mais as variações na TSM e SSM do que a produtividade. Foi evidenciado que a matéria orgânica produzida foi exclusivamente marinha (algas fitoplanctônicas), com uma leve mudança no tipo e a fonte dessa matéria orgânica durante o intervalo glacial e o Holoceno, não estando relacionada a mudanças na circulação oceânica. Palavras-chave: Isótopos estáveis, foraminíferos planctônicos, razão Mg/Ca, geoquímica orgânica, sudoeste do Atlântico Sul.

   

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ABSTRACT

The South Atlantic Ocean plays a crucial role in global climate control linking the Indian and the Pacific Oceans, acting as the main heat source to the North Atlantic Ocean. With increasing of debates about the climate changes and global warming increase the interesting of scientists to wonder the causes, the frequency and intensity of process behind the climate oscillations in a variety of space-temporal scales and long term paleoclimatic tend evaluation. This work had as its objective the recreation of oceanic water’s surface paleotemperature and paleosalinity as well as the recognition of records from abrupt climate changes that took place during the last 50ky in the Southwestern sector of the South Atlantic Ocean. Thus, in order to obtain such information, it was necessary to conduct analyses of oxygen isotopes (18O), organic geochemistry (percentage of TOC, Nitrogen, C/N ratio and 13C of organic matter, Mg/Ca ratio in Globigerinoides ruber to the upper five meters of the core JPC-17 (27o 41.83’ S, 46o29.64’W). Frequency pattern of planktonic foraminifera from cores JPC-17, JPC-95 (27o52,73’S, 46o55,25’W) and GeoB6206-3 (30°12,40’S, 46°33,30’W) also drilled in the area. Sediments from core JPC-17 recorded the last 46.6 ky, including the last glaciations and the Holocene, which corresponded to Marine Isotope Stages 3 to 1 (MIS-3, MIS-2 and MIS1). The temperature ranged from 200C (during glacial intervals) to 24.30C (Early Holocene), while 18OW values (proxy of salinity) ranged from 0.79‰ (during glacial intervals) to 2.4‰ (Early Holocene). It was possible to indentify two intervals of relative temperature (TSM) and salinity (SSM) increase during the last 46.6 ky, which were linked to the Last Glacial Maximum (LGM) and the Heinrich event 1 (H1). The LGM was around 10C colder than the Holocene. Moreover, a temperature and salinity reduction from 14.8 ky to 11.9 ky was observed, which is probably linked to the Bollin/Allerod (B/A) climate event and Antarctic Cold Reversal (ACR) that took place simultaneously during the last deglaciation of the Northern and Southern hemispheres respectively. During the Holocene, the evidence of a sharp temperature fall and a salinity increase linked to the 8.2 ky cold event was identified. This study shows that TSM and SSM changes in the Southwestern Subtropical Atlantic matched precisely with the Northern Hemisphere climate changes associated to the North Atlantic Deep Water (NADW) formation and the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) changes. Besides, South Equatorial Current Waters (SEC) are transported by the North Brazilian Current (NBC) to North Atlantic to compensate the NADW formation/Termohalina Circulation (THC), weakening the Brazilian Current (BC), its heat and its salinity transport to the South Atlantic. In addition, regional rainy variations play an important role in local ocean water salinity changes. However, ocean circulation changes seem to be the main driver linked to regional SST and SSS changes. The frequency of planktonic foraminifera is cLEArly more influenced by SST and SSS’s changes than in productivity. It was shown that organic matter was exclusively synthesized by marine fitoplanktonic organisms, with a small change in the type and source of these organic matter during glacial the interval and the Holocene, are not related to ocean circulation changes.

Keyword: Stable isotopes, planktonic foraminifera. Mg/Ca ratio, organic geochemistry, Southwestern Atlantic.

   

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Esquema de circulação termohalina global (Conveyor Belt).

Fonte:http://oceanservice.noaa.gov/education/yos/resource/JetStream/ocean/circulation.htm. Acessado em 27/04/2010 ..............

19

Figura 2. Curvas de 18O, D, CO2 e CH4 da Antártica (Byrd, Vostock e Dome C) e Groelândia (GRIP e GISP2). A - Concentração de CO2 na atmosfera EPICA Dome C (Monnin et al., 2001; Petit et al., 1999); B - 3 pts de média móvel 18Ogelo GRIP (Dansgaard et al., 1993; Grootes et al., 1993); C - 3 pts de média móvel de 18Ogelo de Byrd, Oeste da Antártica (Johnsen et al., 1972); D – temperatura da Antártica D (Jouzel et al., 2007); E - CH4 de GISP2 Groelândia (Brook et al., 2000); F - CH4 de Byrd Antártica (Blunier e Brook, 2001). A cronologia é apresentada em idade calendário antes de 1950. UMG – Último Máximo Glacial; YD - Younger Dryas; H(1-6) - eventos de Heinrich; B/A - Bolling/Allerod; ACR - Antartic Cold Reversal; 8.2ka – evento abrupt de 8.2ka. Números representam os eventos de Dansgaard-Oschger .....................................................................

27

Figura 3. (Topo) Registro de 18O do testemunho de gelo da Groelândia (GISP2), mostrando os 20 dos 25 eventos de dansgaard-Oeschger (D/O) durante o último intervalo glacial (Grootes et al., 1993). O gráfico de baixo mostra os registros de Ice rafted debris (IRD) durante os 6 eventos de Heinrich de um testemunho marinho do Atlântico Norte (Bond e Lotti, 1995) .......................................................................................................

28

Figura 4. Mapa de circulação superficial do Atlântico Sul, mostrando o grande giro anticiclônico Subtropical do Atlântico Sul com suas principais frentes e correntes. São observadas a Corrente Sul-Equatorial (South Equatorial Current) no sentido Leste-Oeste, a Corrente Norte do Brasil (North Brazil Current), a Corrente do Brasil (Brazil current) no sentido Norte-Sul, a Corrente das Malvinas (Falkland Current) no sentido Sul-Norte, a Frente subpolar da Antártica (Subantartic Front) e a Corrente Circumpolar da Antartica (Antartic Circumpolar Current). Mapa original de Peterson e Stramma, (1991) .......................................

45

Figura 5. Variabilidade sazonal da temperatura e clorofila-a das águas superficiais do Oeste do Atlântico Sul (26-30oS) medidos pelo sensor MODIS-Aqua durante o verão e inverno de 2002 a 2008. Pode-se perceber a maior penetração da pluma do rio da Prata para Norte durante o inverno austral. Modificado de Giannini e Garcia (2009) ................................................................................

46 Figura 6. Perfil Norte-Sul de salinidade do oceano Atlântico mostrando as

principais massas d’água que participam da circulação

   

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termohalina. Modificado de Reid (1994) apud Reid (1996) .......... 48 Figura 7. Mapa de localização dos testemunhos coletados no talude Sul

da margem continental brasileira. Em preto estão os testemunhos estudados nesse trabalho (JPC-17, JPC-95 e GeoB 6206-3); em vermelho os testemunhos que foram correlacionados. (Mapa modificado de Barbosa e Seoane, 2004) ............................................................................................

Figura 8. Descrição litológica do testemunho JPC-95 ................................ Figura 9. Descrição litológica do testemunho JPC-17.................................

52

53

54

Figura 10. Correlação gráfica dos eventos isotópicos característicos do testemunho JPC-17 com: (A) o stack LR04 de Lisiecki e Raymo (2005) e (B) com testemunho GeoB 2107-3. Os resultados mostram que o testemunho JPC-17 recuperou os últimos 150ka (MIS-1 ao MIS-6) e que os 3,5m superiores representam aproximadamente os últimos 50ka (MIS-1 ao MIS-3) .......................................................................................

63

Figura 11. Correlação de 14C em função da profundidade para os sedimentos dos testemunhos JPC-17 e GeoB2107-3 derivado da interpolação linear das idades calibradas de 14C AMS, plotadas em função da profundidade ....................

64

Figura 12. Correlação entre os dados bioestratigráficos (freqüência dos plexos menardiforme e Pulleniatina) e isotópicos do testemunho JPC-17 plotados em função da idade calibrada (kA cal. BP). Foram reconhecidas as biozonas Y e Z de Ericson e Wolling (1968) que representam a última glaciação do Pleistoceno e o Holoceno respectivamente, e as subzonas Y2 e Y1 de Vicalvi (1999). O terceiro bio-horizonte Pulleniatina obliquiloculata (YP.3) que representa o limite das subzonas Y2/Y1 foi identificado a ~ 30ka cal. BP ...........

65

Figura 13. Frequência dos táxons de foraminíferos planctônicos no testemunho JPC-17, incluindo o número total de foraminíferos planctônicos por cm3 de sedimento, plotados em função da idade. A linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos ...................................................................

67

Figura 14. Frequência dos táxons de foraminíferos planctônicos no testemunho JPC-95, incluindo o número total de foraminíferos planctônicos por grama de sedimento, plotados em função da profundidade (cm). A linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos ...................................

70

Figura 15. Frequência dos táxons de foraminíferos planctônicos no testemunho GeoB 6206-3, incluindo o número total de foraminíferos planctônicos por ml de sedimento em função

          

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da profundidade (cm). A linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos ...................................................................

72

Figura 16. Correlação bioestratigráfica entre os testemunhos JPC-17, JPC-95 e GeoB-6206-3, mostrando as biozonas Z e Y de Ericson e Wollin (1968), na qual caracterizam respectivamente o Holoceno e Pleistoceno. O gráfico também mostra as subzonas Y1, Y2 e Y3 de Vicalvi (1999). Não foi possível subdividir a biozona Z nas subzonas de Vicalvi (1999) ..........................................................................

73

Figura 17. Dados de geoquímica orgânica do testemunho JPC-17 durante os últimos 60ka. A linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos ........................................................

75

Figura 18. Distribuição das razões Mg/Ca, Fe/Ca, Mn/Ca e Sr/Ca medidos nas carapaças de G. ruber (branco) do testemunho JPC-17 em função da idade ....................................................

77

Figura 19. Estimativa de temperatura das águas superficiais do mar (Mg/Ca-SST) registrados no testemunho JPC-17 durante os últimos ~46ka ..........................................................................

79

Figura 20. Curva de 18O da água (18OW), proxy de salinidade das águas superficiais do mar durante os últimos 46ka. O volume de gelo continental foi corrigido usando a curva de variação do nível do mar de Siddall et al. (2003) multiplicada pela constante 1‰ /130 m de Schrag et al. (2002) ........................

80

Figura 21. Correlação entre a frequência de táxons de foraminíferos planctônico e dados de temperatura (SST) e salinidade (18OW) em função do tempo. A faixa azul e laranja representam respectivamente o glacial e o Holoceno (biozona Y e Z de Ericson e Wollin, 1968). A tarja cinza representa a subzona Y2 de Vicalvi (1999). As faixas azuis escuro na Y2 evidenciam a queda da SST e SSM, enquanto que o tom de laranja claro na biozona Z evidencia a queda na SST e relativo aumento da SSM ........................................

83

Figura 22. Correlação entre a frequência de táxons de foraminíferos planctônicos e dados de geoquímica orgânica em função do tempo. Estão representadas as biozonas Y e Z de Ericson e Wollin (1968) e as subzonas Y1 e Y2 de Vicalvi (1999). A tarja cinza mostra a positiva relação de G. inflata, G. truncatulinoides sp., N. dutertrei e o número de foraminíferos planctônicos/cm3 com a produtividade ...................................

85

Figura 23. Correlação entre a temperatura (oC), salinidade (18OW; ‰VSMOW), dados de geoquímica orgânica e

foraminíferos planctônicos do testemunho JPC-17 com a curva de insolação de Dezembro a 300S de Berger e Loutre

   

Page 13: Tese Portilho_Ramos 2010

13

(1991). A linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos .......................................................................................

96

Figura 24. Correlação entre a TSM e SSM entre os testemunhos JPC-17 (27o 41.83’ S e 46o 29.64’ W, lâmina d’água de 1.627 m) e GeoB 2107-3 (27o10,6’S, 46o27,1’W, lâmina d’água de 1084 m). As faixas escuras mostram o Último Máximo Glacial (UMG) e os eventos climáticos abruptos de escalas milenares ocorridos no Atlântico Norte e Groelândia durante a última deglaciação tais como: Heinrich Events (H1), Bølling- Alleröd (B/A) / Younger Dryas (YD) e o 8.2ka cold event (8.2ka) .........

102

Figura 25. Correlação entre: A- 18O do GRIP (Groelândia; Blunier et al., 1998); B- SST do Atlântico Norte (SU 81-18; 37046’N, 10011’W – Waelbroeck et al., 1998); C- SST e D- 18OW do Oeste do Atlântico Equatorial (GeoB 3129-3911; Weldeab et al., 2006); E- temperatura (D) de Vostock (Antártica; Jouzel et al., 2007), F- 18OW e G- SST do JPC-17 e GeoB 2107-3. As tarjas em cinza representam o último Máximo Glacial (UMG) e os eventos climáticos abruptos ocorridos durante a última deglaciação. H1- Heinrich Event; B/A Bølling- Alleröd; YD- Younger Dryas; ACR- “Antartic Cold Reversal”. A seta preta indica o MWP1a (Melt Water Pulse 1a), o primeiro pulso de água doce do derretimento da Laurentide Ice sheet no Atlântico Norte após o UMG .....................................................

109

Figura 26. Correlação entre a razão Mg/Ca, 18OW (VSMOW), 18O de G. ruber do JPC-17 (VPDB), 18O de G. ruber do GeoB 2107-3 (VPDB) e porcentagem do plexo menardiforme (taxon de foraminífero planctônicos indicador de águas quentes e termoclina profunda). A tarja cinza evidencia o possivel evento de 8.2ka ........................................................................

114

   

Page 14: Tese Portilho_Ramos 2010

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Equações de paleotemperatura de carbonatos precipitados inorganicamente e biogenicamente (Foraminífero planctônico, ex. Globigerinoides ruber). (SK74) = Shakleton (1974); (EL83) = Erez e Luz (1983); (KO97) = Kim e O’Neil (1997); (ML02) = Mulitza et al. (2002); (ML03) = Mulitza et al. (2003) .....................

42

Tabela 2. Dados, tipos de análises e referências dos testemunhos estudados no setor Oeste do Atlântico Sul ..................................

51

Tabela 3. Idades absolutas por 14C AMS medidas em amostras monoespecíficas de Globigerinoides sacculifer para o testemunho GeoB 2107-3 (Heil, 2006). As idades foram calibradas para idade calendário (AP) usando a curva de calibração de Fairbanks et al. (2005) ...........................................

61

   

Page 15: Tese Portilho_Ramos 2010

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

B/A Bølling- Alleröd AC Águas Costeiras ACAS Água Central do Atlântico Sul ACC Antartic Circumpolar Current ACR Antartic Cold Reversal AIS Antartic Ice-Sheet AMOC Atlantic Meridional Overturn Circulation AMR Análogo Moderno Revisado BMC Brazil-Malvinas Confluence BP Before Present CB Corrente do Brasil CC Correntes Costeiras CCA Corrente Circumpolar da Antártica CM Correbte das Malvinas CNB Corrente Norte do Brasil CTH Termohanine Circulation GNAIW Glacial North Atlantic Intermediary Water H1 Heinrich Events 1 IRD Ice Refted Debris ITCZ Intertropical Convergence Zone LCDW Low Circumpolar Deep Water LGM Last Glacial Maximum LIA MIS

Little Ice Age Marine Isotope Stages

MWP1 Melt water pulse 1 NADW North Atlantic Deep Water NBS National Bureau of Standards PDB Pee Dee Belemnite PRP Pluma do rio da Prata RNA Redes Neurais Artificiais SACW South Atlantic Central Water SEC South Equatorial Current– TAM Técnica do Análogo Moderno UMG Último Maximo Glacial VPDB Vienna Pee Dee Belemnite WSDW Weddell Sea Deep Water YD Younger Dryas

   

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ......................................................................................... 18

2 OBJETIVOS ............................................................................................ 23

3 BASE TEÓRICA ......................................................................................

3.1. EVENTOS PALEOCLIMÁTICOS DURANTE OS ÚLTIMOS 50ka ......

24

24

3.1.1 O Último Máximo Glacial (UMG) ..................................................... 24

3.1.2 Eventos Abruptos de escalas milenares: Eventos de Heinrich (H), Dansgaard-Oeschger (D/O), e o Younger Dryas ....................

25

3.1.3 O Bølling- Alleröd (B/A) ……………………………………………….. 29

3.1.4 O Younger Dryas (YD) ..................................................................... 30

3.1.5 O Holoceno ....................................................................................... 31

3.2 PROXIES PALEOCLIMÁTICOS/PALEOCEANOGRÁFICOS .............. 32

3.2.1 Foraminíferos planctônicos ............................................................ 32

3.2.2 Bioestratigrafia ................................................................................. 33

3.3 PROXIES DE PALEOTEMPERATURA: PRINCIPAIS DIFERENÇAS . 35

3.3.1 Função de transferência ................................................................. 36

3.3.2 Índice de Insaturação de Alquenona (Uk37) ................................. 37

3.3.3 Razão Mg/Ca como proxy de paleotemperatura ........................... 38

3.3.3.1 Tipos de Calibração e Curvas de Calibração ................................. 39

3.3.3.2 Protocolos de limpeza de Mg/Ca em carbonatos ........................... 40

3.3.3.3 Equações de paleotemperatura em carbonatos ............................. 41

4. ÁREA DE ESTUDO ................................................................................ 43

4.1 CIRCULAÇÃO SUPERFICIAL ..................................................... 43

4.2. CIRCULAÇÃO PROFUNDA ................................................................ 47

5 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................. 50

5.1 DESCRIÇÃO LITOLÓGICA DOS TESTEMUNHOS .............................

5.2 ANÁLISES DA ASSEMBLÉIA DE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS ................................................................................

52

55

5.3 ISÓTOPOS ESTÁVEIS DE OXIGÊNIO ................................................ 56

5.4 ANÁLISES DE GEOQUÍMICA ORGÂNICA .......................................... 57

5.5 ANÁLISES DE Mg/Ca E ESTIMATIVA DE PALEOTEMPERATURA DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS ..............................................................

58

5.6 ESTIMATIVAS DA COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DE OXIGÊNIO DA ÁGUA SUPERFICIAL (18OW) .............................................................

59

5.7 CRONOLOGIA ...................................................................................... 60

   

Page 17: Tese Portilho_Ramos 2010

17

6 RESULTADOS ........................................................................................ 62

6.1 CRONOLOGIA ...................................................................................... 62

6.2 FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS/BIOESTRATIGRAFIA ............... 64

6.2.1 Testemunho JPC-17 ........................................................................ 66

6.2.2 Testemunho JPC-95 ........................................................................ 68

6.2.3 Testemunho GEOB 6206-3 .............................................................. 69

6.3 ISÓTOPOS ESTÁVEIS DE OXIGÊNIO ................................................ 74

6.4 GEOQUÍMICA ORGÂNICA .................................................................. 74

6.5 RAZÃO Mg/Ca E TEMPERATURA SUPERFICIAL .............................. 76

6.6 ESTIMATIVA DE PALEOSSALINIDADE .............................................. 79

7 DISCUSSÕES ......................................................................................... 81

7.1 FREQUÊNCIA DA FAUNA DE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS E SUA RELAÇÃO COM A TEMPERATURA, SALINIDADE E PRODUTIVIDADE ...............................................................................

7.1.1 Plexo menardiforme ........................................................................

7.1.2 Plexo Pulleniatina ............................................................................

7.1.3 Globorotalia inflata ..........................................................................

7.1.4 Globorotalia truncatulinoides sp. ...................................................

7.1.5 Neogloboquadrina Dutertrei ...........................................................

7.1.6 Número de foraminíferos ................................................................

81

82

86

88

89

90

92

7.2 RECONSTITUIÇÃO PALEOAMBIENTAL DO TESTEMUNHO JPC-17 93

8 CONCLUSÕES ........................................................................................ 115

9 REFERÊNCIAS ....................................................................................... 117

   

Page 18: Tese Portilho_Ramos 2010

18

1 INTRODUÇÃO

Os sistemas de circulação oceânica e de circulação atmosférica são

importantes na manutenção do equilíbrio térmico do planeta, sendo os principais

responsáveis pelo controle do clima mundial. Qualquer alteração no padrão de

circulação, tanto atmosférica quanto oceânica, pode desequilibrar a distribuição de

energia no planeta, promovendo mudanças climáticas (GHIL et al., 1987). Ao longo

de sua história mais recente (os últimos 2 milhões de anos), o planeta passou por

frequentes variações climáticas, alternando entre intervalos glaciais e interglaciais, o

que gerou grandes transformações na dinâmica de circulação oceano-atmosfera, na

biodiversidade e nos processos biogeoquímicos. Essas flutuações climáticas

ocorreram de forma cíclica e estão fortemente relacionadas a fatores orbitais ligados

aos ciclos de Milankovitch (excentricidade; obliqüidade e precessão que ocorrem

com frequência de ~100ka; ~40ka e ~21/19ka respectivamente).

Oscilações climáticas do Neógeno Superior também são relacionadas a

flutuações na produção da Água de Fundo do Atlântico Norte - AFAN (North Atlantic

Deep Water- NADW), associadas a mudanças no padrão de circulação termohalina -

CTH (Termohaline Circulation - THC) dos oceanos (MASLIN, 1995; BACON, 1998;

BURNS e MASLIN, 1999). A circulação termohalina é um sistema de circulação

oceânica impulsionada pela diferença de densidade (temperatura e salinidade) das

águas. De uma forma geral, correntes superficiais quentes fluem em direção aos

pólos onde perdem calor, ganham densidade, afundam e retornam em direção ao

Equador em profundidades intermediárias ou próxima ao fundo. Em determinadas

 

 

Page 19: Tese Portilho_Ramos 2010

19

regiões do globo, essas massas d’água profundas perdem densidade e aflora na

superfície dos oceanos, fluindo novamente para os polos fechando o circuito

denominado Conveyor belt (Figura 1).

Dados geoquímicos indicam que a circulação oceânica durante o último

intervalo glacial foi consideravelmente diferente da atual sugerindo que a AFAN

tenha se tornado mais lenta ou cessado durante o último máximo glacial (BURNS e

MASLIN, 1999). De acordo com MASLIN (1995), a expansão de gelo sobre o

Hemisfério Norte e a expansão do mar de gelo durante o ultimo período glacial teria

deslocado a região de formação da AFAN (atualmente próxima ao mar da

Groelândia, Islândia e Noruega) provocando sua redução ou interrupção. Segundo

Curry e Oppo (2005), a AFAN teria se tornado mais rasa sendo substituída pela

Glacial North Atlantic Intermediary Water (GNAIW) que teria se expandido pelo

Atlântico Sul durante esse episódio climático.

________________________________________________________________

A circulação termohalina é altamente sensível às variações na concentração

de sal e temperatura do Atlântico Norte (BIANCHI e MCCAVE, 1999; SCHMIDT et

al., 2006). Injeções de água doce no Atlântico Norte durante o último ciclo glacial,

Figura 1: Esquema de circulação termohalina global (Conveyor Belt). Fonte:http://oceanservice.noaa.gov/education/yos/resource/JetStream/ocean/circulation.htm. Acessado em 27/04/2010.

Page 20: Tese Portilho_Ramos 2010

20

proveniente do derretimento do gelo continental (Laurentide Ice sheet), teriam

perturbado o transporte de águas quentes e salinas da região tropical para as altas

latitudes do Atlântico Norte via Corrente do Golfo (Gulf Stream) causando um

colapso da produção da AFAN. Flutuações na formação da AFAN em escalas

milenares estão relacionados aos eventos abruptos e de alta frequência no clima do

Atlântico Norte e da Groelândia durante os últimos 60 ka, tais como Heinrich (H),

Dansgaard-Oeschger (D/O) e o Younger Dryas (YD), incluindo o “Cold-Event de 8.2

ka”, o mais forte e proeminente evento dos últimos 11ka (BLUNIER et al., 1998;

MASLIN et al., 2001; ELLIOT et al., 2002; RAHMSTORF, 2002; SCHMIDT et al.,

2006; CARLSON et al., 2008). Esses eventos apresentam repercusão global

estando relacionados a flutuações na posição média da Zona de Convergência

Intertropical (Intertropical Convergence Zone - ITCZ), causando aumento da

precipitação no Sudeste e Nordeste brasileiro quando deslocada para Sul (ARZ et

al., 1998; ARZ et al., 1999A; BEHLING et al., 2000; CRUZ et al., 2005a; CRUZ et al.,

2006; WANG et al., 2007), além de mudanças nos sistemas de monções da América

do Sul e Ásia (CHENG et al., 2009); flutuações na Circulação Meridional do

Atlântico (Atlantic Meridional Overturn Circulation – AMOC) (McMANUS et al., 2004;

WELDEAB et al., 2006); aumento da produtividade devido ao fortalecimento da

ressurgência no Pacífico Equatorial (KIENAST et al., 2006) e flutuações na

temperatura na Antártica (KANFOUSH et al., 2000; BIANCHI e GERSONDE, 2004).

Essas evidências paleoclimáticas são consistentes com modelos climáticos de

circulação oceânica e atmosférica (ZHANG e DELWORTH, 2005; LeGRANDE et al.,

2006; SWINGEDOUW et al., 2006; BROCCOLI et al., 2006; WEBER e DRIJHOUT,

2007). Redução e/ou interrupção do transporte de calor e sal do Atlântico Sul para o

Atlântico Norte (AMOC) relacionado à redução/interrupção da CTH gera um

resfriamento do Atlântico Norte e um acúmulo de calor e sal no Oeste do Atlântico

tropical e subtropical durante o UMG, o H1 e o YD (McMANUS et al., 2004;

WELDEAB et al., 2006; CARLSON et al., 2008). O aumento da salinidade no Oeste

do Atlântico tropical (Caribe) e no Leste do Pacífico também está relacionado ao

deslocamento da ITCZ para sul, aumentando a taxa de evaporação na região

(SCHMIDT et al., 2006; LEDUC et al., 2007).

Dentro desse contexto climático e oceanográfico, o Atlântico Sul exerce papel

fundamental, pois, além de interligar os oceanos Índico e Pacífico e ser local de

origem de importantes massas d`água de fundo (p.ex., Água Intermediária da

Page 21: Tese Portilho_Ramos 2010

21

Antártica AIA e Água de Fundo da Antártica - AFA), que participam da circulação

termohalina, ele é o principal fornecedor de calor para a porção setentrional do

Atlântico (GORDON, 1996; REID, 1996; DIEKMANN et al., 1999; CURRY e OPPO,

2005). É interessante entender o comportamento do Atlântico Sul durante as

oscilações climáticas ocorridas em diferentes escalas de tempo, pois permite a

construção de modelos oceanográficos e climáticos robustos para avaliar vários

cenários das mudanças climáticas futuras, e incertezas associadas.

Em estudos com abordagens paleoceanográficas e paleoclimáticas a partir de

sedimentos oceânicos, é reconhecida a alta sensibilidade dos foraminíferos

planctônicos às variações ambientais (temperatura, salinidade, produtividade, entre

outros) da água do mar, com decorrente flutuação na diversidade e abundância

relativa dos vários táxons (ERICSON e WOLLING, 1968; PRELL E DAMUTH (1978);

KUKLA et al., 1997; WAELBROECK et al., 1998; BACKSTROM et al., 2001). Além

disso, variações paleoceanográficas e paleoclimáticas podem ser identificadas

através de dados geoquímicos extraídos das carapaças de foraminíferos. Dessa

forma, dados como isótopos estáveis de Oxigênio (18O), de Carbono (13C), de Lítio

(7Li) e de Cálcio (44Ca), além das razões Mg/Ca, Cd/Ca, Sr/Ca e Li/Ca entre

outras, vêm sendo utilizados na reconstituição da paleocirculação,

paleotemperaturas, paleossalinidade, paleoprodutividade, entre outros (OPPO e

HOROWITZ, 2000; GUSSONE et al., 2004; MARRIOTT et al., 2004; CURRY e

OPPO, 2005).

A temperatura superficial do mar (TSM) é um dos mais importantes dados

paleoceanográficos utilizados em modelos oceanográficos e climáticos de

reconstituições e previsões climáticas. O 18O é o mais conhecido e difundido proxy

de paleotemperatura aplicado em estudos paleooceanográficos, mas seu emprego

requer cautela, uma vez que outros fatores ambientais como a salinidade, pH e a

concentração do isótopo no oceano (variação do volume de gelo), também

controlam e/ou influenciam na incorporação desse isótopo em carbonatos

(SCHMIDT e MULITZA, 2002; LeGRANDE e SCHMIDT, 2006), o que pode gerar

interpretações equivocadas sobre a TSM. É difícil isolar o efeito da temperatura,

salinidade e/ou volume de gelo nos registros de 18O, sem o auxílio de outros

proxies. Nas últimas décadas, vêm sendo desenvolvidos métodos alternativos para

determinar a paleotemperatura, entre eles estão o uso das funções de transferência,

Page 22: Tese Portilho_Ramos 2010

22

insaturação de alquenonas (UK37), de isótopos de Cálcio (44Ca) e da razão Mg/Ca

em carbonatos (PRAHL et al., 1988; MULLER et al., 1998; BARD et al., 1997;

HERBERT e SCHUFFERT, 2000; GUSSONE et al., 2003; ANAND et al., 2003;

ROSELL-MELÉ et al., 2004; MARRIOTT et al., 2004; McCONNELL e THUNELL,

2005; KISAKÜREK et al., 2008; REGENBERG et al., 2009). A razão Mg/Ca tem

distintas vantagens sobre outros proxies de paleotemperatura, pois o sinal é

registrado nas carapaças simultaneamente (mesmo tempo e espaço) com os sinais

de 18O. A correlação entre esses dois proxies (Mg/Ca e 18O) tem se mostrado

muito eficaz, resultando em estimativas confiáveis e precisas da TSM (ELDERFIELD

e GANSSEN, 2000; GUSSONE et al., 2004). Através da correlação entre registros

de Mg/Ca e 18O em carapaças de foraminíferos planctônicos, é possível isolar o

fator temperatura/salinidade desses registros e determinar a paleotemperatura,

paleossalinidade, incluindo mudanças na paleocirculação superficial e balanço

evaporação/precipitação da região durante certo intervalo de tempo (GUSSONE et

al., 2004; SCHMIDT et al., 2004b; BARKER et al., 2005; CARLSON et al., 2008;

CHIESSI et al., 2008).

Com os crescentes debates sobre as variações climáticas e o aquecimento

global, aumenta o interesse dos cientistas em entender as causas, a freqüência e a

intensidade dos processos envolvidos nas variações climáticas em diversas escalas

espaço-temporal e na avaliação de tendências paleoclimáticas de longo prazo.

Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é reconhecer, no setor Sudoeste do

Atlântico Sul, a ocorrência de eventos paleoclimáticos abruptos ocorridos durante os

últimos 50 ka, registrados através das mudanças na temperatura e salinidade das

águas superficiais dessa região. Pretende-se também compreender a dinâmica da

paleocirculação superficial e balanço de precipitação/evaporação local ao longo

deste período.

Page 23: Tese Portilho_Ramos 2010

23

2 OBJETIVOS

Como objetivos específicos tem-se:

1- Estimar a paleotemperatura das águas superficiais do setor Sudoeste do

Atlântico Sul durante os últimos 50ka através da analise de razão Mg/Ca

medidos em carapaças de foraminíferos planctônicos (Globigerinoides ruber)

do testemunho JPC-17.

2- Correlacionar os resultados de Mg/Ca e isótopos estáveis de Oxigênio (18O)

medidos em carapaças de G. ruber, com o objetivo de estimar a composição

isotópica das águas superficiais da região (18OW) durante os últimos 50ka

fazendo inferências sobre variações na paleossalinidade.

3- Correlacionar os registros paleoclimáticos e as variações na temperatura e

salinidade observados no testemunho JPC-17 com outros testemunhos

coletados na região.

4- Analisar o padrão de freqüência dos táxons de foraminíferos planctônicos ao

longo dos testemunhos JPC-17, JPC-95 e GeoB 6206-3.

5- Avaliar a influencia da temperatura, salinidade e produtividade na freqüência

e abundancia de foraminíferos planctônicos do testemunho JPC-17 e

correlacionar esse

Page 24: Tese Portilho_Ramos 2010

24

3 BASE TEÓRICA

3.1. EVENTOS PALEOCLIMÁTICOS DURANTE OS ÚLTIMOS 50ka

3.1.1 O Último Máximo Glacial (UMG)

O último máximo glacial foi um evento climático ocorrido na última glaciação

(18-23ka) caracterizado pela máxima expansão do gelo sobre a Europa e a América

do Norte. A expansão da cobertura de gelo provocou o rebaixamento do nível do

mar, um aumento na razão isotópica de 18O nos oceanos devido ao maior acúmulo

de 16O nessas calotas de gelo, além de aumentar a quantidade de energia solar

refletida para o espaço (aumento do Albedo), favorecendo ainda mais o resfriamento

do clima (KENNETT, 1982; BRADLEY, 1985; SIDDAL et al., 2003).

Durante o UMG a temperatura superficial do Atlântico Equatorial sofreu uma

redução de 2-3oC em relação ao Holoceno (LEARet al., 2000; ROSSEL-MELÉ et al.,

2004; BARKER et al., 2005; WELDEAB et al., 2006), enquanto que a redução da

temperatura entorno da Antártica foi de 3-4oC (BRATHAUER e ABELMANN, 1999).

A concentração de CO2 e CH4 na atmosfera também foi baixa em relação ao

Holoceno, com valores entre 190 ppmv e 350-400 ppbv respectivamente (MONNIN

et al., 2001; PETIT et al., 1999; BROOK et al., 2000; BLUNIER e BROOK, 2001;

figura 2A, E e F).

Embora questionada recentemente por Lynch-Stieglitz et al. (2007), grande

maioria dos trabalhos sugerem um senário de redução/interrupção da APAN,

Page 25: Tese Portilho_Ramos 2010

25

principal propulsora da circulação termohalina, durante o UMG (WEBB et al., 1997;

BURNS e MASLIN, 1999; LYNCH-STIEGLITZ et al., 1999; ELLIOT et al., 2002;

RAHMSTORF, 2002, entre outros). O UMG está associado também a redução da

circulação meridional do Atlântico (McMANUS et al., 2004; SCHMIDT et al., 2004b;

WELDEAB et al., 2006), deslocamento da Zona de Convergência intertropical para o

Sul (ARZ et al., 1998; BEHLING et al., 2000; ZHANG e DELWORTH, 2005;

BROCCOLI et al., 2006) e a intensificação dos ventos alísios de sudeste (SHI et al.,

2001) e deslocamento dos westerlies para Norte (STUUT e LAMY, 2004; KAISER et

al., 2005; TOGGWEILER et al., 2006; TOGGWEILER e RUSSELL, 2008).

Os registros climáticos revelam aumento da umidade no Norte do Chile e

Sudoeste da Africa (STUUT e LAMY, 2004), aumento da ressurgência no Oeste da

África (SHI et al., 2001), expansão do mar de gelo da Antártica (GERSONDE, 2005)

e avanço de 30 em latitude das frentes polares e subpolares em direção ao Equador

(BRATHAUER e ABLMANN, 1999). No Brasil o UMG é marcado por um clima

predominantemente (LEDRU et al., 1998a; BEHLING, 2002; BEHLING et al., 2002;

SIFEDDINE et al., 2003; BEHLING et al., 2005). Estudando registros paleoclimáticos

de seis lagos no Norte e centro Sul do Brasil, Ledru et al. (1998a) observaram um

hiato sedimentar durante o UMG e sugeriu um clima seco como responsável por

essa descontinuidade sedimentar. De acordo com Behling et al. (2002) a

precipitação média anual do Sudeste brasileiro deve ter sido menor que 1400mm,

enquanto que a temperatura foi 5-7oC menor em relação ao Holoceno, o que

possibilitou o estabelecimento de vegetação de campo na região. Por outro lado,

LEDRU et al. (2005) sugerem um clima úmido para a região de Colônia, Sudeste

brasileiro durante o UMG.

3.1.2 Eventos abruptos de escalas milenares: eventos de Heinrich (H),

Dansgaard-Oeschger (D/O), e o Younger Dryas (YD)

O último período glacial (referido aqui com intervalo de tempo entre ~84 –

11ka) foi marcado por grandes instabilidades climáticas ocorridas em escalas

milenares. Eventos climáticos abruptos tais como o evento de Heinrich (H),

Dansgaard-Oeschger (D/O), Bølling- Alleröd (B/A) e o Younger Dryas foram

Page 26: Tese Portilho_Ramos 2010

26

registrados em testemunhos de gelo da Groelândia e em sedimentos do Atlântico

Norte (Figura 2 e 3).

Os eventos conhecidos como Heirinch são intensos e quase periódicos pulsos

de icebergs provenientes da calota de gelo continental Laurentide Ice Sheet

ocorridos entre 10-80ka (MASLIN, 1995; BROECKER et al., 1992; DANSGAARD et

al., 1993; ELLIOT et al., 2002; RAHMSTORF, 2002; LAMBECK et al., 2002; entre

outros). Eles são caracterizados por camadas de detritos (Ice Refted Debris - IRD)

que se estendem por uma grande área do Atlântico Norte proveniente do

derretimento desses icebergs (BOND et al., 1993; BOND et al., 1997; MASLIN,

1995; MASLIN et al., 2001; BARD et al., 2000; LAMBECK et al., 2002) (Figura 3).

Os Heirinch ocorrem com uma freqüência em torno de 7 a 12 Ka (MASLIN et

al., 2001; ELLIOT et al., 2002) e estão associados a diminuição de gás metano na

atmosfera (BLUNIER et al., 1998; BROOK et al., 2000; BLUNIER e BROOK, 2001;

figura 2 E e F), ao resfriamento do Atlântico Norte, deslocamento da ITCZ para Sul,

redução da circulação termohalina e redução da circulação meridional do Atlântico

(AMOC) (ARZ et al., 1998; WEALBROECK et al., 1998; BARD et al., 2000;

BEHLING et al., 2000; McMANUS et al., 2004; PIOTROWSKI et al., 2004; SCHMIDT

et al., 2004b; ZHANG e DELWORTH, 2005; BROCCOLI et al., 2006; WELDEAB et

al., 2006; CARLSONet al., 2008).

Os efeitos dos eventos de Heinrich apresentam expressão global, sendo

evidenciados por aumento da temperatura e salinidade no Oeste do Atlântico tropical

e subtropical (SCHMIDT et al., 2004b; SCHMIDT et al., 2006; TOLEDO et al., 2007;

CARLSON et al., 2008; PIVEL, 2010; MANGINI et al., 2010), intensificação das

chuvas no Nordeste brasileiro (ARZ et al., 1998; BEHLING et al., 2000), redução do

transporte de umidade entre o Atlântico e o Pacífico Equatorial (LEDUC et al., 2007),

aquecimento e recuo do mar de gelo de inverno na Antártica (BIANCHI e

GERSONDE, 2004; JOUZEL et al., 2007), aumento da aridez na península IBÉrica,

com desertificação no Sul e substituição da vegetação arbórea por plantas

herbáceas no Norte (SEPULCHRE et al., 2007).

Já os eventos ou ciclos de Dansgaard-Oeschger (D/O) são episódios

climáticos de alta freqüência ocorridos em intervalos de 1-3ka durante a última

glaciação (DANSGAARD et al., 1993; MASLIN et al., 2001; ELLIOT et al., 2002).

Page 27: Tese Portilho_Ramos 2010

27

___________________________________________________________________

Figura 2: Curvas de 18O, D, CO2 e CH4 da Antártica (Byrd, Vostock e Dome C) e Groelândia (GRIP e GISP2). A - Concentração de CO2 na atmosfera EPICA Dome C (Monnin et al., 2001; Petit et al., 1999); B - 3 pts de média móvel 18Ogelo GRIP (Dansgaard et al., 1993; Grootes et al., 1993); C - 3 pts de média móvel de 18Ogelo de Byrd, Oeste da Antártica (Johnsen et al., 1972); D – temperatura da Antártica D (Jouzel et al., 2007); E - CH4 de GISP2 Groelândia (Brook et al., 2000); F - CH4 de Byrd Antártica (Blunier e Brook, 2001). A cronologia é apresentada em idade calendário antes de 1950. UMG – Último Máximo Glacial; YD - Younger Dryas; H(1-6) - eventos de Heinrich; B/A - Bolling/Allerod; ACR - Antartic Cold Reversal; 8.2ka – evento abrupt de 8.2ka. Números representam os eventos de Dansgaard-Oschger.

1

234 56

78

9

1011

12

13

141516

17

18

19 2021

AC

R

Antártica

Antártica

Antártica

Antártica

Groelândia

A

B

C

D

E

F

Holoceno

YD

8.2

ka

H1 H2 H3 H4 H5 H6

B/A

UM

G

0 20 40 60 80

Idade (ka AP)

300

400

500

600

700

800

CH

4(p

pbv)

300

400

500

600

700

800

CH

4(p

pbv)

180

200

220

240

260

280

300

CO

2(p

pm

v)

-42

-40

-38

-36

-34

-32

18O

(%)

-48

-44

-40

-36

-32

18O

(%)

-460

-440

-420

-400

-380

-360

D(%

)

Groelândia

Page 28: Tese Portilho_Ramos 2010

28

Os eventos de Dansgaard-Oeschger (D/O) consistem em 25 intervalos de

aquecimento abrupto (próximo as condições interglaciais) identificados em

testemunhos de gelo da Groelândia (DANSGAARD et al., 1993; GROOTES et al.,

1993; figura 2B e 3), também caracterizado por fluxos de água doce em forma de

icebergs no Atlântico Norte (ELLIOT et al., 2002). Evidencias de redução da

formação da APAN durante esses eventos ainda é ambíguo, mas é possível que

tenha sido reduzida ou se tornado mais rasa (ELLIOT et al., 2002). Durante os

eventos D/O são observados aumento na concentração de gás metano na atmosfera

conforme observado em testemunhos de gelo da Groelência e Antártica (Figura 2E

e F).

__________________________________________________________________

Os eventos O/D também tem repercussão global sendo registrado no Atlântico

Norte (SCHMIDT et al., 2006) e na Antártica (BLUNIER et al., 1998). As variações de

temperatura na Groelândia inferidas por medidas de 18O são caracterizadas por

Figura 3: (Topo) Registro de 18O do testemunho de gelo da Groelândia (GISP2), mostrando os 20 dos 25 eventos de dansgaard-Oeschger (D/O) durante o último intervalo glacial (Grootes et al., 1993). O gráfico de baixo mostra os registros de Ice rafted debris (IRD) durante os 6 eventos de Heinrich de um testemunho marinho do Atlântico Norte (Bond e Lotti, 1995)

Page 29: Tese Portilho_Ramos 2010

29

rápido aquecimento e gradual resfriamento, enquanto os registros da Antártica

mostram um gradual aquecimento e resfriamento que ocorre em antifase com os

registros da Groelândia (BLUNIER et al., 1998). De acordo com Kanfoush et al.

(2000), os eventos D/O de número 8, 12, 14 e possivelmente o 16 e 17 estão

relacionados a episódios de deposição de IRD (AS2 – SA6) no Atlântico Sul

ocorridos em escala milenar durante a última glaciação.

As causas para os eventos de Heinrich e Dansgaard-Oeschger permanecem

em debate, porem a hipótese mais aceita envolve o aumento do fluxo de icebergs no

Atlântico Norte provocados pela desestabilização da Laurentide Ice Sheet. Essa

desestabilização pode ter sido provocada pela expansão da calota de gelo que

alcançou seu ponto crítico de instabilidade e/ou pelas flutuações do nível do mar

durante a última glaciação. O aumento de água doce no Atlântico Norte teria

enfraquecido a circulação termohalina.

Durante o último intervalo glacial, as calotas de gelo se expandiram sobre o

Hemisfério Norte e em certos intervalos de tempo elas liberaram grandes

quantidades de água doce em forma de icebergs no Atlântico Norte. Esse aporte de

água doce teria reduzido a salinidade a um ponto crítico de impedir que as águas

superficiais afundassem nas altas latitudes para formar a Água de Fundo do

Atlântico Norte (APAN). O enfraquecimento da formação da APAN (circulação

termohalina) causou a interrupção da troca de calor entre o Atlântico Sul e Norte,

levando a um resfriamento no Sul e aquecimento do Norte (ELLIOT et al., 2002;

McMANUS et al., 2004; ZHANG e DELWORTH, 2005; LeGRANDE et al., 2006;

SWINGEDOUW et al., 2006; WEBER e DRIJHOUT, 2007).

3.1.3 O Bølling- Alleröd (B/A)

Entre o evento Heirinch 1 e o Younger Dryas (discutido em seguida) ocorreu

um evento de aquecimento ocorrido por volta de 14-15ka conhecido como Bølling-

Alleröd (B/A) (Figura 2). Esse evento é caracterizado por condições climáticas

próximas as condições atuais, com concentrações de CH4 próximas as encontradas

no Holoceno (~700ppbv) (BROOK et al., 2000; BLUNIER e BROOK, 2001; figura 2D

e E), revigoração da circulação termohalina e meridional do Atlântico (McMANUS et

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30

al., 2004; PIOTROWSKI et al., 2004) e conseqüente redução da salinidade do Oeste

do Atlântico tropical e subtropical relacionados ao estabelecimento do transporte de

sal e calor para as altas latitudes do Atlântico Norte (SCHMIDT et al., 2004b;

WELDEAB et al., 2006; CARLSON et al., 2008).

O Bølling- Alleröd ocorre quase simultaneamente com o evento de resfriamento

da Antártica conhecido como Antártic Cold Reversal (ACR). O ACR é caracterizado

por queda da temperatura da Antártica (JOHNSEN et al., 2007; Figura 2B e C),

avanço do mar de gelo de inverno (BIANCHI e GERSONDE, 2005) e a deposição de

IRD (SA0) no Atlântico Sul possivelmente provenientes de icebergs que se

desprenderam da Antártica (KANFOUSH et al., 2000).

As causas para o aquecimento durante o A/B ainda não são claras, porem fluxo

de águas quentes e salinas do oceano Índico no Atlântico Sul e a revigoração do

transporte de sal para as altas latitudes do Atlântico Norte vem sendo apontado

como uma possível causa (KNORR e LOHMANN, 2003; CHIESSI et al., 2008).

3.1.4 O Younger Dryas (YD)

O Younger Dryas (YD) foi um evento paleoclimático abrupto ocorrido entre

12.9-11.5ka AP, caracterizado por um rápido retorno do clima as condições glaciais,

interrompendo a tendência de aquecimento durante a última deglaciação

(Terminação 1). Durante o YD a concentração de CO2 na atmosfera esteve em volta

de 240 ppmv (Monnin et al., 2001 – figura 2A), enquanto os níveis de CH4 foram

reduzidos (BROOK et al., 2000; BLUNIER e BROOK, 2001; figura 2D e E), houve

um relativo aumento da temperatura na Antártica (JOUZEL et al., 2007 – Figura 2D)

e retração do mar de gelo (BIANCHI e GERSONDE, 2004).

Assim como os eventos de Heirinch e o UMG, o Younger Dryas está

relacionado ao resfriamento do Atlântico Norte (WEALBROECK et al., 1998), ao

deslocamento da ITCZ para Sul (ZHANG e DELWORTH, 2005; BROCCOLI et al.,

2006), a reduções da CTH e da AMOC (McMANUS et al., 2004; SCHMIDT et al.,

2004b; WELDEAB et al., 2006; CARLSON et al., 2008), embora a redução da AMOC

tenha sido mais fraca em relação a redução durante o H1 (McMANUS et al., 2004).

Page 31: Tese Portilho_Ramos 2010

31

As causas do Younger Dryas permanecem incertas, porem, entre as hipóteses

em debate estão a redução da circulação termohalina, diminuição da radiação solar

(RENSSEN et al., 2000) e impacto de corpos celestes (CARLSON, 2010).

3.1.5 O Holoceno

O Holoceno é um intervalo de tempo que se iniciou a ~11ka e se estende até o

recente. Ele é caracterizado pelo aumento da concentração de CO2 e CH4 na

atmosfera, apresentando valores de ~280ppmv e ~600ppbv respectivamente (Figura

2A, E e F), revigoração da CTH e da AMOC, aumento relativo do nível do mar

(SIDDAL et al., 2003), avanço do mar de gelo de inverno na Antártica (BIANCHI e

GERSONDE, 2004). No Brasil o clima foi quente e seco durante o início do Holoceno

passando a quente e úmido do meio para o presente, com galerias de florestas

substituindo a vegetação de campos no Sul do Brasil (LEDRU et al., 1998b; TURQ

et al., 2002; BEHLING, 2002; BEHLING et al., 2005). A transição de clima árido para

úmido estaria relacionada a maior penetração de massas de ar úmidas provenientes

da Amazônia sobre o Brasil, provocadas por aumento da insolação no Hemisfério

Sul (TURQ et al., 2002).

O Holoceno é um período de clima relativamente quente e estável em

comparação a última glaciação, embora alguns intervalos de variabilidade climática

seja registrados, com destaque para o evento climático de 8.2ka, a pequena era do

gelo (Little Ice Age – LIA) ocorrido por volta de 1900-1400 AP e o Medeval Warm

Period - MWP) ocorrido por volta de 1300-900 AP. O LIA é caracterizado por

condições climáticas áridas no Hemisfério Norte e úmidas no Sul, como

conseqüência de um rápido deslocamento da ITCZ para Sul (NEWTON et al., 2006).

O evento de 8.2Ka é o mais forte e proeminente evento de clima frio/seco

registrado durante os últimos 11Ka (BARBER et al., 1999; ALLEY et al., 1997;

MASLIN et al., 2001). Esse evento é caracterizado por reduções na concentração de

CO2 na atmosfera (INDERMUHLE et al., 1999; WAGNER et al., 2002), por

resfriamento e reavanço do mar de gelo do setor Atlântico da Antártica (Bianchi e

Gersonde, 2005). Apesar de controverso, o evento de 8.2ka apresenta extensão

global, sendo reconhecido em lagos da América do Norte (HU et al., 1999; LUTZ et

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32

al, 2007), na Europa (GRAFENSTEIN et al., 1999; McDERMOTT et al., 1999;

BALDINI et al., 2002), no Atlântico Sul (LJUNG et al., 2007) e Asia (CHENG et al.,

2009), entre outros. No Brasil, o evento de 8.2ka é associado à intensificação das

monções de verão da América do Sul (CHENG et al., 2009).

As causas para o evento climático de 8.2ka permanecem em debate, mas de

acordo com Baber et al. (1999), um catastrófico colapso do gelo remanescente da

Laurentide ice sheet lançou um volume de 2 x 1014 m3 de água doce através do

estreito de Hudson dentro do mar de Labrador (Atlântico Norte) teria desestabilizado

a circulação termohalina, iniciando o 8.2 Cold Event.

3.2. PROXIES PALEOCLIMÁTICOS/PALEOCEANOGRÁFICOS

3.2.1. Foraminíferos planctônicos

Os foraminíferos são organismos unicelulares, eucariontes (reino Protista),

aquáticos, que vivem majoritariamente em ambientes mixohalinos a marinhos

normais, tanto no substrato (bentônicos) quanto na coluna d’água (planctônicos). Os

foraminíferos planctônicos têm grande variabilidade morfológica, alta taxa de

evolução e ampla distribuição geográfica, além de serem altamente sensíveis às

variações ambientais, principalmente temperatura e salinidade dos oceanos, por

esta razão são ferramentas importantes em estudos paleoclimáticos,

paleoceanográficos e bioestratigráficos (PRELL E DAMUTH (1978); ERICSON e

WOLLIN, 1968; BAOHUA et al., 1997; VICALVI, 1997; KEMLE-VAN e

OBERHANSLI, 1999; VICALVI, 1999; PORTILHO-RAMOS et al., 2006)

Devido a sua sensibilidade, estudos da fauna atual de foraminíferos

planctônicos possibilitam estabelecer a relação entre a hidrologia de determinada

região, fatores físico-químicos (temperatura, salinidade, nutrientes, oxigênio e luz) e

parâmetros como a presença e a abundância de cada táxon e até mesmo o tamanho

dos espécimens. Essas informações são a chave para interpretar as condições

paleoceanográficas e paleoclimáticas de uma determinada região, uma vez que as

variações qualitativas e quantitativas de foraminíferos acumulados nos sedimentos

refletem as mudanças no padrão de circulação oceânica e no clima de uma região

ao longo do tempo geológico. Alguns cuidados, no entanto, devem ser tomados

Page 33: Tese Portilho_Ramos 2010

33

quando se aplicam informações observadas em um oceano para interpretar

condições paleoceanográficas e/ou paleoclimáticas em outras áreas (BOLTOVSKOY

et al., 1996).

Muitos estudos paleoceanográficos e paleoclimáticos, baseados em

foraminíferos planctônicos, levam em consideração grau de dissolução das

carapaças (THOMPSON e SAITO, 1974), a proporção de espécies características

de águas frias e quentes registradas em testemunhos (Rodrigues e Carvalho, 1980;

VICALVI, 1977), espécies indicadoras de variações ambientais tais como Orbulina

universa (BÉ e Duplessy, 1976) e as representantes dos plexos menardiforme e

Pulleniatina (ERICSON e WOLLIN, 1968; BÉ et al., 1976; PRELL E DAMUTH

(1978); BAOHUA et al.,1997; VICALVI, 1997 e 1999; PORTILHO-RAMOS et al.,

2006). Já em regiões de altas latitudes, onde a diversidade desses organismos é

reduzida (BÉ, 1966), informaçõespaleoambientais são obtidas principalmente

através do padrão de freqüência entreas diferentes formas de Neogloboquadrina

pachyderma (enrolamento sinistrógero edestrógero), conforme observado por

KUKLA et al. (1997) e BACKSTROM et al. (2001).

3.2.2 Bioestratigrafia

A construção e/ou reconhecimento de um esquema bioestratigráfico

(biozoneamento) possibilita a identificação de uma seqüência lógica dos eventos

naturais ocorridos em uma dada região, no passado geológico. A bioestratigrafia foi

utilizada no presente trabalho, como ferramenta de correlação de eventos

paleoceanográficos e paleoclimáticos interpretados através de dados

micropaleontológicos (foraminíferos planctônicos) e geoquímicos (isótopos estáveis

de oxigênio - 18), o que auxiliará no desenvolvimento de uma moldura cronológica

para todos os testemunhos estudados.

Diferentemente do conceito bioestratigráfico tradicional, a bioestratigrafia para

o intervalo Pleistoceno-Holoceno baseada em foraminíferos planctônicos considera

flutuações regionais de táxons altamente sensíveis às variações ambientais,

principalmente na temperatura e salinidade das águas superficiais. Logo, os

biozoneamentos propostos especificamente para esse intervalo refletem

Page 34: Tese Portilho_Ramos 2010

34

intimamente as oscilações climáticas durante o Neógeno final (ERICSON e WOLLIN,

1968; VICALVI, 1999; PORTILHO-RAMOS, 2006).

Devido ao fato de que a grande maioria das espécies de foraminíferos

planctônicos que vivem hoje nos oceanos surgiu antes ou no início do Pleistoceno,

quase não há surgimento ou extinção de espécies durante o intervalo Pleistoceno-

Holoceno, com exceção de Globigerina calida calida e Globorotalia hirsuta que

surgiram durante o Pleistoceno e Globorotalia fimbriata espécie exclusiva do

Holoceno (BOLLI e SAUNDERS, 1985). Nesse contexto Ericson e Wollin (1968)

propuseram um biozoneamento baseado em foraminíferos planctônicos que se

tornou referência no estudo da bioestratigrafia do Quaternário. Esses autores

dividiram o intervalo Pleistoceno-Holoceno em dez biozonas correspondentes aos

períodos glaciais e interglaciais, levando em consideração a presença/ausência do

plexo menardiforme, principal grupo de espécies indicadoras de águas quentes

(tropicais). Dessa forma, os intervalos de ocorrência desse plexo são considerados

interglaciais, enquanto sua ausência caracteriza intervalos glaciais. Assim, as

biozonas Q (glacial), R (interglacial), S (glacial), T (interglacial), U (glacial), V

(interglacial), W (glacial), X (interglacial) e Y (glacial) representam o Pleistoceno,

enquanto a biozona Z (pós-glacial) corresponde ao Holoceno.

Vicalvi (1997) realizou um trabalho pioneiro no Brasil, refinando o

biozoneamento original de Ericson e Wollin (1968) para o Neógeno superior,

dividindo as biozonas Z, Y e X em subzonas. Nesse trabalho, a biozona Z

(Holoceno), foi dividida em Z1 e Z2 e a zona X (pleistocênica), em X1 a X11. Esse

resultado foi alcançado considerando não somente a presença/ausência do plexo

menardiforme, mas também suas variações percentuais dentro de um mesmo

episódio climático. Em 1999, Vicalvi subdividiu a Biozona Y (pleistocênica) em Y1 a

Y5, baseando-se na freqüência do plexo Pulleniatina, um gênero cujo registro é

marcado por desaparecimentos e reaparecimentos regionais ao longo do

Quaternário no Atlântico Sul (BÉ et al., 1976; PRELL E DAMUTH (1978); VICALVI,

1999). Ao todo, Vicalvi (1999) identificou três níveis de desaparecimento local do

plexo Pulleniatina. O primeiro nível de desaparecimento desse plexo, denominado

YP.1 (primeiro bio-horizonte Pulleniatina obliquiloculata), ocorreu no final do último

episódio interglacial e corresponde ao limite entre as zonas X e Y de Ericson e

Wollin (1968), com idade absoluta estimada em 84.000 anos A.P. O segundo bio-

horizonte Pulleniatina obliquiloculata, denominado YP.2, marca o limite entre as

Page 35: Tese Portilho_Ramos 2010

35

subzonas Y4/Y3 de Vicalvi (1999), com idade absoluta variando de 67.700 e 74.400

anos A.P. O terceiro bio-horizonte Pulleniatina obliquiloculata (YP.3), tem idade

absoluta variando entre 42.000 e 45.000 anos A.P. e marca o limite entre as

subzonas Y2/Y1 do mesmo autor. De acordo com Vicalvi (1999), além do

refinamento possível por meio dos plexos Pulleniatina e menardiforme, existem

outros eventos bioestratigráficos de natureza não-evolutiva ou de uso restrito

regional utilizado para a subdivisão do Pleistoceno, dentre eles o desaparecimento

de Globorotalia flexuosa, cujo desaparecimento em sedimentos do oceano Atlântico

Tropical-subtropical foi observado por Ericson e Wollin (1968) e marca o limite entre

o último interglacial e o último glacial do Pleistoceno (limite entre as biozonas X e Y),

um evento datado em 84 ka (PRELL, 1974 apud VICALVI, 1999).

As biozonas X, Y e Z discutidas acima foram indentificadas em um testemunho

coletado no talude continental Sul brasileiro por PORTILHO-RAMOS et al. (2006).

Esses autores identificaram as subzonas X1 a X6 (último interglacial, MIS-5), as

subzonas Y1 a Y5 (último glacial), não sendo possivel a subdivisão da biozona Z

(Holoceno) em Z1 e Z2 devido a baixa resolução do testemunho para esse intervalo

de tempo.

3.3 PROXIES DE PALEOTEMPERATURA: PRINCIPAIS DIFERENÇAS

A temperatura superficial do mar (TSM) é um dos mais importantes dados

paleoceanográficos utilizados em modelos oceanográficos e climáticos de

reconstituições e previsões climáticas, sendo o 18O o mais conhecido e difundido

proxy de paleotemperatura. A aplicação de 18O em estudos paleooceanográficos

requer cautela, uma vez que fatores ambientais como a salinidade, pH e a

concentração do isótopo no oceano (variação do volume de gelo), também

controlam e/ou influenciam na incorporação desse isótopo em carbonatos (Schmidt e

MULITZA, 2002; LeGRANDE e SCHMIDT, 2006). Dessa forma há uma estrema

necessidade de desenvolver proxies alternativos para estimar a paleotemperatua

dos oceanos. Entre os mais usados, além do 18O, estão às funções de

transferências (Técnica do Análogo Moderno – TAM; Método do Análogo Moderno

com Índice de Similaridade - SIMMAX; o Análogo Moderno Revisado – AMR; e as

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36

redes Neurais Artificiais - RNA), compostos orgânicos como o indice de insaturação

de alquenona (Uk37) e as razões Mg/Ca e Sr/Ca em carbonatos.

3.3.1 Função de transferência

De uma forma geral, as funções de transferências são baseadas na relação

entre a composição da assembléia de foraminíferos planctônicos encontrados em

uma amostra e as condições ambientais medidas em uma determinada região. As

funções de transferências mais conhecidas e aplicadas em estudos de

paleotemperatura são a Técnica do Análogo Moderno (TAM), o Método do Análogo

Moderno com Índice de Similaridade (SIMMAX), o Análogo Moderno Revisado

(AMR) e as Redes Neurais Artificiais (RNA).

A TAM compara as assembléias de foraminíferos planctônicos de condições

ambientais desconhecidas, com assembléias de amostras de sedimentos

superficiais de localização e condições ambientais conhecidas, enquanto a SIMMAX

Considera a distância geográfica das amostras fósseis. Já a RAM seleciona os

análogos modernos mais rigorosamente, sendo potencialmente mais sensível à

pequenas variações da TSM. A RNA é um ramo da inteligência artificial, que assume

a existência de uma relação entre a distribuição das faunas modernas e as

propriedades físicas ambientais. Cada uma dessas técnicas ou métodos possui suas

peculiaridades, problemas e vantagens, por exemplo, Waelbroeck et al. (1998)

demostraram que a TAM é incapaz de estimar com confiabilidade temperaturas de

inverno, sendo a técnica AMR mais precisa em estimar a paleotemperatura de uma

determinada região em comparação a TAM.

Para estimar a paleotemperatura, todos os métodos apresentados acima se

baseiam no pressuposto de que a composição da fauna de foraminíferos

planctônicos encontrada no sedimento é controlada principalmente pela temperatura

e que essa tolerância ecológica não tenha variado ao longo do tempo. Esse fato

revela uma das fraquesas do uso das funções de transferências para estimar a

paleotemperatura, uma vez que outros fatores ambientais como luz, nutrientes,

salinidade e profundidade também controlam ativamente a distribuição das espécies

de foraminíferos planctônicos.

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37

Na literatura científica é possível perceber a complexidade de definir uma

preferência de uma determinada espécie a uma específica condição ambiental e/ou

a um único fator físicoquímico (BÉ, 1966; Emiliani, 1971; BÉ et al., 1976; RAVELO et

al., 1990; RAVELO e FAIRBANKS, 1992; BOLTOVSKOY et al., 1996; CHEN et al.,

1998; CONAN e BRUMMER, 2000; MARTINEZ et al., 2007; MACHAIN-CASTILHO,

2008). Por exemplo, a presença de Neogloboquadrina dutertrei no Pacífico (Costa

do México) está relacionada a águas tropicais quentes e pouco produtivas

(MACHAIN-CASTILHO, 2008), enquanto que no Caribe (MARTINEZ et al., 2007) e

no oceano Índico (CHEN et al., 1998; CONAN e BRUMMER, 2000) esta espécie

está relacionada a áreas de ressurgência, ou seja, baixa temperatura e alta

produtividade. De uma forma geral, a reconstituição da paleotemperatura baseadas

nas funções de transferências é realizada através da comparação estatística com

uma base de dados global. Conforme visto acima, o uso de um banco de dados

global poder levar a interpretações equivocadas de paleotemperatura para um

determinada região.

Outro fator a ser levado em consideração é que as funções de transferência

se baseiam na composição da fauna de foraminífero planctônico encontrado no

sedimento e esta é composta por espécies adaptadas a diferentes profundidades e

condições na coluna d’água (EMILIANI, 1971; RAVELO et al., 1990; RAVELO e

FAIRBANKS, 1992; CHIESSI et al., 2007). Dessa forma a reconstituição da

paleotemperatura por esse método revela mudanças na temperatura da coluna

d’água e não a temperatura superficial dos oceanos conforme pode ser acessada

por outros proxies, como o índice de alquenonas (NÜRNBERG et al., 2000), 18O e

Mg/Ca de Globigerinoides ruber.

3.3.2 Índice de Insaturação de Alquenona (Uk37)

As alquenonas são moléculas orgânicas formadas por longas cadeias di, tri e

tetra insaturadas produzidas por algas haptofitas, incluindo coccoliforídeos (Emiliania

huxleyi) (GONI et al., 2004) usadas em diversos estudos paleoceanográficos como

um proxy de paleotemperatura. O padrão de insaturação das alquenonas varia em

resposta a variações na temperatura, com o aumento da temperatura diminuindo o

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38

número de insaturações, ou seja, o número médio de alquenonas tri- e tetra-

insaturadas em relação às di-insaturadas (MADUREIRA, 1997). Baseado na relação

entre o tipo de molécula produzida e a temperatura foi criado o índice de insaturação

de alquenona (Uk37) (BRASSELL et al., 1986). Graças à relação linear do índice Uk

37

com a temperatura a qual esses compostos são produzidos é possível estimar a

temperatura das águas suérficiais de uma determinada região ao longo do tempo

(BARD et al., 1997; ROSELL-MELÉ et al., 2004). A calibração do índice Uk37 com a

temperatura superficial dos oceanos pode ser feito através de culturas de laboratório

(PRAHL et al., 1988) e sedimento marinho superficial (MULLER et al., 1998).

Porém o uso de alquenona (UK37) requer cuidado uma vez que esses

compostos são facilmente transportados de uma região (produção) para outra

(deposição), mascarando o verdadeiro efeito da TSM na região de deposição. Além

do transporte horizontal, diversos outros fatores podem afetar a reconstituição de

paleotemperatura através do índice Uk37 como a sazonalidade da produção

(alquenonas geralmente são produzidas durante a primavera), mudanças na

composição das espécies produtoras de alquenonas na zona fótica, degradação na

coluna d’água, diagenese pósdeposiciona (MADUREIRA, 1997; HERBERT e

SCHUFFERT, 2000; GONI et al., 2004).

3.3.3 Razão Mg/Ca como proxy de paleotemperatura

Durante a formação das carapaças dos foraminíferos (precipitação de

CaCO3), muitas vezes o Ca2+ é substituído por outros metais traços (ex. Sr, Fe, Mn,

Li, B, Ba), entre eles o Magnésio (Mg2+), o segundo cátion mais abundante nos

oceanos. O tempo de residência de Ca e Mg no oceano é reltivamente longo (106 e

107 anos respectivamente), ou seja, a razão Mg/Ca da água do mar é considerada

constante durante períodos glaciais/interglaciais. Outro ponto positivo do uso da

razão Mg/Ca como proxy de paleotemperatura é que a razão não é influenciada por

flutuações do nível do mar. A incorporação desses metais nas carapaças é

dependente de fatores físico-químicos e biológicos, tais como temperatura,

salinidade, pH, concentração de íon carbonato entre outros. De acordo com Russel

et al. (2004) a influencia do pH, da concentração de íon carbonato e da salinidade é

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39

menor em comparação a temperatura. Por outro lado, a influência da salinidade na

razão Mg/Ca em foraminíferos tem sido observado recentemente (FERGUSON et al.

2008; KISAKÜREK et al., 2008; HOOGAKKER et al., 2009). De acorco com

KISAKÜREK et al. (2008) a influência da salinidade na razão Mg/Ca em G. ruber

pode chegar a 5 ±3% por psu. Já FERGUSON et al. (2008) observaram uma

sensibilidade de 15 a 59% por unidade de salinidade. De acordo esses autores, o

uso da razão Mg/Ca como proxy de paleotemperatura requer cuidado em oceanos

com salinidade maior que 36psu como o Mediterrâneo.

Outro problema discutido na literatura é o efeito da dissolução dos carbonatos

(DEKKENS et al., 2002; ROSENTHAL et al., 2002). A dissolução de carbonatos

ocorre na coluna d’água e nos espaços intersticiais do sedimento muitas vezes

provocado por variações na concentração do íon carbonato. A dissolução leva a

perda preferencial de Mg em relação ao Ca, influenciando diretamente a razão

Mg/Ca nas carapaças de foraminíferos (ROSENTHAL et al., 2000; ROSENTHAL et

al., 2002). Em outras palavras, a dissolução das carapaças leva a diminuição da

razão Mg/Ca subestimando as estimativas de paleotemperatura. Dekkens et al.

(2002) observaram que a razão Mg/Ca das carapaças de G. ruber, G. sacculifer e N.

dutertrei do Atlântico e Pacífico decrescem com o aumento da profundidade

(aumento da dissolução) e aplicaram um fator de correção para dissoução para

equações de paleotemperatura desenvolvidas individualmente para cada espécie.

Apesar do efeito da dissolução e da salinidade na razão Mg/Ca, a grande

maioria dos estudos apontam a temperatura como o principal fator, com a razão

Mg/Ca crescendo com o aumento da temperatura (LEA et al., 2000; ELDERFIELDe

GANSSEN, 2000; DEKENS et al., 2002; ROSENTHAL e LOHMANN, 2002; ANAND

et al., 2003; McCNNELL e THUNELL, 2005; CLÉROUX et al., 2008; HOOGAKKER

et al., 2009).

3.3.3.1 Tipos de calibração e curvas de calibração

Diversas equações de paleotemperatura a partir da razão Mg/Ca em

foraminíferos planctônicos estão disponíveis na literatura (NUERNBERG et al., 1996;

ROSENTHAL et al., 1997; LEA et al., 1999; ELDERFIELD e GANSSEN, 2000; LEA

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40

et al., 2000; ROSENTHAL et al., 2000; ROSENTHAL e LOHMAN, 2002; DEKENS et

al., 2002; LEAR et al., 2002; ANAND et al., 2003; McCONNELLl e THUNELL, 2005;

KISAKÜREK et al., 2008; Regenberg et al., 2009). Essas equações foram

desenvolvidas para diferentes espécies, em diferentes oceanos e com diferentes

metodologias de amostragem e protocolo de limpeza (oxidativo e redutivo). Em

relação a amostragens, a relação entre a temperatura do oceano e a razão Mg/Ca

em foraminíferos planctônicos pode ser estimada através de cultura de laboratório,

topo de testemunho (amostras superficiais de sedimento) e armadilha de sedimento,

cada um com suas vantagens e desvantagens em relação às outras.

A cultura de laboratório tem a vantagem de que variáveis como temperatura,

salinidade, concentração de íon [CO32-] e pH podem ser controlados durante o

experimento. Por outro lado, experimentos de laboratório não reproduzem fielmente

as condições ambientais. A calibração com topos de testemunhos tem a grande

vantagem de refletir o material que se preserva no registro geológico na qual é

utilizado em estudos paleoceanográficos. Em compensação, possui o problema da

dissolução, a dificuldade de estabelecer a relação com a temperatura e a cronologia

das amostras. O problema da dissolução pode ser resolvido aplicando uma correção

de dissolução/profundidade/peso na equação (ROSENTHAL e LOHMAN, 2002;

DEKENS et al., 2002). A temperatura pode ser inferida através da temperatura de

calcificação de carbonatos (18Oc) (ELDERFIELD e GANSSEN, 2000; ANAND et al.,

2003; CLÉROUX et al., 2008), enquanto que a cronologia pode ser estimada por

AMS 14C. A calibração por armadilha de plâncton ou sedimento tem a vantagem de

que os parâmetros abióticos podem ser medidos durante a coleta, na qual pode ser

feita sazonalmente. Em contra partida, as medições são feitas em amostras que não

passaram por processos deposicionais, desde a coluna d’água até se preservar no

registro geológico.

3.3.3.2 Protocolos de limpeza de Mg/Ca em carbonatos

A metodologia para estimar a paleotemperatura através da razão Mg/Ca em

carapaças de foraminíferos consiste em dois processos: A limpeza das carapaças e

a medição por Espectrometria de Massa Indutiva acoplada de Plasma (ICP-MS). A

limpeza das carapaças de foraminíferos é a etapa mais importante dessa análise e

Page 41: Tese Portilho_Ramos 2010

41

consiste em três etapas ou processos para eliminar a influencia/presença de

contaminantes como as argilas e matéria orgânica aderidas nas carapaças, além da

incrustação de Óxidos de Fe e Mn.

Os métodos de preparação de Mg/Ca em foraminíferos variam entre

laboratórios e não há um consenso ou método padronizado, o que conduz a

discrepâncias entre os laboratórios. ROSENTHAL et al. (2004) fez um estudo

comparativo entre as metodologias aplicadas por diversos laboratórios dos EUA e

Europa a fim de avaliar a exatidão, precisão e a reprodutibilidade relativas de suas

metodologias. De acordo os autores, os dois protocolos mais eficientes de limpeza

de carapaças de foraminíferos são os “Mg cleaning” e o “Cd cleaning”. O “Mg

cleaning” é uma versão resumida de (BOYLE e KEIGWIN, 1985, apud ROSENTHAL

et al., 2004), na qual consiste em múltiplas lavagens com água destilada deionizada

(ddH2O) e metanol em ultra-som, seguido de oxidação a quente (600C) com uma

mistura de 30% de solução de H2O2/0.1M NaOH e uma simples lavagem com ácido

com 250µL de 0,001N de HNO3 em ultra-som por 30 segundos. Já o “Cd cleaning” é

uma versão completa de (BOYLE e KEIGWIN, 1985, apud ROSENTHAL et al.,

2004), diferindo do protocolo anterior pela aplicação da etapa redutora que requer

um ataque com ácido forte (solução de hidrazina anidro - NH4OH). O emprego da

etapa redutora para a eliminação de Óxidos de Fe-Mn é optativa, uma vez que o

ácido dissolve a carapaça e leva a perda de Mg, gerando interpretações

equivocadas sobre a paleotemperatura. A aplicação dessa etapa é bastante

controversa, pois depende da proveniência do material e do laboratório no qual

serão realizadas as análises, gerando grandes discussões no meio científico.

Geralmente são realizadas análises das razões Fe/Ca e Mn/Ca para avaliar a

eficiencia do processo de limpeza identificando possíveis contaminações por

argilominerais, matéria orgânica e crescimento secundário de Fe-Mn nas carapaças.

3.3.3.3 Equações de paleotemperatura em carbonatos

Diversas equações de paleotemperatura provenientes da relação entre a

temperatura e a composição isotópica de carbonatos (18OC) precipitados

Page 42: Tese Portilho_Ramos 2010

42

inorganicamente e biogenicamente (ex. foraminíferos) encontram-se disponíveis na

literatura (SHAKLETON, 1974; EREZ e LUZ, 1983; KIM e O'NEIL, 1997; MULITZA et

al., 2002; MULITZA et al., 2003). Todas as equações citadas podem ser observadas

na tabela 1. Destas, a de Shakleton (1974), realizada em carbonatos inorgânicos, é

a mais conhecida e aplicada em estudos paleoceanográficos. De acordo com

Schmidt e mulitza (2002) a equação de Kim e O’ Neil (1997), também calibrada em

carbonato inorgânico, é a mais apropriada quando medidas em Globigerinoides

ruber. Mulitza et al. (2003) desenvolveram equações para Globigerinoides ruber,

Globigerinoides sacculifer, Globigernia bulloides e Neogloboquadrina pachyderma

coletados por armadilhas de plâncton e bombas de água no Oeste do Atlântico Sul e

observaram que as equações derivadas dessas espécies (vivas) estavam de acordo

com as derivadas por carbonatos inorgânicos (ex. SHAKLETON 1974). Erez e Luz

(1983) não desenvolveram um controle adequado de pH em seus experimentos,

provavelmente o CO2 atmosférico tenha alterado o pH da água causando

interferências no resultado final do experimento.

Autores Equação Material

SK74 T= 16,9 – 4,38(18OC – 18OW) + 0,10 (18OC – 18OW)2 Cultura de laboratório

EL83 T= 17,0 – 4,52(18OC – 18OW) + 0,03 (18OC – 18OW)2 Cultura de laboratório

KO97 T= 16,1 – 4,64(18OC – 18OW) + 0,09 (18OC – 18OW)2 Cultura de laboratório

ML02 T= 14,3 – 4,34(18OC – 18OW) + 0,05 (18OC – 18OW)2 G.ruber

ML03 T= -4,44(18OC – 18OW) + 14,20 G.ruber

ML03 T= -4,35(18OC – 18OW) + 14,91 G.sacculifer

ML03 T= -4,70(18OC – 18OW) + 14,62 G.bulloides

ML03 T= -3,55(18OC – 18OW) + 12,69 N. pachyderma

Tabela 1: Equações de paleotemperatura de carbonatos precipitados

inorganicamente e biogenicamente (Foraminífero planctônico, ex. Globigerinoides

ruber). (SK74) = Shakleton (1974); (EL83) = Erez e Luz (1983); (KO97) = Kim e

O’Neil (1997); (ML02) = Mulitza et al. (2002); (ML03) = Mulitza et al. (2003).

Page 43: Tese Portilho_Ramos 2010

43

4 ÁREA DE ESTUDO 4.1 CIRCULAÇÃO SUPERFICIAL

A circulação oceânica superficial da margem continental sul brasileira, onde

se insere a região estudada nesse trabalho, está sobre influência da corrente do

Brasil (CB), caracterizada por águas quentes e salinas constituída basicamente por

águas tropicais (temperatura >20°C, salinidade >36 ‰; SILVEIRA et al., 2000). A CB

origina-se através da bifurcação da Corrente Equatorial Sul (South Equatorial

Current - SEC) que flui em sentido Oeste e, próximo ao paralelo 10o-11o S se divide

nas correntes Norte do Brasil (CNB), que flui em sentido Norte e na Corrente do

Brasil, que flui em sentido Sul (STRAMMA, 1991; SCHOTT et al., 2005) (Figura 4).

A CB é relativamente fraca, recebendo cerca de 4 Sv (1Sv = 106 m3 *S-1) enquanto

que a CNB recebe cerca de 12 Sv da SEC (STRAMMA et al., 1990). Isso se deve ao

fato da CNB estar ligada a Circulação Termohalina (Termohaline Circulation - THC)

a qual fortalece a CNB e enfraquece a CB (STRAMMA et al., 1990; PETERSON e

SATRAMMA, 1991; JOHNS et al., 1998). De acordo com Johns et al. (1998), cerca

de 15 Sv do total transportado pela CNB está associado a formação da AFAN e a

circulação termohalina. A intensidade das duas correntes varia sazonalmente em

função dos ventos alísios e da posição da Zona de Convergência Intertropical

(Intertropical Convergence Zone – ITCZ), com aumento da intensidade

(fortalecimento da BC) durante a primavera e verão austral (CHANG et al., 1997;

JOHNS et al., 1998). O volume de transporte da CB não altera significativamente

Page 44: Tese Portilho_Ramos 2010

44

entre 10-200S (STRAMMA et al., 1990; PETERSON e SATRAMMA, 1991), mas a

partir do paralelo 200S, ela recebe contribuição da Água Central do Atlântico Sul

(SACW = South Atlantic Central Water; temperatura entre 6o a 20o e salinidade entre

34.6 a 36 ‰; SILVEIRA, op. cit.) e se torna mais profunda, apresentando uma

espessura de 750m ao sul de 280S (SILVEIRA et al., 2000). Ao Sul, a corrente do

Brasil encontra a Corrente das Malvinas (CM), uma corrente fria, e rica em nutriente

que flui em sentido Norte adjacente a margem continental da Argentina

transportando águas subantarticas (temperatura = 50 a 9o C, salinidade = 33 a 34

‰.), originadas por uma parte da Corrente Circumpolar da Antártica (CCA) que

migra pra Norte após cruzar a Passagem de Drake (WAINER et al., 2000; WAINER

e VENEGAS, 2002) (Figura 4).

O encontro dessas duas correntes ocorre em uma região denominada

Confluência Brasil-Malvinas (Brazil-Malvinas Confluence - BMC). A BMC está

localizada entre 350 e 400S (WAINER et al., 2000; CHIESSIet al., 2007), mas sofre

deslocamentos sazonais para Norte e para Sul durante o inverno e verão austral

respectivamente (BOLTOVSKOY et al., 1996; WAINER e VENEGAS, 2002). De

acordo com Wainer e Venegas (2002), deslocamentos sazonais da BMC são

controlados por mudanças na intensidade da Corrente das Malvinas (fortalecimento

e enfraquecimento do fluxo sentido Norte) provocados por mudanças na circulação

atmosférica e por fortalecimento da Corrente Circumpolar da Antártica (CCA). Com o

encontro da corrente do Brasil com a corrente das Malvinas, grande parte das águas

da CB migra em sentido Leste incorporando-se ao giro subtropical (MATANO, 1992;

WAINER e VENEGAS, 2002) (Figura 4). Uma vez que a posição da BMC é

controlada pela intensidade da CM, logo a posição latitudinal em que a CB se afasta

da costa e entra no giro subtropical está diretamente relacionada a posição da BMC,

sofrendo flutuações sazonalmente (MATANO, 1992; BOLTOVSKOY et al., 1996;

WAINER et al., 2000; WAINER e VENEGAS, 2002).

Uma importante caracteristica hidrográfica do Sudoeste do Atlantico Sul é a

presença das águas costeiras (AC) na qual variações na temperatura, salinidade,

concentração de nutrientes e oxigenio dissolvido são uma resposta a eventos de

ressurgencia e descargas de rios, tendo o Rio da Prata (34o-37oS e 54o-58oW) e

Lagoa dos Patos (30o-32oS e 50o-52oW) como principais contribuintes de água doce

para o Oeste do Atlântico Sul (BURRAGE et al., 2008; CAMPOS et al., 2008).

Page 45: Tese Portilho_Ramos 2010

45

___________________________________________________________________

Figura 4: Mapa de circulação superficial do Atlântico Sul, mostrando o grande

giro anticiclônico Subtropical do Atlântico Sul com suas principais frentes e

correntes. São observadas a Corrente Sul-Equatorial (South Equatorial Current)

no sentido Leste-Oeste, a Corrente Norte do Brasil (North Brazil Current), a

Corrente do Brasil (Brazil current) no sentido Norte-Sul, a Corrente das Malvinas

(Falkland Current) no sentido Sul-Norte, a Frente subpolar da Antártica

(Subantartic Front) e a Corrente Circumpolar da Antartica (Antartic Circumpolar

Current). Mapa original de Peterson e Stramma (1991).

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46

TEMPERATURA SUPERFICIAL

CONCENTRAÇÃO DE CLOROFILA-A

__________________________________________________________

Figura 5: Variabilidade sazonal da temperatura e clorofila-a das águas superficiais do Oeste do Atlântico Sul (26-30oS) medidos pelo sensor MODIS-Aqua durante o verão e inverno de 2002 a 2008. Pode-se perceber a maior penetração da pluma do rio da Prata para Norte durante o inverno austral. Modificado de Giannini e Garcia (2009).

Page 47: Tese Portilho_Ramos 2010

47

A descarga média de água e de sedimentos finos para o Atlântico é de 23.000

m3/s e 57.000.000 m3/ano respectivamente (CAMPOS et al., 2008). Devido a

influencia de ventos costeiros (ventos de sudoeste) a pluma do rio da Prata (PRP) é

defletida para Norte transportando águas frias e pouco salinas (<240C e <32‰,

respectivamente, MOLLER et al., 2008) que podem alcançar latitudes próximas a

270S durante o inverno e retraindo para 320S durante o verão austral (BURRAGE et

al., 2008; CAMPOS et al., 2008; PIOLA et al., 2008a) (Figura 5).

Defletida para Norte, as águas da PRP englobam outras descargas de rios,

como a pluma da Lagoa dos Patos/Mirim (BURRAGE et al., 2008), formando uma

corrente costeira (CC) com características e fluxo completamente oposto as águas

tropicais da corrente do Brasil. Ao longo de seu percurso, parte da PRP se mistura

com as águas da Corrente do Brasil, corrente das Malvinas e com a Água Central do

Atlântico Sul (ACAS), alterando suas características físicas (PIOLA et al., 2008a;

PIOLA et al., 2008b).

4.2. CIRCULAÇÃO PROFUNDA

De acordo com Hogg et al. (1996), a circulação profunda do Atlântico Sul é

dominada pelas seguintes massas d´água: Água Intermediaria da Antártica (AIA, 800

1000 m de profundidade), Água Profunda do Atlântico Norte (AFAN, 2000

3.000m de profundidade) e Água de Fundo da Antártica (AFA, 3.000 5.000m de

profundidade) (Figura 6).

A AIA é caracterizada por valores de temperatura entre 2,2o e 6o C, salinidade

de 34.1 a 34.6‰, (BOLTOVSKOY, 1981) e oxigênio de 220 µmol/kg, (SIEDLER et

al., 1996). Tem origem ligada diretamente às águas superficiais frias do mar de

Weddell, que circundam o continente antártico, as quais migram em sentido Norte

até a Zona de Convergência Subtropical/Subantártica, onde afundam e formam a

AIA. Segundo Reid (1996), a AIA sofre uma bifurcação em torno de 300S, onde parte

dessa massa migra por baixo da corrente do Brasil em sentido Norte, atravessando

o Equador ao longo do limite ocidental, enquanto a outra parte flui como uma

corrente de contorno em direção Sul, a partir do paralelo 35o.

Page 48: Tese Portilho_Ramos 2010

48

A AFAN é caracterizada por temperatura entre 3o a 4o C, salinidade entre 34.4

a 34.8‰ e oxigênio entre 230 a 250µmol/kg, (REID, 1996) (Figura 6). Essa massa

d’água origina-se no Atlântico Norte através da mistura das águas quentes e salinas

que chegam pela corrente do Golfo com as águas frias e menos salinas da corrente

do Ártico (REID, op. cit.). A AFAN segue em sentido Sul, em profundidades maiores

que 1.500m. No Atlântico Sul, a AFAN se encontra com a Corrente Circumpolar

Antártica (ACC = Antartic Circumpolar Current) e flui para os oceanos Índico e

Pacifico. Em algum lugar a AFAN sobe e é alterada próxima à superfície; parte

dessa água alimenta a formação da AFA ao longo da margem da Antártica e parte

converge para o Norte onde contribui para a formação da AIA. O retorno dessa água

se dá pela passagem de Drake e/ou ao Sul da África, via corrente de Benguela

(GORDON, 1996).

_________________________________________________

Figura 6: Perfil Norte-Sul de salinidade do oceano Atlântico mostrando as principais massas d’água que participam da circulação termohalina. Modificado de Reid (1994) apud Reid (1996).

Page 49: Tese Portilho_Ramos 2010

49

A AFA, caracterizada por temperatura entre 0 a 2o C; salinidade de 34.8‰ e

oxigênio de 230 a 250µmol/kg (SIEDLER et al., 1996) origina-se, assim como a AIA,

no mar de Weddell (WSDW = Weddell Sea Deep Water). Com temperatura maior

que 0.2oC e salinidade de 34.7‰, a WSDW migra em direção à Bacia da Argentina

em profundidades abissais (> 4.000m) e se mistura com a massa Circumpolar de

Fundo (LCDW = Low Circumpolar Deep Water), que também circundam o

continente antártico com temperatura de 0 a 2oC e salinidade de 34.8‰ (SIEDLER et

al., 1996). Entre os paralelos de 70-80oS, ela afunda e segue em sentido Norte,

beirando a costa sul-americana, passando pelas bacias da Argentina e do Brasil. Por

ser mais fria do que sua sobrejacente (AFAN), ocupa profundidades abissais

maiores (cerca de 4000m de profundidade) (Figura 6). Em seu trajeto, a AFA

encontra barreiras geomorfológicas, como a elevação do Rio Grande, no limite entre

as bacias da Argentina e do Brasil. A partir daí, essa massa flui, parte pelo canal

Hunter (SIEDLER, op. cit.) e parte pelo canal Vema, uma depressão encontrada

entre 30o e 33o S / 40o W, que separa as porções ocidental e central da elevação do

Rio Grande (FRIDLUND, 2000). Segundo Siedler et al. (1996), durante seu percurso

entre 4.50S e 7.50N, na porção oeste do Atlântico Equatorial, a AFA sofre uma

considerável mudança na temperatura aumentando de aproximadamente 0.2oC a

4.5oS para ~1.1oC a 7.5oN.

Page 50: Tese Portilho_Ramos 2010

50

5 MATERIAIS E MÉTODOS

Foram utilizados no presente estudo três testemunhos sedimentares. Os

testemunhos a pistão JPC 17 e JPC-95 foram coletados em 1998, durante o cruzeiro

KNORR 159-5 do Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI; Massachusetts,

EUA). O testemunho GeoB 6206-3 em 1999 durante o cruzeiro METEOR-46/2. Os

resultados desses três testemunhos foram correlacionados com testemunhos

SAN676 (Toledo et al., 2007; Pivel, 2010) e KF02 (Pivel, 2010), GeoB 2103 (HEIL,

2006) e 36GGC (CARLSON et al., 2008) coletados na mesma região (figura 7). Os

detalhes de todos os testemunhos estudados são apresentados na tabela 2.

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Testemunhos Coordenadas Lâmina

d’água

Tipo de análises Referência

JPC-17

27o 41.83’ S,

46o 29.64’ W

1.627 m

Foraminíferos planctônicos, 18Oruber , C/N, Mg/Ca, %

Carbono, % Nitrogênio, %CaCO3, 13CMO, e 14C AMS.

Este trabalho

JPC-95 27o 52,73’ S,

46o 55,25’ W

1.485 m Foraminíferos planctônicos, 14C AMS Este trabalho

GeoB-6206-3 30o12,40’ S,

46o 33,30’ W

2.430 m Foraminíferos planctônicos Este trabalho

GeoB-2107-3 27o10,6’S,

46o 27,1’ W

1.048 m TSM, 18Oruber , SSM, Fe/Ca, Ti/Ca, 14C AMS. Heil (2006)

SAN76 24o26’S, 42o17’W

1682 m Foraminíferos planctônicos, TSMFT, SSM, 14C AMS. Toledo et al. (2007),

Pivel (2010) KF02 25o50’S,

45o11’W 827 m Foraminíferos planctônicos, TSMFT, SSM, 14C AMS. Pivel (2010)

36GGC 27o31’S, 46o28’W

1268 m 18Oruber,Mg/Ca, TSM, SSM, 14C AMS. CARLSONet al. (2008)

Tabela 2: Dados, tipos de análises e referências dos testemunhos estudados no setor Oeste do Atlântico Sul.

FT – Função de transferência de foraminíferos planctônicos;

UK37 – Alquenona; MO – Matéria orgânica

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52

5.1 DESCRIÇÃO LITOLÓGICA DOS TESTEMUNHOS Abaixo são apresentadas as descrições litológicas dos testemunhos JPC-17 e

JPC-95 fornecidos pelo WHOI (figuras 8 e 9). Não foi possível obter as descrição do

testemunho GeoB 6206-3 antes da elaboração desse manuscrito.

Figura 7: Mapa de localização dos testemunhos coletados no talude Sul da margem continental brasileira. Em preto estão os testemunhos estudados nesse trabalho (JPC-17, JPC-95 e GeoB 6206-3); em vermelho os testemunhos que foram correlacionados. (Mapa modificado de BARBOSA e SEOANE, 2004).

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___________________________________________________________________

Figura 8: Descrição litológica do testemunho JPC-95.

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Figura 9: Descrição litológica do testemunho JPC-17.

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55

5.2 ANÁLISES DA ASSEMBLÉIA DE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS Para as análises de foraminíferos planctônicos foram estudados um

centímetro de amostra a cada 10 cm de intervalo. Em laboratório, as amostras foram

pesadas (um grama cada, com exceção do testemunho JPC-17 = 8 cm3 de

sedimento e do GeoB 6206-3 = 10ml) e lavadas sob água corrente, em peneira com

malha 0,062 µm e, posteriormente, secadas em estufa a temperatura máxima de

600C. Em seguida, cada amostra foi peneirada a seco em peneiras com malha de

125 µm (testemunho JPC-17 e 95), 150 µm (GeoB 6201-5 e GeoB 6203-6) e 250 µm

(todos), para triagem e contagem de cerca 300 espécimes de foraminíferos

planctônicos. As carapaças foram analisadas sob estereomicroscópio, com

aumentos variando de 6 a 66 x. A identificação dos táxons tomou como base os

trabalhos de Bolli e Saunders (1985) e Stainforth et al. (1975).

De importância fundamental no presente trabalho é o conceito taxonômico de

“plexo”. No sentido utilizado por VICALVI (1997 e 1999), e aqui adotado, o termo

“plexo” refere-se a um grupo de espécies e/ou subespécies, de morfologia

semelhante e que apresentam a mesma reação as variações ambientais. Assim, a

expressão “plexo menardiforme” inclui os táxons Globorotalia menardii menardii, G.

menardii cultrata, G. fimbriata, G. flexuosa, G. tumida tumida, formando o principal

grupo indicador de águas quentes; o mesmo autor denomina “plexo Pulleniatina” ao

conjunto das espécies Pulleniatina primalis, P. obliquiloculata e P. finalis, sendo

considerado por muitos autores, como representante de águas quentes, porém com

maior tolerância a baixas temperaturas do que o plexo menardiforme. Por ter um

comportamento mais euritérmico, tolerando águas mais frias do que os

representantes do plexo menardiforme, tende a desaparecer mais tardiamente, nos

momentos de transição de períodos interglaciais para glaciais, e reaparecer antes,

quando um novo intervalo interglacial se aproxima (PRELL E DAMUTH (1978)).

As espécies foram selecionadas de acordo com sua tolerância as variações

ambientais, principalmente na temperatura das águas na qual vivem, seguindo os

critérios propostos por Ericson e Wollin (1968) e Vicalvi (1997 e 1999). Assim os

representantes dos plexos menardiforme (Globorotalia menardii menardii, G.

menardii cultrata, G. fimbriata, G. flexuosa) e Pulleniatina (Pulleniatina

obliquiloculata, P. finalis e P. primalis), são reconhecidas como os principais

Page 56: Tese Portilho_Ramos 2010

56

representantes de águas quentes. As espécies Globorotalia truncatulinoides s.l. e G.

inflata foram selecionadas como os melhores representantes de águas frias e

transicionais. As espécies Orbulina universa, Neogloboquadrina dutertrei dutertrei,

Globorotalia crassaformis s.l. e Globigerinoides conglobatus são numericamente

menos comuns e foram selecionadas por Vicalvi (1999) para auxiliar na identificação

de limites entre intervalos paleoclimáticos. Segundo esse autor, essas espécies

apresentaram padrão de variação de freqüência, predominância em determinados

níveis e distribuição continua ao longo de testemunhos estudados por ele, requisitos

que não são observados em outros componentes da fauna de foraminíferos

planctônicos excluídos das análises.

Os cálculos de porcentagem relativa foram feitos para cada táxon selecionado

em relação ao total de foraminíferos planctônicos encontrados em cada amostra.

Em seguida foi gerada uma curva de freqüência dos táxons, a partir da qual

reconheceu uma moldura biocronoestratigráfica para todos os testemunhos. Esse

procedimento teve como finalidade identificar eventos paleoclimáticos da região e

uma seqüência lógica de sua ocorrência.

5.3 ISÓTOPOS ESTÁVEIS DE OXIGÊNIO

As análises isotópicas foram realizadas em 3 laboratórios diferentes; (1)

Bjerknes Centre for Climate Research - BCCR (Universidade de Bergen/Noruega);

(2) Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI/EUA) e (3) Universidade de

Bremen/Alemanha (Instituto Oceanográfico MARUM).

As análises isotópicas do testemunho JPC-17 foram realizadas no Woods

Hole Oceanographic Institution. Em laboratório, cerca de cinco carapaças de

Globigerinoides ruber (Branco; >250 µm) e Cibicides spp. (250µm) foram

selecionadas em intervalos de 8 cm, imersos em etanol, triturados em vidro de

relógio, e medidos no espectrômetro de massa “Finnigan” MAT 252 com um

dispositivo automatizado KIEL. Segundo o “National Bureau of Standards” (NBS), o

desvio padrão dos valores isotópicos do carbonato padrão NBS-19 é 0.08. Os

valores isotópicos de NBS-19 foram calibrados de acordo com o Pee Dee Belemnite

(PDB). Como essas análises foram realizadas em intervalos de 8 cm e as demais

análises desse testemunho foram realizadas em intervalos de 10 cm, houve a

Page 57: Tese Portilho_Ramos 2010

57

necessidade de realizar novas medições isotópicas para esse testemunho na qual

foram realizadas no laboratório Bjerknes Centre for Climate Research (BCCR) na

Noruega. Nesse laboratório, cerca de 20 carapaças foram maceradas,

homogeneizadas, pesada (60µg) e medidas no espectrômetro de massa “Finnigan”

MAT 252 com dispositivo automatizado KIEL. O padrão utilizado foi Vienna Pee Dee

Belemnite (VPDB).

Os resultados do WHOI (para todo o testemunho) serão utilizados na

construção de um modelo cronológico para o testemunho JPC-17 enquanto os

resultados do BCCR serão utilizados na reconstituição paleoambiental (TSM e

SSM). Os detalhes da elaboração do modelo cronológico e da reconstituição

paleooceanográfica serão discutidos adiante. As análises do testemunho JPC-95

foram realizadas em carapaças de foraminíferos bentônicos (Cibicides spp.) para os

3 metros superiores do testemunho. Seus resultados foram fornecidos pelo Woods

Hole Oceanographic Institution (WHOI/EUA).

5.4 ANÁLISES DE GEOQUÍMICA ORGÂNICA

As análises de geoquímica foram realizadas para os 5 metros superiores do

testemunho JPC-17 amostrados em intervalos de 1cm a cada 10 cm, completando

um total de 50 amostras. Em laboratório, cada amostra foi pesada (1 grama de

sedimento) e posteriormente descarbonatada usando HCl a 1Molar. As amostras

foram colocadas em uma mesa agitadora e a cada duas horas o pH da solução foi

medido com fita de pH. Após esse procedimento, cada amostra foi lavada em água

destilada, centrifugada e o sobrenadante descartado com auxílio de uma pipeta.

Esse procedimento de lavagem foi repetido três vezes. Em seguida as amostras

foram secas em estufa a 50oC durante 24 horas e novamente pesadas para avaliar a

diferença de peso antes e depois da descarbonatação. Essa diferença de peso

representa a quantidade de carbonato na amostra, posteriormente transformada em

porcentagens (%CaCO3)

Em seguida as amostras de sedimento descarbonatados foram novamente

pesadas (0.02–0.03g), empacotadas em cápsulas de Estanho e enviadas para

análises na Universidade de Davis na Califórnia/EUA (UC Davis Stable Isotope

Facility). Os resultados incluem a razão Carbono/Nitrogênio (razão C/N), a

Page 58: Tese Portilho_Ramos 2010

58

porcentagem de Carbono orgânico total (%COT) e Nitrogênio (%N) na amostra e

isótopos de Carbono da matéria orgânica (13CMO).

5.5 ANÁLISES DE Mg/Ca E ESTIMATIVA DE PALEOTEMPERATURA DAS ÁGUAS

SUPERFICIAIS

Para as análises de Mg/Ca do testemunho JPC-17, de 20 a 40 carapaças de

G. ruber (branco; >250µm) pesando entre 500 a 600 µg foram gentilmente

quebradas em duas lâminas de vidro para a abertura de todas a câmaras e lavadas

seguindo o protocolo de limpeza de Backer et al. (2003). Esse protocolo consiste em

3 etapas de descontaminação por argilomineral, matéria orgânica e camada

secundária de Fe-Mn (Overgrowth). (1) as amostras foram lavadas 4 vezes com

água Ultra High Quality (UHQ) seguido de ultrassonificação (2 minutos) e

posteriormente lavada em Etanol seguido de ultrassonificação por 2 vezes para

remover a contaminação por argilo-minerais; (2) Em seguida as amostras foram

tratadas em peróxido de Hidrogênio (peróxido alcalino – H2O2 + NaOH 0,1M ) em

uma banheira com água fervendo por 10 minutos para a remoção da matéria

orgânica (a cada 2:30 as amostras eram colocadas no ultrassom para a remoção

dos gases); (3) as amostras foram tratadas em ácido nítrico a 0,001M (fraco) por 30

segundos para a remoção de (Fe-Mn overgrowth/coating) adsorvido nos fragmentos

das carapaças. Antes de serem medidas, as amostras foram dissolvidas em 0,075M

de ácido nítrico, centrifugada e analisada no ICP-OES da Thermo Elemental model

Iris Intrepid in radial view no Bjerknes Centre for Climate Research (BCCR)

Bergen/Noruega.

As razões Fe/Ca, Mn/Ca também foram medidas com o objetivo de avaliar a

eficiência do processo de limpeza, uma vez que as carapaças podem ser

contaminadas por adisorção de argilominerais e/ou pelo crescimento secundário de

Fe-Mn (overgrowth) o que pode mascarar as estimativas de paleotemperaturas

levando a interpretações equivocadas.

Uma vez que a região de estudo não apresenta nenhuma curva de calibração

de TSM - Mg/Ca para foraminíferos planctônicos e as análises de Mg/Ca foram

realizadas em carapaças de Globigerinoides ruber, optou-se em aplicar a equação

de paleotemperatura de Anand et al. (2003). Anand et al. (2003) desenvolveram

Page 59: Tese Portilho_Ramos 2010

59

curvas de calibração (específica e misturada) para 12 espécies diferentes de

foraminíferos planctônicos, com uma sensitividade de 9.0 ±0.3% de mudança em

Mg/Ca para 10C de mudança na temperatura. De acordo com esses autores, a

espécie G. ruber (tipo branco) representa a zona de mistura dos oceanos (50 metros

superficiais), enquanto que a variação G. ruber (tipo rosa), representa a camada

mais superficial dos oceanos e com isso representa a verdadeira estimação da TSM.

A curva de calibração para G. ruber (branco) e utilizada nesse trabalho para

reconstituir a paleotemperatura está representada pela equação abaixo.

Mg/Ca = 0.45 exp0.09 TSM (1)

5.6 ESTIMATIVAS DA COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DE OXIGÊNIO DA ÁGUA

SUPERFICIAL (18OW)

Nesse trabalho foi aplicada a equação de paleotemperatura de MULITZA et

al. (2003) (Equação 2), pois é a mais adequada uma vez que foi calibrada em

carapaças de Globigerinoides ruber coletados na mesma região de estudo.

Aplicando os valores de temperatura (razão Mg/Ca) com os valores de 18O medidos

em G. ruber (18OC) nessa equação, obtemos o 18O da água do mar (18OW), um

proxy de salinidade. Isolando o efeito da temperatura dos valores de 18OC, é

necessário isolar o efeito da variação do volume de gelo, uma vez que os valores de

18O também são influenciados pelo volume de gelo continental. Essa interferência

foi corrigida usando a curva de variação do nível do mar de Siddall et al. (2003)

multiplicada pela constante 1‰ /130 m de Schrag et al. (2002). Os valores de 18OW

(água do mar) foram corrigidos para VSMOW adicionando 0.27‰ (HUT, 1987).

Atualmente a relação entre o 18OW e a salinidade dos oceanos é uma função linear,

mas não se sabe se está relação permaneceu constante ao longo do tempo, logo os

resultados de 18O não serão transformados para unidade de salinidade

Page 60: Tese Portilho_Ramos 2010

60

T= -4.44(18OC – 18OW) + 14.20 (2)

5.7 CRONOLOGIA

O controle cronológico do testemunho JPC-17 foi realizado através da

correlação estratigráfica de eventos isotópicos (extraídos a partir de foraminíferos

planctônicos) e correlatos com o testemunho GeoB 2107-3 e o stack LR04 de

Lisiecki e Raymo (2005). O testemunho GeoB 2107-3 (27°10,6’S, 46°27,1’W; lâmina

d’água de 1048 m), foi coletado próximo ao JPC-17 e apresenta um modelo

cronológico bem definido, com 14 datações por 14C AMS medidas em amostras

monoespecíficas de Globigerinoides sacculifer (HEIL, 2006). Já o testemunho JPC-

17 conta com uma idade 14C AMS medida em amostra monoespecífica de G.

sacculifer (55cm = 10.000 ±60 anos). Todas as datações foram convertidas para

idades calendário (Antes do Presente - AP) usando a versão do programa

Fairbanks0805 (FAIRBANKS et al., 2005) assumindo um efeito reservatório de 400.

O modelo cronológico foi feito através da interpolação linear das idades calibradas

listadas na tabela 3. Essa versão do programa permite calibrar idades até 50ka, logo

correlacionamos os dados de 18O fornecidos pelo WHOI para todo o testemunho

JPC-17 (amostrado em intervalos de 8cm) com o stack LR04 de Lisiecki e Raymo

(2005), na qual apresenta um novo modelo cronológico (5.3Ma) baseado no

alinhamento de 57 registros globais de 18O de foraminíferos bentônicos. Essa

correlação permitiu a construção de um modelo cronológico para o restante do JPC-

17 na qual alcançou uma resolução de 150ka (MIS-1 ao MIS-6). Todas as

correlações gráficas foram feitas através do software Analiseries 2.0.5.2 (PAILLARD

et al., 1996).

As novas idades do JPC-17 foram calibradas com os resultados

bioestratigráficos e em seguida transferidas para os testemunhos JPC-95 e GeoB

6206-3 através do reconhecimento das zonas bioestratigráficas. A correlação entre

os testemunhos foram auxiliadas por duas datações absolutas (14C AMS) medidas

no JPC-17 (55cm = 10.000 ±60 anos) e JPC-95 (16,5 cm = 21.800 ±130 anos).

Page 61: Tese Portilho_Ramos 2010

61

Essas datações foram fornecidas pelo Woods Hole Oceanographic Institution

(WHOI/EUA).

Profundidade

(cm) Idade 14C

(anos) + erro - erro Idade cal. (AP) ± erro Tipo de datação

3 1590 30 30 1478 45 14C AMS 33 5340 40 40 6136 69 14C AMS 63 8995 55 55 10181 59 14C AMS 73 11890 80 80 13725 76 14C AMS

103 13030 80 80 15178 133 14C AMS 148 19100 130 120 22685 162 14C AMS 163 19810 150 150 23671 199 14C AMS 178 24250 200 200 29014 257 14C AMS 193 25750 240 240 30960 291 14C AMS 203 31180 460 430 36549 484 14C AMS 223 33380 580 540 38767 590 14C AMS 253 35990 870 780 41239 801 14C AMS 298 37600 1250 1080 42646 1101 14C AMS 338 42760 1940 1560 1478 45 14C AMS

Tabela 3: Idades absolutas por 14C AMS medidas em amostras monoespecíficas de

Globigerinoides sacculifer para o testemunho GeoB 2107-3 (HEIL, 2006). As idades

foram calibradas para idade calendário (AP) usando a curva de calibração de

Fairbanks et al. (2005).

Page 62: Tese Portilho_Ramos 2010

62

6 RESULTADOS 6.1 CRONOLOGIA

A moldura cronológica do testemunho JPC-17 está representada na figura

10A e mostra que o testemunho recuperou os últimos ~150ka, equivalentes aos

intervalos isotópicos marinhos 1 ao 6 (MIS-1 ao 6). Conforme comentado na sessão

anterior, esses dados isotópicos foram amostrados em intervalos de 8 cm (WHOI).

Como houve a necessidade de refazer as análises isotópicas para os intervalos de

10 cm para compatibilidade com as análises de Mg/Ca não houve material

sedimentar suficiente e desta forma, essas análises só puderam ser realizadas para

o intervalo 0-350 cm do JPC-17. Esses intervalo foi correlacionado com o GeoB

2107-3 e representam os últimos 46.7ka (MIS-1 ao 3) (Figura 10B). O testemunho

JPC-17 dispõe somente de uma datação absoluta por 14C AMS (55cm = 11.5ka ±146

cal. BP) e sua correlação com as datações do GeoB 2107-3 está representada na

figura 11. Dados bioestratigráficos (discutido na próxima sessão) auxiliaram na

construção do modelo de idade e podem ser vistos na figura 12. O limite

Pleistoceno/Holoceno (Biozonas Y/Z de ERICSON e WOLLING, 1968) foi

encontrado entre 61-70 cm, caracterizado pelo surgimento do plexo menardiforme

na amostra 60-61 cm e confirmado pela única datação 14C AMS disponível para o

JPC-17 (55cm = 11.5ka ±146 cal. BP). Foi possível identificar o terceiro e último

desaparecimento de Puleniatina obliquiloculata (terceiro bio-horizonte Pulleniatina

obliquiloculata (YP.3) que representa o limite das subzonas Y2/Y1 estimado em 42-

45ka por Vicalvi (1999) para a bacia de Campos (Norte da região de estudo). No

testemunho JPC-17, o YP3 foi identificado entre as amostras 200-201cm e 210-

211cm com uma idade estimada de ~ 30Ka cal. BP (figura 12).

Page 63: Tese Portilho_Ramos 2010

63

Figura 10: Correlação gráfica dos eventos isotópicos característicos do testemunho JPC-17 com: (A) o stack LR04 de Lisiecki e Raymo (2005) e (B) com

testemunho GeoB 2107-3. Os resultados mostram que o testemunho JPC-17 recuperou os últimos 150ka (MIS-1 ao MIS-6) e que os 3,5m superiores

representam aproximadamente os últimos 50ka (MIS-1 ao MIS-3).

A B 1 2 3 4 5 6

Marine Isotope Stages (MIS)

MIS-3MIS-1 MIS-2

Marine Isotope Stage

0 10 20 30 40 50

Idade (ka cal. BP)

1.2

0.8

0.4

0

-0.4

-0.8

-1.2

18 O

G.r

ub

er(‰

VP

DB

)

0.8

0.4

0

-0.4

-0.8

-1.2

18 O

G.r

ub

er(‰

VP

DB

)

JPC-17

GeoB 2107-3

0 40 80 120 16020 60 100 140

Idade (ka cal. BP)

5.2

4.8

4.4

4

3.6

3.2

2.8

18 O

Sta

ckL

R04

(Lis

ieck

ieR

aym

o,2

005)

1.5

1

0.5

0

-0.5

-1

-1.5

18 O

G.r

ub

er(‰

PD

B)

A B

Page 64: Tese Portilho_Ramos 2010

64

________________________________________________________________

6.2 FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS/BIOESTRATIGRAFIA

As carapaças dos foraminíferos planctônicos apresentaram excelente estado

de preservação, o que facilitou a classificação e contagem dos mesmos ao longo

dos testemunhos JPC-17, JPC-95 e GeoB 6206-3. Por se tratar de uma área sob

influência da Corrente do Brasil, a maior parte dos táxons encontrados são

característicos de águas quentes das zonas tropical e subtropical, como

Globigerinoides ruber, G. trilobus s.l., G. conglobatus, Neogloboquadrina dutertrei

dutertrei, o plexo menardiforme e plexo Pulleniatina, entre outros. As demais

espécies identificadas, como Globigerina bulloides, Globorotalia scitula, G.

truncatulinoides s.l., além de G. inflata, representam espécie de águas frias que

habitam regiões transicionais e de ressurgência (BOLTOVSKOY et al., 1996).

Figura 11: Correlação de 14C em função da profundidade para os sedimentos

dos testemunhos JPC-17 e GeoB2107-3 derivado da interpolação linear das

idades calibradas de 14C AMS, plotadas em função da profundidade.

Page 65: Tese Portilho_Ramos 2010

65

_______________________________________________________

0 10 20 30 40 50

Idade (ka cal. BP)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

Ple

xo

Pu

llen

iati

na

(%) 0

1

2

3

4

Ple

xo

men

ard

ifo

rme

(%)

0.8

0.4

0

-0.4

-0.8

-1.2

18O

G.r

ub

er(‰

VP

DB

)J

PC

-17

Holoceno Pleistoceno

ZY

Y1 Y2

Interglacial Glacial

MIS-1 MIS-2 MIS-3

Figura 12: Correlação entre os dados bioestratigráficos (freqüência dos plexos

menardiforme e Pulleniatina) e isotópicos do testemunho JPC-17 plotados em

função da idade calibrada (kA cal. BP). Foram reconhecidas as biozonas Y e Z

de Ericson e Wolling (1968) que representam a última glaciação do Pleistoceno

e o Holoceno respectivamente, e as subzonas Y2 e Y1 de Vicalvi (1999). O

terceiro bio-horizonte Pulleniatina obliquiloculata (YP.3) que representa o limite

das subzonas Y2/Y1 foi identificado a ~ 30ka cal. BP.

Page 66: Tese Portilho_Ramos 2010

66

6.2.1 Testemunho JPC-17

O testemunho JPC-17 possui 15 metros de comprimento dos quais somente

os 5 metros superiores foram analisados e apresentam um registro da porção final

do Pleistoceno (última glaciação), representado pelas subzonas Y2 e Y1 de Vicalvi

(1999), e um registro completo do Holoceno (Figura 12 e 13). O último intervalo

glacial do Pleistoceno foi reconhecido no JPC-17 entre 60,7 - 11,5ka, caracterizado

principalmente pela ausência do plexo menardiforme, um táxon indicador de águas

quentes. O plexo Pulleniatina tem frequência marcada por desaparecimentos e

reaparecimentos durante o último glacial conforme observado na sessão 5.1.

Durante o período glacial foi possível reconhecer um intervalo de presença do plexo

Pulleniatina ocorrido ~30-56.5ka, reconhecido como sendo a subzona Y2 de Vicalvi

(1999). Ao longo de todo o glacial, os taxons G. truncatulinoides sp. e G. inflata

apresentaram frequência média relativamente alta, variando entre 0,2-4,5% (média

de 1,75%) e entre 0,7-8,1% (média de 2,9%) respectivamente. As demais espécies

selecionadas O. universa, G. crassaformis e N. dutertrei dutertrei apresentaram

freqüência de 0.1%, 0.2% e 0.2% respectivamente. O Holoceno foi reconhecido a

partir de 11.5ka (Figura 13). Esse intervalo é caracterizado pela presença dos

plexos menardiforme e Pulleniatina, com porcentagens variando de 0 a 3.7% e o a

0.2% respectivamente. A freqüência de G. truncatulinoides apresentou uma leve

queda em relação ao intervalo glacial, apresentando médias de 1.1%, enquanto a

freqüência de G. inflata caiu drasticamente com média de 0.6%. Um fato que merece

atenção é o desaparecimento do plexo menardiforme entre 7.6-6.6ka (Figura 13). A

freqüência de O. universa aumentou em relação ao intervalo glacial variando entre

0.1 e 1.3% (média de 0.5%), enquanto G. crassaformis e N. dutertrei dutertrei

apresentaram freqüência de 0.1%. O número total de forminíferos planctônicos por

cm3 esteve em torno de 1.600 carapaças/cm3 entre 60-40ka, com uma clara

tendência de aumento em direção ao topo do testemunho. Entre 40-20ka o número

de carapaças aumenta consideravelmente para mais de 10.000/cm3, caindo para

valores menores que 5.000/cm3 durante a última deglaciação (20-11.5ka).

Page 67: Tese Portilho_Ramos 2010

67

_________________________________________________________________

Figura 13: Frequência dos táxons de foraminíferos planctônicos no testemunho JPC-17, incluindo o número total de foraminíferos planctônicos por cm3 de sedimento, plotados em função da idade. A linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos.

Page 68: Tese Portilho_Ramos 2010

68

Durante o Holoceno, o número de carapaças de foraminíferos planctônicos

volta a aumentar atingindo o valor máximo de 26.128cm3 a 6,7ka. É observado uma

leve queda a 7,6ka, onde o número de carapaças cai de ~17.000 para ~12.000

(Figura 13).

6.2.2 Testemunho JPC-95

O testemunho JPC-95 possui 16,4 metros de comprimento dos quais somente

os 5 metros superiores foram analisados e apresentam um registro apresentam um

registro da porção final do Pleistoceno (última glaciação), representado pelas

subzonas Y3 a Y1 de Vicalvi (1999), e um registro completo do Holoceno (Figura

14). O último intervalo glacial do Pleistoceno foi reconhecido no JPC-95 entre as

amostras 490 e 20 cm caracterizado principalmente pela ausência do plexo

menardiforme, um táxon indicador de águas quentes. Durante o período glacial foi

reconhecido um intervalo de presença do plexo Pulleniatina ocorrido entre 190-70

cm, reconhecido como sendo a subzona Y2 de Vicalvi (1999). Ao longo de todo o

glacial, G. truncatulinoides foi freqüente variando entre 0 e 8,2% (com média de

2.2%), enquanto que a freqüência de G. inflata esteve alta na base do intervalo (12-

22%), caindo para <5% no maio do intervalo glacial, voltando a aumentar durante a

subzona Y2 (Figura 14). Ao longo de todo o intervalo glacial, a porcentagem média

de G. inflata foi de 5,9%. As demais espécies selecionadas O. universa, G.

crassaformis, G. conglobatus e N. dutertrei dutertrei apresentaram freqüência de

0,2%, 0,4%, 0,3% e 1,2% respectivamente, sendo que G. conglobatus apresentou

um leve aumento durante a subzona Y3 em relação ao resto do glacial. O Holoceno

foi reconhecido a partir de 20 cm (Figura 14). Esse intervalo é caracterizado pela

presença dos plexos menardiforme e Pulleniatina, com porcentagem média de 2% e

0,2% respectivamente. A frequência de G. truncatulinoides se manteve constante em

relação ao intervalo anterior (2,5%) enquanto a porcentagem média de G. inflata

caiu em relação ao intervalo anterior apresentando média de 0.8%. Assim como no

JPC-17, a frequência de O. universa aumentou durante o Holoceno (média de 0.8).

G. crassaformis e G. conglobatus se manteve constante (0.3 e 0.5%

respectivamente) enquanto N. dutertrei dutertrei caiu em relação ao intervalo anterior

apresentando média de 0,1% (Figura 14). O número total de forminíferos

Page 69: Tese Portilho_Ramos 2010

69

planctônicos por grama esteve próximo de zero entre 490-200cm (subzona Y3),

aumenta consideravelmente na subzona Y2, com média de 1278 carapaças/grama.

No final do intervalo glacial (subzona Y1) o número de carapaças volta a cair

atingindo o valor mínimo de 668 carapaças/grama (50cm). No Holoceno o número

de planctônicos volta a crescer chegando ao valor máximo de 4.192

foraminíferos/grama a 20cm (Figura 14).

6.2.3 Testemunho Geob 6206-3

O testemunho GeoB 6206-3 possui 7,4 metros de comprimento dos quais

somente os 6,2 metros superiores foram analisados e apresentam um registro

apresentam um registro da porção final do Pleistoceno (última glaciação),

representado pelas subzonas Y2 e Y1 de VICALVI (1999), e um registro completo do

Holoceno (Figura 15). O último intervalo glacial do Pleistoceno foi reconhecido no

GeoB 6206-3 entre as amostras 620 e 20 cm caracterizado principalmente pela

ausência do plexo menardiforme. O limite Pleistoceno/Holoceno datado em 11ka foi

reconhecido entre 20-10 cm do topo do testemunho. Durante o período glacial foi

reconhecido um intervalo de presença do plexo Pulleniatina ocorrido entre 620-470

cm, reconhecido como sendo a subzona Y2 de VICALVI (1999). O plexo Pulleniatina

apresenta um pico próximo ao limite Pleistoceno/Holoceno, chegando a 1.3%. A

frequência de G. truncatulinoides foi praticamente constante ao longo do glacial,

variando entre 0.7 e 13% (média de 5.8%). É possível observar um leve aumento na

porcentagem de G. truncatulinoides na subzona Y1 em relação a Y2, com uma

drástica queda entre 150-70 cm. A freqüência de G. inflata variou entre 6,8 e 22,2%

(média de ~13%), com destaque para um leve aumento entre 600-300cm (limite

entre as subzonas Y2 e Y1).

Page 70: Tese Portilho_Ramos 2010

70

_________________________________________________________________

Figura 14: Frequência dos táxons de foraminíferos planctônicos no testemunho

JPC-95, incluindo o número total de foraminíferos planctônicos por grama de

sedimento, plotados em função da profundidade (cm). A linha tracejada representa a

média móvel de 3 pontos.

Page 71: Tese Portilho_Ramos 2010

71

As demais espécies selecionadas O. universa, G. conglobatus e N. dutertrei

dutertrei apresentaram freqüência de 0.3%, 0.4% e 7.6% respectivamente, sendo

que O. universa apresentou um leve aumento a partir de 200cm em direção ao topo

do testemunho. Já G. crassaformis esteve praticamente ausente (0.04%). O

Holoceno foi reconhecido a partir de 20 cm (Figura 15). Esse intervalo é

caracterizado pela presença dos plexos menardiforme e Pulleniatina, com

porcentagem média de 2.5% e 0.4% respectivamente. A freqüência de G.

truncatulinoides apresentou uma leve queda de 2.9%, enquanto a porcentagem

média de G. inflata caiu drasticamente em relação ao intervalo anterior apresentando

média de 4.5%. Conforme observados nos outros testemunhos, a frequência de O.

universa aumentou durante o Holoceno (média de 2%). G. conglobatus apresentou

um leve aumento durante o Holoceno (1.4%) enquanto que G. crassaformis e N.

dutertrei dutertrei desapareceram durante o Holoceno (Figura 15). O número total de

forminíferos planctônicos/ml esteve abaixo de 100 carapaças/ml durante quase todo

o intervalo glacial, com excessão do intervalo entre 550 a 300cm onde o número de

carapaças variou entre 200 e 2.202 carapaças/ml (média de 1048 pk/ml). A partir de

70cm o numero de carapaças começa a aumentar chegando ao máximo 4.339

planctônicos/ml na amostra de topo do testemunho.

Conforme comentado na sessão 5.1 os plexos menardiforme e Pulleniatina são

as principais táxons de foraminíferos planctônicos utilizados como ferramentas

bioestratigráficas. A correlação da frequência desses táxons ao longo dos três

testemunhos pode ser vista na figura 14. Esse procedimento foi realizado para

inserirmos os testemunhos JPC-95 e GeoB 6206-3 dentro de uma moldura

cronológica para posterior discussão e a abrangência geográfica de determinados

eventos encontrados no JPC-17. Nesse contexto, os 10 cm do topo dos

testemunhos JPC-95 e o GeoB 6206-3 representam os últimos 11ka. O último

desaparecimento do plexo Pulleniatina (42-25ka) foi identificado

Page 72: Tese Portilho_Ramos 2010

72

______________________________________________________________

Figura 15: Frequência dos táxons de foraminíferos planctônicos no

testemunho GeoB 6206-3, incluindo o número total de foraminíferos

planctônicos por ml de sedimento em função da profundidade (cm). A linha

tracejada representa a média móvel de 3 pontos.

Page 73: Tese Portilho_Ramos 2010

73

_______________________________________________________________________________________________________

_

1

1

2

2

3

3

4

4

5

0 1 2 3

JPC-95

0 1 2 3 4

0

100

200

300

400

500

600

0 0,5 1 1,5

GeoB6206-3

Px. Menardiforme (%)Px. (%)Pulleniatina Px. (%)Pulleniatina0 1 2 3 4

0

20

40

60

0 0,5 1

JPC-17Px. Menardiforme (%) Px. (%)Pulleniatina

Idadeka cal. BP

Bioestratigrafia

Ericson e Wollin (1968)

Vicalvi(1999)Geocronologia

Z Z

Y

Y1

Y3

Holoceno

Ple

isto

cen

o

Y2

0 1 2 3

0

50

00

50

00

50

00

50

00

50

00

Px. Menardiforme (%)

Figura 16: Correlação bioestratigráfica entre os testemunhos JPC-17, JPC-95 e GeoB-6206-3, mostrando as biozonas Z e Y de

Ericson e Wollin (1968), na qual caracterizam respectivamente o Holoceno e Pleistoceno. O gráfico também mostra as subzonas

Y1, Y2 e Y3 de Vicalvi (1999). Não foi possível subdividir a biozona Z nas subzonas de Vicalvi (1999).

Page 74: Tese Portilho_Ramos 2010

74

6.3 ISÓTOPOS ESTÁVEIS DE OXIGÊNIO

A curva isotópica do testemunho JPC-17 é semelhante às curvas tradicionais

para o Quaternário Superior (Figura 10A). Para os 3,5 m superiores do testemunho,

a curva exibe valores positivos de 18O entre 46.6 – 36,8ka, com valores variando

entre 0,16 e 0,48‰. Os valores de 18O tornam-se negativos entre 35,6 - 24,6ka,

com valores oscilando entre -0,08 a -0,23‰, voltando a aumentar entre 22.1 –

14.8ka, chegando ao seu máximo de 0,78‰ a 14.8 ka (Figura 10B). Em seguida os

valores isotópicos diminuem novamente em direção ao topo do testemunho,

chegando ao valor mínimo de -1,03‰ no topo do testemunho. Por volta de 7.6ka, os

valores de 18O apresentam um pico positivo de 0,25‰ , um aumento de 0.83‰.

6.4 GEOQUÍMICA ORGÂNICA

Dados de geoquímica orgânica estão em função da idade e podem ser vistos

na figura 17. A razão C/N e o 13CMO variaram entre 6-10 e -18- -21‰ ao longo dos

últimos 60ka respectivamente, caracterizando uma produção primária basicamente

marinha, produzida por algas fitoplanctônicas. Durante esses 60ka, as porcentagens

de Carbono orgânico total (COT) e de carbonato (CaCO3) variaram entre 0.2-1.11%

e 5.9-37.2% respectivamente, enquanto que a porcentagem de Nitrogênio variou

entre 0.04-0.16%. Durante a última glaciação a razão C/N permaneceu estável, com

média ~7, enquanto que as curvas de 13CMO,CaCO3, C e N apresentaram padrão

de freqüência semelhantes, com um claro aumento entre 40-20ka (Figura 17). O

aumento nas porcentagens de COT, carbonato e Nitrogênio observado entre 40-

20ka sugere aumento da produtividade local, enquanto que o aumento do 13C

indica mudanças na fonte da matéria orgânica depositada no sedimento durante

esse intervalo de tempo. Durante a última deglaciação e o Holoceno os valores de

C/N variaram entre 8-10 (média de 8.2), indicando variação no tipo e fonte da

matéria orgânica. Na deglaciação as porcentagens de Carbono total, de Nitrogênio e

Carbonato diminuíram, sugerindo uma menor produtividade local e voltaram a

aumentar no Holoceno, sugerindo um leve aumento da produtividade. O mesmo

ocorreu com os valores de 13CMO que também diminuiram na deglaciação (para -

Page 75: Tese Portilho_Ramos 2010

75

21‰), apresentando valores similares e condições ambientais similares `as

ocorridas a 40ka, e voltam a aumentar no Holoceno sugerindo mudanças na origem

da matéria orgânica (Figura 17).

_________________________________________________________________

Figura 17: Dados de geoquímica orgânica do testemunho JPC-17 durante os

últimos 60ka. A linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos.

Page 76: Tese Portilho_Ramos 2010

76

6.5 RAZÃO Mg/Ca E TEMPERATURA SUPERFICIAL

A razão dos elementos Mg/Ca, Sr/Ca, Mn/Ca e Fe/Ca medidos nas carapaças

de G. ruber foram plotados em função da idade (Figura 18). Os valores da razão

Mg/Ca nas carapaças de G. ruber ao longo dos 3.5 m superiores do testemunho

JPC-17 variaram entre 2.607 e 4.105 mmol/mol, com valores médios de 3.342

mmol/mol. A precisão média de Mg/Ca para a solução padrão de Mg/Ca = 3.08 é ±

0.007 (1σ) ou RSD = 0.21%. Os resultados estão de acordo com a amplitude de

valores de Mg/Ca encontrados por outros autores (SCHMIDT et al., 2004b;

CARLSON et al., 2008). Os valores mais baixos foram observados no intervalo 46.6

– 11.9ka (média de 3.194 mmol/mol) e representam o último interglacial-glacial do

Pleistoceno (MIS-3 e MIS-2). Os maiores valores foram encontrados no topo do

testemunho, entre o intervalo 10.4 – 5.6ka (média de 3.912 mmol/mol),

caracterizando o Holoceno (MIS-1). Valores de Fe/Ca e Mn/Ca medidos para

monitorar a eficiência da limpeza das amostras, identificando possíveis

contaminações por argilominerais e por Fe-Mn overgrowth, apresentaram valores

relativamente baixos (média de 0,104 e 0.105 mmol/mol para Fe/Ca e Mn/Ca

respectivamente). É possível perceber que os picos de Fe/Ca e Mn/Ca não ocorrem

simultaneamente com os picos de Mg/Ca (Figura 18).

A correlação entre as razões Mg/Ca - Fe/Ca e Mg/Ca – Mn/Ca medidos para

avaliar a eficiência do processo de limpeza foi praticamente nula, com R2 de 0.005 e

0.000028, respectivamente. Esses resultados comprovam que não houve

contaminação por Fe-Mn overgrowth e nenhuma contribuição de Mg por

contaminação por argilominerais, mostrado pelas curvas de Fe/Ca e Mn/Ca que não

apresentam correlação com a curva de Mg/Ca (Figura 18). A razão Sr/Ca vem

sendo utilizado por diversos autores como um proxy de paleotemperatura . A

correlação entre Sr/Ca e Mg/Ca foi relativamente baixa (R2 = 0.228), o que alerta

para os cuidados ao interpretar a razão Sr/Ca como proxy de paleotemperatura no

testemunho JPC-17.

Page 77: Tese Portilho_Ramos 2010

77

_________________________________________________________________

A temperatura oscilou em escala milenar (Figura 19) durante os últimos

~46ka. A temperatura média do último intervalo glacial foi de 21.9oC e do Holoceno

de 22.90C (Mg/Ca –TSM Anand et al. 2003), o que representa uma amplitude média

de temperatura de 1oC entre o ultimo glacial e o Holoceno. Considerando que a

amostra de topo representa a média anual de temperatura da região (23.6oC) e a

temperatura média ao longo de todo o intervalo estudado foi de 22.3oC, a

temperatura média entre 46.7 – 40.1ka foi 0.9oC menor em relação a média anual e

0.4oC maior que a média do testemunho. A temperatura cai para valores mais baixos

registrados ao longo de todo o testemunho, chegando a 20oC a 38.1ka, queda de

3.6oC em relação a amostra de topo e de 2.3oC em relação a média do testemunho.

Figura 18: Distribuição das razões Mg/Ca, Fe/Ca, Mn/Ca e Sr/Ca medidos nas

carapaças de G. ruber (branco) do testemunho JPC-17 em função da idade.

Page 78: Tese Portilho_Ramos 2010

78

Durante o intervalo de tempo entre 36.8 a 28.2ka, a temperatura sofre uma

oscilação, aumentando para 22.5oC no início do intervalo (35.6ka) e caindo em

seguida para 20.3oC (temperatura mínima nesse intervalo), apresentando uma

amplitude de 2.5oC e 2.2oC respectivamente, ou seja, um aumento de 0.3oC em

relação à mínima do intervalo anterior (Figura 19). Entre 27 e 19.7ka, a temperatura

volta a presenciar um aumento seguido de uma queda, passando de 20.3oC para

22.8oC (entre 27 e 25.8ka) e caindo posteriormente para 21oC a 19.7ka, um aumento

de 2.5oC e queda de 1.8oC. A temperatura máxima e mínima observada nesse

intervalo excede em 0.3oC e 0.7oC respectivamente a máxima e mínima do intervalo

anterior 36.8 a 28.2ka, demonstrando uma clara tendência de aquecimento das

águas superficiais em direção ao topo do testemunho (Holoceno).

A temperatura volta a aumentar durante a última deglaciação (19.7 – 10.4),

com um pico a 17.2ka (de 23.1oC), e uma ligeira queda a 14.7ka (22.2oC),

permanecendo constante até o inicio do Holoceno. A temperatura máxima e mínima

observada nesse intervalo excede a do intervalo anterior em 0.3oC e 1.2oC

respectivamente. Estes resultados mostram que as águas superficiais da região

seguiram um padrão de aquecimento dentro do ultimo glacial, onde a cada intervalo

de tempo, a temperatura máxima observada aumenta em 0.3oC, enquanto que a

mínima observada dobra em relação ao intervalo anterior. Esse padrão não é

observado durante o Holoceno, onde no início, a temperatura chega ao seu valor

máximo ao longo de todo o testemunho (24.4oC) e volta a cair a 7.6ka, chegando a

22.9oC, uma queda de 1.5oC. Essa queda na temperatura observada a 7.6ka é

equivalente a 75%, levando em consideração a amplitude entre o último glacial e o

Holoceno (2oC). Após essa queda, a temperatura volta a subir e novamente

decresce chegando ao valor de 23.6oC no topo, o que é equivalente a temperatura

média anual da região que é de 23.2oC (World Ocean Atlas 2005 – WOA05;

LOCARNINI et al., 2006). Estes resultados revelam que a temperatura no início do

Holoceno foi mais quente do que a temperatura atual.

Page 79: Tese Portilho_Ramos 2010

79

_________________________________________________________________

6.6 ESTIMATIVA DE PALEOSSALINIDADE

A curva de salinidade superficial do mar (SSM) ao longo dos últimos 46.6ka e

similar ao registro de temperatura, principalmente durante o último glacial (Figura

20). Os registros mostram uma grande redução na salinidade (queda da razão

isotópica da água do mar – 18OW) durante a ultima glaciação (entre 38 – 29.5ka)

apresentando um decréscimo de ~1.3‰ (figuras 20). Por volta de 29.5ka, o 18OW

alcança seus valores mais baixos durante todo o testemunho (0.8‰). A partir de

29.5ka a salinidade mostra uma clara tendência de aumento em direção ao topo do

testemunho, com dois intervalos de aumento entre 27 – 20.9ka e entre 18.4 –

14.8ka, com valores médios de 1.3‰ e 2‰ respectivamente. Também são

observado dois picos de queda da salinidade entre 25.9 e 10.4ka, um a 19.7ka e

outro entre 13.5-11.9ka, ambos apresentando a mesma amplitude de ~0.42‰, mas

diferentes nos valores absolutos. Enquanto que no primeiro pico (19.7ka) os valores

de 18OW caem de 1.5‰ para 1‰, no segundo pico (~13ka) os valores decrescem

de 2.1‰ para 1.5‰. Durante o Holoceno (a partir de 10.4ka) a salinidade volta a

Figura 19: Estimativa de temperatura das águas superficiais do mar (Mg/Ca-

SST) registrados no testemunho JPC-17 durante os últimos ~46ka.

0 10 20 30 40 50

Idade (ka cal AP)

19

20

21

22

23

24

25

Mg

/Ca

-SS

T (

oC

)A

nan

d e

t al

. (20

03)

Page 80: Tese Portilho_Ramos 2010

80

aumentar apresentando um acentuado pico por volta de 7.6ka, quando os valores de

18OW alcança seus níveis mais altos (2.5‰) ao longo de todo o testemunho. Após

esse pico, a salinidade volta a cair apresentando um valore de 1.4‰ na amostra de

topo do testemunho.

________________________________________________________________

Figura 20: Curva de 18O da água (18OW), proxy de salinidade das águas superficiais do mar durante os últimos 46ka. O volume de gelo continental foi corrigido usando a curva de variação do nível do mar de Siddall et al. (2003) multiplicada pela constante 1‰ /130 m de Schrag et al. (2002).

0 10 20 30 40 50

Idade (ka cal AP)

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2.4

2.8

18O

W (

‰V

SM

OW

)

Page 81: Tese Portilho_Ramos 2010

81

7 DISCUSSÕES 7.1 FREQUÊNCIA DA FAUNA DE FORAMINÍFEROS PLANCTÔNICOS E SUA

RELAÇÃO COM A TEMPERATURA, SALINIDADE E PRODUTIVIDADE

Com a análise da assembléia de foraminíferos planctônicos encontrados nos

testemunhos JPC-17, JPC-95 e GeoB 6206-3 (Figura 13, 14, 15 e 16), foi possível

reconhecer padrões de frequência semelhantes de alguns táxons ao longo desses

testemunhos, enquanto outros discordavam. Muitas dessas discordâncias podem ser

atribuídas à resolução dos testemunhos e o comprimento das subzonas registradas.

Por exemplo, a subzona Y1 do testemunho JPC-17 possui 120 cm de comprimento,

enquanto que a mesma subzona apresenta 40 e 440 cm nos testemunhos JPC-95 e

GeoB6206-3. O Holoceno do JPC-17 possui 60 cm, enquanto os outros dois

somente 20 cm. Nesse contexto, os testemunhos registram eventos que ocorreram

em um determinado período de tempo com maior resolução que outros. Mesmo com

essa diferença percebe-se que, excetuando-se a distribuição dos plexos

menardiforme e plexo Pulleniatina que são importantes ferramentas

bioestratigráficas, a distribuição de G. inflata, O. universa e o número total de

foraminíferos planctônicos apresentaram padrão de freqüência comum aos três

testemunhos. A distribuição de G. truncatulinoides sp. aponta para uma maior

frequência durante o intervalo glacial com uma queda em direção ao Holoceno,

porem não foram realizadas análises da direção do enrolamento (destrógero ou

sinistrógero). A direção do enrolamento é importante para identificar diferentes

morfotipos de G. truncatulinoides adaptados a diferentes parâmetros ambientais,

como por exemplo, produtividade (TOLEDO et al., 2007; PIVEL 2010). As demais

espécies G. conglobatus e G. crassaformis sp., incluindo N. dutertrei indicadora de

produtividade (PIVEL, 2010), apresentaram uma distribuição aleatória ao longo

Page 82: Tese Portilho_Ramos 2010

82

desses testemunhos. Na figura 19 e 20, a frequência de foraminíferos planctônicos

do JPC-17 foi comparada com a TSM, a composição isotópica da água do mar

(18OW) e os dados de geoquímica orgânica ao longo do tempo A distribuição de

cada táxon será discutido separadamente.

7.1.1 Plexo menardiforme

O plexo menardiforme é um grupo de espécies que vivem em águas quentes

tropicais e subtropicais (habitam os 200 m superficiais) altamente sensíveis as

variações ambientais, sendo a sua distribuição controlada pela temperatura,

profundidade da termoclina (estratificação vertical da coluna d’água) e

disponibilidade de nutriente (ERICSON e WOLLING, 1968; RAVELO, 1990;

BOLTOVSKOY et al., 1996; WATKINS et al., 1998; CHEN et al., 1998; SCHMIDT et

al., 2004a; MARTINEZ et al., 2007; MACHAIN-CASTILHO et al., 2008). No

testemunho JPC-17 o plexo está ausente durante todo o intervalo glacial refletindo

as baixas temperaturas das águas oceânicas durante essa época. Embora os

resultados de geoquímica orgânica sugerirem alta produtividade durante o glacial, o

plexo menardiforme foi ausente, revelando que a temperatura e/ou a estratificação

da coluna d’água devam ser os principais fatores limitantes.

O plexo menardiforme também esteve ausente dos sedimentos dos

testemunhos JPC-95 e GeoB 6206-3 durante a biozona Y (glacial), indicando que as

baixas temperaturas das águas da região se estenderam a ~300S (localização do

GeoB 6206-3) durante a ultima glaciação. O plexo menardiforme surge no inicio do

Holoceno com porcentagens de 2-3%, acompanhada de um aumento de

temperatura que passa dos 240C e um relativo aumento da produtividade (aumento

das porcentagens de COT, Nitrogênio e carbonato; Figura 22).

Page 83: Tese Portilho_Ramos 2010

83

_________________________________________________________________

Figura 21: Correlação entre a frequência de táxons de foraminíferos planctônico e dados de temperatura (SST) e salinidade (18OW) em função do tempo. A faixa azul e laranja representam respectivamente o glacial e o Holoceno (biozona Y e Z de ERICSON e WOLLIN, 1968). A tarja cinza representa a subzona Y2 de Vicalvi (1999). As faixas azuis escuro na Y2 evidenciam a queda da SST e SSM, enquanto que o tom de laranja claro na biozona Z evidencia a queda na SST e relativo aumento da SSM.

Page 84: Tese Portilho_Ramos 2010

84

O aumento da produtividade durante o Holoceno não foi tão alta como

observado durante o glacial, mas as razões C/N e 13C indicam uma mudança na

fonte e no tipo de matéria orgânica produzida.

Por volta de 7.6ka, a temperatura cai para 22.90C sendo acompanhada por

um desaparecimento do plexo menardiforme. Nesse momento também é observada

uma leve queda em todos os proxies de produtividade. O desaparecimento do plexo

menardiforme a 7.6ka mostra a sua forte sensibilidade a temperatura das águas

oceânicas. Levando em consideração que a estimativa de TSM foi baseada em

ANAND et al. (2003) e essa estimativa varia de acordo com o autor (ver figura 14),

pode-se sugerir que, na região estudada, o plexo menardiforme prefere águas com

temperaturas maiores que 240C (baseada em ANAND et al., 2003). Isso é

confirmado pelas altas porcentagens do plexo menardiforme (com média de 8%)

durante o MIS-5, relacionadas a temperaturas maiores que 240C (dados não

apresentados). Durante o MIS-5 também são observados intervalos de

desaparecimento do plexo menardiforme (caracterizando as subzonas X2, X4, X6 ...

X10 de VICALVI, 1999) relacionados a queda da temperatura (<240C).

Um fato interesante é o retorno do plexo menardiforme as águas da costa Sul-

Sudeste brasileira (entre 230 – 300S), uma vez que aparenta surgir primeiro em

testemunhos localizados mais ao Sul em relação aos localizados mais ao Norte da

região (PIVEL, 2010). Pivel (2010) observou que o plexo menardiforme surgiu por

volta de 8ka no testemunho KF02 (25050’S, 45011’W; 827metros de lâmina d’água) e

de 6ka no SAN76 (24026’S, 42017’W, 1682metros de lâmina d’água), ou seja, 2ka de

diferença. No testemunho GeoB 6201-5 (26°40,22’S, 46°26,46’W, 470metros de

lâmina d’água), localizado próximo ao KF02, o plexo surge por volta de 8ka, (dados

não apresentados), enquanto que no JPC-17 (27o 41.83’ S e 46o 29.64’ W, 1627m

lâmina d’água) esse retorno ocorreu entre 10.4 - 11ka. No presente trabalho não foi

possível identificar as possíveis causas para esse evento, porem uma explicação

pode estar nas condições ambientais as quais as águas da região se encontravam.

Page 85: Tese Portilho_Ramos 2010

85

_________________________________________________________________

Figura 22: Correlação entre a frequência de táxons de foraminíferos

planctônicos e dados de geoquímica orgânica em função do tempo. Estão

representadas as biozonas Y e Z de Ericson e Wollin (1968) e as subzonas Y1

e Y2 de Vicalvi (1999). A tarja cinza mostra a positiva relação de G. inflata, G.

truncatulinoides sp., N. dutertrei e o número de foraminíferos planctônicos/cm3

com a produtividade.

Page 86: Tese Portilho_Ramos 2010

86

Pode ser sugerido que durante a transição do intervalo glacial para o

interglacial, as águas oceânicas da região mais ao Sul possam ter sido mais quentes

e/ou mais estratificadas em relação as do Norte, a ponto de favorecer o

reaparecimento do plexo menardiforme primeiro nessas localidades. Essa diferença

regional no surgimento do plexo menardiforme ao longo da costa Sul-Sudeste

brasileira assim como as possíveis causas para esse fenômeno serão abordados em

futuros trabalhos na região com aumento da malha amostral (mais testemunhos)

aliado a um preciso modelo cronológico (novas datações absolutas por AMS 14C).

7.1.2 Plexo Pulleniatina

As espécies do plexo Pulleniatina são geralmente encontradas habitando

regiões tropicais e subtropicais (BÉ, 1966; BOLTOVSKOY et al., 1996; BAOHUA et

al., 1997; SCHMIDT et al., 2004a), porem podem ser encontradas habitando zonas

de ressurgências equatoriais, onde as águas oceânicas são frias e produtivas

(CHEN et al., 1998; WATKINS et al., 1998; CONAN e BRUMMEN, 2000; YAMAZAK

et al., 2008). A frequência do plexo Pulleniatia ao longo do JPC-17 parece estar

claramente relacionada a temperatura e salinidade (Figura 21). O plexo Pulleniatina

é marcado por desaparecimentos e reaperecimentos no Atlântico durante a última

glaciação (PRELL E DAMUTH (1978); VICALVI, 1997; VICALVI, 1999; PORTILHO-

RAMOS et al., 2006). Durante o glacial ocorrem dois intervalos de presença do plexo

Pulleniatina na qual VICALVI denominou de subzona Y2 e Y4 (ver sessão 5.1). Esse

autor datou o último desaparecimento desse plexo no Pleistoceno estando entre 42-

45ka na bacia de campos, ao Norte da área de estudo. No JPC-17 esse

desaparecimento ocorreu a 30ka, ou seja, de 12 a 15ka depois.

PRELL e DAMUTH (1978) estudaram o desaparecimento de Pulleniatina

obliquiloculata no Atlântico Norte e concluíram que o fato ocorreu de forma diácrona

e progressiva em direção ao Equador (60.000, 50.000 e 35.000 A.P. no Golfo do

México, Oeste do Caribe e Atlântico Equatorial respectivamente), e que a salinidade

estaria controlando a distribuição desse táxon, já que o desaparecimento ocorre

primeiro nas áreas de maior salinidade. No testemunho JPC-17, a abundância do

plexo Pulleniatina aumenta entre 38.1-34.4ka (subzona Y2). Nesse momento é

observado um aumento nas porcentagens de Carbono e Nitrogênio o que sugere um

Page 87: Tese Portilho_Ramos 2010

87

aumento da produtividade local. Os valores de 13CMO passam de ~-21‰ para ~-

20‰ indicando mudanças na matéria orgânica produzida, enquanto a razão C/N

permanece constante (entre 6-7) indicando nenhuma mudança da origem dessa

M.O., que continua sendo marinha (fitoplancton). Dentro da subzona Y2, o plexo

apresenta dois picos de abundância, um a 38.1ka e outro entre 34.4-29.5ka, e um

pico de queda a 35.6ka (Figura 21).

Os picos de abundância ocorrem com a queda simultaneamente da

temperatura e salinidade, enquanto o pico de mínima abundância ocorre com o

aumento da TSM e SSM, o que indica a forte relação do plexo Pulleniatina com

essas variáveis. Na região de estudo a relação do plexo com a TSM e SSM durante

o glacial parece ser mais forte do que com a produtividade, uma vez que no intervalo

entre ~27-18ka o plexo está ausente enquanto que a produtividade continua alta

(porcentagens de Carbono e Nitrogênio alcançando seus valores máximos ao longo

de todo testemunho) e a TSM e a SSM (18OW) sofrem um aumento (2.5oC e 0.9‰

respectivamente), o que evidencia a preferência do plexo Pulleniatina por águas

oceânicas mais frias e menos salinas.

O plexo Pulleniatina desaparece das amostras durante a porção final do

glacial (subzona Y1) só voltando a aparecer no Holoceno, com porcentagens média

quatro vezes menor em relação a Y2 (Figura 21). Durante esse período de tempo

são observadas flutuações na TSM, SSM e na produtividade que não são

acompanhados pelo plexo Pulleniatina. Por volta de 19ka, a TSM e SSM sofrem uma

queda brusca chegando a valores bem próximos aos ocorrido durante a subzona Y2,

enquanto que a produtividade continuava alta, mas mesmo assim o plexo

permaneceu ausente. Dentro do Holoceno, a TSM e SSM apresentam seus maiores

valores ao longo do testemunho; a produtividade volta a aumentar e a razão C/N e

13CMO indicam leve mudanças na fonte e na preservação da matéria orgânica que

continua marinha.

Durante esse intervalo de tempo, o plexo Pulleniatina surge com baixas

porcentagens (0.2%). Nossos resultados sugerem que durante o intervalo glacial a

temperatura e salinidade das águas oceânicas da região foram os principais fatores

limitantes, com uma clara preferência do plexo Pulleniatina a águas frias e menos

salinas. A produtividade parece exercer um controle secundário na frequência do

plexo durante esse intervalo de tempo. A presença do plexo Pulleniatina durante o

Page 88: Tese Portilho_Ramos 2010

88

Holoceno sugere a influência de outro fator ou de uma mistura de fatores, uma vez

que temperatura e salinidade são muito mais altas e a produtividade mais baixas em

relação ao observado durante o glacial, quando o plexo apresentou sua maior

abundância.

7.1.3 Globorotalia inflata

G. inflata é uma espécie de foraminífero planctônico com preferência a águas

oceânicas transicionais, geralmente habitando regiões de média latitude (transição

entre massas subtropicais e subpolares ou convergências) e zonas de ressurgências

(BÉ, 1966; BOLTOVSKOY et al., 1996; UFKES et al., 1998; SCHMIDT et al., 2004a;

CHIESSI et al., 2007). No Leste do Atlântico Sul elas estão relacionadas a águas

frias, com baixa salinidade e altamente produtivas (altas concentrações de Nitrato e

Fosfato) ligadas a zonas de ressurgência e a pluma do rio Congo (UFKES et al.,

1998). No lado Oeste, elas ocorrem na zona de mistura entre a Corrente do Brasil e

a Corrente das Malvinas (Zona de Confluencia Brasil/Malvinas) (BOLTOVSKOY et

al., 1996; CHIESSI et al., 2007).

A frequência de G. inflata no testemunho JPC-17 parece está relacionada a

águas com baixa temperatura, baixa salinidade e alta produtividade (Figura 21). As

maiores porcentagens de G. inflata ocorrem durante o intervalo glacial,

principalmente entre 30-40ka, quando a TSM e SSM é relativamente baixa e a

produtividade é alta (aumento das porcentagens de Carbono orgânico, Nitrogênio,

13CMO e o número de carapaça de planctônicos). No testemunho JPC-17, o

aumento de G. inflata e o número de foraminíferos planctônicos ocorre entre as

subzonas Y2 e Y1 (Figura 16). O mesmo padrão é observado nos testemunhos JPC-

95 e GeoB 6206-3, sendo que no JPC-95 esse aumento ocorre durante a subzona

Y2. Essas evidências revelam que esse evento de redução da temperatura e

salinidade e de aumento da produtividade se estendeu por uma área maior,

chegando até 300S. Durante a parte final da Y1 entrando pelo Holoceno, é

observada uma tendência de queda de G. inflata na qual ocorre simultaneamente

com o aumento da temperatura e salinidade e queda na produtividade (Figura 21).

Isso foi observado nos três testemunhos estudados relevando que o aumento

desses fatores também foram sentidos ao Sul da região.

Page 89: Tese Portilho_Ramos 2010

89

Por volta de 15ka ocorre um relativo aumento nas porcentagens de G. inflata

que não é correlacionado com a diminuição da TSM e SSM, muito menos com a

produtividade. Parece que nesse momento a G. inflata esteja refletindo uma

mudança na fonte e/ou na preservação da matéria orgânica, na qual é refletida pelo

aumento da razão C/N (Figura 21). Durante o Holoceno, os dados de TSM, SSM,

13CMO e porcentagem de Carbono orgânico e o número de planctônicos aumentam,

enquanto G. inflata permanece baixo, o que demonstra um comportamento

diferenciado de G. inflata aos fatores ambientais da região durante a última

deglaciação e Holoceno. O padrão de frequência de G. inflata, com maiores

porcentagens durante o glacial e menores durante o Holoceno, também são

observados na bacia de Campos (VICALVI, 1997 e 1999) e nos testemunhos SAN76

e KF02 na porção Norte da bacia de Santos (PIVEL, 2010).

7.1.4 Globorotalia truncatulinoides sp.

G. truncatulinoides são geralmente encontradas em regiões temperadas e

subpolares (BÉ, 1966; SCHMIDT et al., 2004a). A distribuição de G. truncatulinoides

sp. aponta para uma maior freqüência durante o intervalo glacial com uma queda em

direção ao Holoceno, porem não foram realizadas análises da direção do

enrolamento (destrógero ou sinistrógero). A direção do enrolamento é importante

para identificar diferentes morfotipos de G. truncatulinoides adaptados a diferentes

parâmetros ambientais, como por exemplo, produtividade (TOLEDO et al., 2007;

PIVEL, 2010). De acordo com Renaud e Schmitd (2003), espécimens de G.

truncatulinoides com enrolamento destrógero preferem águas quentes oligotróficas,

enquanto que G. truncatulinoides com enrolamento sinistrógero habitam águas frias

e são mais tolerantes as variações térmicas.

Estudando testemunhos em três regimes hidrológicos distintos no Oceano

Atlântico Sul (Frente Subpolar, Giro Subtropical e Zona de Ressurgência Equatorial),

aqueles autores observaram que durante intervalos glaciais ocorre diminuição na

freqüência de G. truncatulinoides (enrolamento sinistrógero), enquanto que em

intervalos quentes (interglacial/ pós-glacial), ocorre o aumento de G. truncatulinoides

(enrolamento destrógero). No JPC-17 a distribuição de G. truncatulinoides sp.

parece refletir as condições de temperatura, salinidade e produtividade conforme

Page 90: Tese Portilho_Ramos 2010

90

pode ser observado nas figuras 16 e 17. A maior abundância de G. truncatulioides

foi observada entre 40-27ka quando a temperatura e a salinidade estiveram

relativamente mais baixas (média de 22oC e 18OW de 1.5‰) e a produtividade alta

(altas porcentagens de Carbono e Nitrogênio orgânico e altos números de

foraminíferos planctôncos). Durante esse intervalo, a produtividade foi basicamente

marinha, mas o tipo da matéria orgânica produzida mudou conforme pode ser visto

pelos valores de 13CMO e da razão C/N (Figura 22).

A partir de 27ka a abundância de G. truncatulinoides sp. decresce

gradualmente em direção ao topo do testemunho acompanhando o relativo aumento

simultâneo da temperatura e salinidade (figura 21). Nesse momento a produtividade

continua relativamente alta, mas com uma leve tendência de diminuição em direção

ao topo enquanto os valores de 13CMO e C/N permanecem constantes. Entre 13-

11ka é observado um aumento nas porcentagens de G. truncatulinoides sp. que

corresponde a uma leve queda da temperatura e salinidade e a nenhuma variação

dos dados geoquímicos, sugerindo um outro fator responsável por esse aumento.

Durante o Holoceno G. truncatulinoides sp. alcança abundância mais baixas ao

longo de todo o testemunho, refletindo diretamente o aumento da temperatura e

salinidade que apresentam média de 240C e 1.9‰ respectivamente. Nesse intervalo

de tempo os dados de TSM, SSM, 13CMO e porcentagens de Carbono orgânico e o

número de planctônicos aumentam, o que sugere que a frequência de G.

truncatulinoides sp. é fortemente controlada por variações na temperatura e

salinidade das águas da região.

7.1.5 Neogloboquadrina dutertrei

A espécie N. dutertrei é geralmente encontrada habitando regiões tropicais e

subtropicais, onde as águas oceanicas são relativamente quentes e salgadas (RAU

et al., 2002; MARCHAIN-CASTILHO et al., 2008). Por outro lado, diversos estudos

apontam para uma preferência por águas de baixa salinidade e nutritivas

(MARTINEZ et al., 2007), como as encontradas em regiões de ressurgencia (CHEN

et al., 1998; CONAN e BRUMMER, 2000) e infuenciadas por plumas de rios (UFKES

et al., 1998). Rau et al. (2002) sugeriram N. dutertrei como um indicador de aporte

de águas quentes tropicias/subtropicais do oceano Índico para o Atlântico via

Page 91: Tese Portilho_Ramos 2010

91

Corrente das Agulhas. Já Ufkes et al. (1998) observaram uma preferência de N.

dutertrei por águas de baixa salinidade, quentes e produtivas, classificando essa

espécie como característica das águas da pluma do rio do Congo.

No testemunho JPC-17, N. dutertrei apresenta um pico de abundância entre

22-27ka (base da subzona Y1), quando suas porcentagens variam enre 0.6-1.1%.

Nesse momento é observado um relativo aumento da temperatura e salinidade das

águas superficiais da região (Figura 21) na qual ocorre simultaneamente com

aumento de produtividade (aumento do número de planctônocos e das procentagens

de Carbono e Nitrogênio; figura 22). Os resultados apresentados nas figuras 16 e 17

sugerem que a abundância de N. dutertrei não está relacionado diretamente à

temperatura, salinidade e/ou produtividade separadamente, e sim a uma mistura

desses fatores e/ou a influência de outro fator não avaliado nesse estudo. Pode-se

concluir que as condições de temperatura, salinidade e produtividade das águas

oceânicas da região entre 22-27ka foram favoráveis a presença de N. dutertrei, uma

vez que em intervalos de alta TSM, SSM e produtividade (Holoceno), alta TSM, SSM

e baixa produtividade (11-17ka e 40-46ka), baixa TSM, SSM e alta produtividade

(27-40ka) N. dutrertrei esteve praticamente ausente do registro.

Não podemos inferir sobre valores absolutos de temperatura e salinidade

favoráveis a proliferação de N. dutertrei, uma vez que a estimativa de TSM varia de

acordo com a equação aplicada (exemplo da figura 14) enquanto não se tem certeza

de que a relação linear entre 18OW e a salinidade permaneceu constante durante o

passado. O momento de “ótimo” de N. dutretrei também foi observado no GeoB

6206-3 no meio da subzona Y1. Esse testemunho apresenta uma alta resolução

para a subzona Y1 em relação ao JPC-17 e JPC-95, mas as altas porcentagens de

N. dutertrei encontradas no GeoB6206-3 (média de 10%) podem ser explicadas pela

diferença de critério utilizado na classificação de N. dutertrei entre esses

testemunhos. Para o GeoB6206-3, foram incluídos como N dutertrei espécimens nos

quais foram classificados como sendo uma variação de outra espécie para o JPC-

17.

Page 92: Tese Portilho_Ramos 2010

92

7.1.6 Número de foraminíferos

De uma forma geral, a concentração de carapaças de foraminíferos

planctônicos parece estar mais relacionado a produtividade (porcentagens de

Carbono e Nitrogênio) e ao tipo de matéria orgânica produzido (13CMO) do que

efetivamente com a temperatura e salinidade (Figura 21 e 22). Durante o intervalo

glacial (20-40ka), é observado um aumento do número de carapaças de

planctônicos que ocorre junto com um aumento de produtividade, enquanto que a

temperatura e salinidade foram relativamente baixas. Durante a última deglaciação

(11-20ka), há uma queda no número de carapaças e da produtividade, enquanto que

a TSM e a SSM aumentaram. Por fim, durante o Holoceno, todos os fatores sofrem

um relativo aumento, incluindo o número de planctônicos. O tipo de matéria orgânica

produzida ao longo do JPC-17 sofre uma variação que parece ser acompanhada por

flutuações no número de planctônicos (Figura 22).

Uma vez que testemunhos estudados foram analisados utilizando pesos de

sedimentos diferentes (ver sessão 5.1.), não podemos correlacionar os valores

absolutos de carapaças de foraminíferos planctônicos encontrados em cada

testemunho, porém pode-se avaliar a tendência de aumento e redução dos mesmos

ao longo dos testemunhos estudados. O aumento de planctônicos no JPC-17

ocorreu durante a transição entre as subzonas Y2 e Y1 (20-40ka). O mesmo padrão

foi observado no testemunho GeoB 6206-3, mostrando que o aumento do número

de foraminíferos planctônicos em consequência do aumento da produtividade se

extendeu para o Sul da região (30oS) durante o intervalo de tempo entre 20-40ka. Já

no testemunho JPC-95, o aumento do número de planctônicos foi observado

somente durante a subzona Y2, uma vez que o testemunho apresenta uma

resolução muito baixa para a Y1. O aumento do número de planctônicos durante o

Holoceno também foi observado nos três testemunhos estudados.

Page 93: Tese Portilho_Ramos 2010

93

7.2 RECONSTITUIÇÃO PALEOAMBIENTAL DO TESTEMUNHO JPC-17

O testemunho JPC-17 recuperou os últimos 46,6ka, desde o ultimo intervalo

glacial até o Holoceno (5.7ka). Os registros mostram uma grande redução na

temperatura e salinidade das águas superficiais da região durante a última glaciação

(entre 38 – 29.5ka) apresentando um decréscimo total de 2.6oC e ~1.3‰,

respectivamente (figuras 21). A diminuição da temperatura e salinidade inicia-se a

38ka, com uma queda de 2.9oC e 1‰, respectivamente, interrompida por volta de

~35.6ka, com um pronunciado aumento da temperatura e um leve aumento na

salinidade (aumento de 2.5oC e 0.3‰, respectivamente). Por volta de 29.5ka, a

temperatura e salinidade sofrem uma nova queda, sendo a salinidade mais baixa ao

longo de todo o registro (20.3oC e 0.8‰, respectivamente).

Variações na salinidade e na composição isotópica dos oceanos (18OW) são

controladas principalmente pelo balanço evaporação/precipitação local, aporte fluvial

e volume de gelo. Corrigido a influencia do volume de gelo, é possível que a queda

do 18OW (SSM) entre 38 – 29.5ka tenha sido provocada por um aumento do regime

de chuva na região. A precipitação da região Sul-Sudeste do Brasil é governada por

três principais frentes atmosféricas, a monção de verão da América do Sul (South

America Summer Monsoon - SASM), a Zona de Convergência da América do Sul

(South America Convergence Zone - SACZ) e a Frente Polar (frente extratropical).

As duas primeiras são responsáveis por trazer umidade da região Amazônica para o

sudeste brasileiro durante o verão austral, enquanto que a frente polar (extratropical)

traz umidade da região polar e subpolar durante o inverno austral (GAN et al., 2004;

CRUZ et al., 2005a e 2005b; CRUZ et al., 2006). A variabilidade da precipitação na

região de estudo ao longo do tempo parece ser controlada pela intensidade da

insolação de Dezembro a 30oS (precessão) (CRUZ et al., 2005a e 2006; CRUZ et

al., 2007; WANG et al., 2007).

Através de estudos de 18O em estalagmites da caverna Botuverá (Bt2,

27°13′24″S; 49°09′20″W) durante os últimos 116ka como proxy de precipitação

(incluindo área fonte), Cruz et al. (2005a) observaram que ciclos das chuvas na

região da caverna alinhavam-se perfeitamente aos ciclos de insolação de Dezembro

a 30oS, com a maior influencia da SASM (menor influencia de chuvas extratropicais)

durante períodos de alta (baixa) radiação solar no Hemisfério Sul. Esses resultados

Page 94: Tese Portilho_Ramos 2010

94

foram confirmados posteriormente por Wang et al. (2007), que apresentaram

estudos de alta resolução (últimos 90ka) em outra estalagmite da mesma caverna

(Botuverá). Segundo Cruz et al. (2007) o maior volume de chuva ocorre quando a

SASM penetra sobre a região de Botuverá durante períodos de alta insolação de

Dezembro a 300S, enquanto que períodos de baixa insolação são relativamente

mais secos.

Comparando os resultados do JPC-17 (figura 23) com a curva de insolação

de Dezembro a 30oS (precessão) de Berger e Loutre (1991), observa-se que o

intervalo de redução da temperatura e salinidade (38 – 29.5ka) no registro é

harmônico ao período de baixa insolação. Nesse momento a clima da região foi frio

e relativamente seco (CRUZ et al., 2007) com predominância de vegetação de

pastos (BEHLING, 2002; BEHLING et al., 2002 e 2005). A média anual de

precipitação da região durante o glacial foi menor que 1400mm (BEHLING et al.,

2002). No entanto, as altas porcentagens de Carbono e Nitrogênio orgânico e de

carbonato (aumento do numero de carapaças de foraminíferos planctônicos)

sugerem aumento da produtividade local. Esse aumento da produtividade coincide

perfeitamente com o aumento da razão Fe/Ca observada por Heil (2006) na mesma

região. Segundo esse autor, o aumento de Fe/Ca durante o glacial (15-38ka) teria

sido provocado pelo aumento da precipitação na região, sendo esta controlada por

variações orbitais (Obliquidade). Porem os valores de 13C da matéria orgânica (-20

- -21‰) e a razão C/N (7-8) evidenciam produtividade exclusivamente marinha

(fitoplanctônica) sem nenhuma evidência de aporte fluvial ou terrestre (Figura 23). A

razão Fe/Ca, assim como Ti/Ca, em sedimentos marinhos reflete influência terrígena

relacionados a aporte fluvial e/ou erosão costeira (ARZ et al., 1998; BEHLING et al.,

2000; BEHLING et al., 2002). Aumento da razão Ti/Ca foram observados em

testemunhos marinhos coletados na costa brasileira (~20oS) durante o último

intervalo glacial (BEHLING et al., 2002). De acordo com esses autores, o aumento

de Ti/Ca seria o resultado da erosão do banco de Abrólhos e processos de

resedimentação relacionados ao baixo nível do mar ou a erosão continental devido a

reduzida cobertura vegetal durante esse intervalo de tempo.

O rio mais próximo ao testemunho JPC-17 é o rio Itajaí que fica a 80km de

distância a Norte da Ilha de Florianópolis e apresenta uma descarga anual média de

230m3/s. Com a redução da precipitação na região provocado pela menor influencia

da SASM durante esse intervalo de tempo, é pouco provável que as águas do Itajaí

Page 95: Tese Portilho_Ramos 2010

95

sejam as responsáveis pela queda na salinidade registrada. Por outro lado, a

margem continental entre a Argentina e Sul do Brasil (26o-36oS) é banhada pelas

águas costeiras (AC) onde variações na temperatura, salinidade, concentração de

nutrientes e oxigenio dissolvido são uma resposta a eventos de ressurgencia e

descargas de rios, tendo o Rio da Prata (34o-37oS e 54o-58oW) e Lagoa dos Patos

(30o-32oS e 50o-52oW) como principais contribuintes de água doce para o Oeste do

Atlântico Sul (BURRAGE et al., 2008; CAMPOS et al., 2008). É possível que a

redução da temperatura e salinidade registrada entre 38 – 29.5ka possa ter sido

provocada pela maior presença dessas águas na região, principalmente pela pluma

do rio da Prata (PRP).

Atualmente, a pluma do Rio da Prata carrega águas relativamente frias

(<24oC) de baixa salinidade (<32psu) em sentido Norte, alcançando latitudes

próximas a 27oS durante o inverno e retraindo para 32oS durante o verão austral

(CAMPOS et al., 2008; MOLLER et al., 2008; PIOLA et al., 2008a). Durante o

inverno austral também é observado grandes precipitações causadas pela presença

da frente extratropical na região, o que aumenta a vazão do rio da Prata e o

deslocamento da PRP mais para Norte (PIOLA et al., 2008a, 2008b e CAMPOS et

al., 2008).

A redução da precipitação e o período de seca observada por Cruz et al.

(2007) na região de Botuverá durante o intervalo de tempo em questão não implica

que as chuvas, sendo elas provocadas pela SASM ou de origem extratropical,

possam ter se deslocado para o interior do continente, precipitando diretamente

sobre a bacia do rio da Prata, aumentando sua vazão e sua penetração para Norte.

Outro fator importante no comportamento da PRP são os ventos costeiros de

Sudeste e Nordeste (PIOLA et al., 2008a; MOLLER et al., 2008). Moller et al. (2008)

concluíram que a forte presença dos ventos de Sudeste durante o inverno austral

forçam as águas da PRP para Norte deixando-as mais próximo da costa, enquanto

que no verão, ações dos ventos de Nordeste empurram a PRP para Sul permitindo

que águas da corrente do Brasil ocupem a margem continetal Sul brasileira. De

acordo com esses autores, o regime de ventos da região é o principal responsável

pela dinâmica de circulação costeira entre 26o-36oS, sendo mais importante do que a

própria descarga do Rio da Prata em si. Esse fenômeno poderia ter sido amplificado

pela redução do nível do mar durante a glaciação.

Page 96: Tese Portilho_Ramos 2010

96

______________________________________________________________

Figura 23: Correlação entre a temperatura (oC), salinidade (18OW; ‰VSMOW),

dados de geoquímica orgânica e foraminíferos planctônicos do testemunho JPC-

17 com a curva de insolação de Dezembro a 300S de Berger e Loutre (1991). A

linha tracejada representa a média móvel de 3 pontos.

Page 97: Tese Portilho_Ramos 2010

97

É provável que, durante o nível de mar mais baixo e exposição da plataforma

continental, o estuário do rio da Prata pode ter migrado para Leste e se estabelecido

próximo a quebra de plataforma. A menor radiação solar entre 38 – 29.5ka poderia

ter fortalecido a incidencia dos ventos costeiros de Sudoeste sobre a PRP forçando-

a para Norte. As águas menos salinas, frias e nutritivas dessa pluma teriam atingido

a região de estudo e se misturado com as águas da corrente do Brasil, causando a

queda na temperatura e salinidade (18OW) das águas superficiais da região entre 38

– 29.5ka. A PRP teria transportado nutrientes para a região aumentando a

produtividade local. Esse processo criou condições oceânicas favoráveis a

ploriferação de G. inflata, G. truncatulinoides e do plexo Pulleniatina que são

intimamente ligados a condições oceânicas de baixa temperatura e salinidade e alta

produtividade como zonas de ressurgência e pluma de rios (UFKES et al., 1998;

RAU et al., 2002; YAMASAKI et al., 2008).

Outro processo que influenciaria as condições físico-quimica das águas da

região seria mudanças na dinâmica de circulação oceânica. O testemunho JPC-17

foi coletado dentro do domínio da corrente do Brasil (águas tropicais quentes e

salinias), o que leva a sugerir que a redução da temperatura e salinidade (18OW)

das águas superficiais possa estar relacionada a um “enfraquecimento” da corrente

do Brasil (CB) e/ou redução da quantidade de calor e sal transportado por ela para a

região subtropical. O enfraquecimento da CB e/ou a redução do transporte de calor

e sal para Sul pode ter sido causado por (1) “fortalecimento” da corrente das

Malvinas (CM) provocado pelo fortalecimento da circulação circumpolar da Antártica

(CCA) e dos ventos de Oeste (westerlies) durante esse intervalo de tempo e/ou (2)

pelo fortalecimento da produção da AFAN/CTH aumentando o transporte de calor e

sal para o Atlântico Norte via corrente Norte do Brasil (CNB) e reduzindo seu

transporte para o Sul via CB.

De acordo com Wainer e Venegas (2002) o deslocamento sazonal da zona de

confluência Brasil/Malvinas é controlado principalmente pela intensidade da corrente

das Malvinas (CM). A CM é uma continuidade da CCA que flui para Norte ao longo

da costa sudeste da América do Sul, sendo a CCA influenciada diretamente pela

intensidade do westerlies. Durante o inverno austral, a intensificação do westerlies e

da CCA fortalece a CM que transporta águas frias e menos salinas mais para Norte,

causando anomalias na TSM e SSM na região subtropical. Nesse contexto, pode-se

esperar que a queda da TSM e SSM observada entre 38 – 29.5ka pode ter sido

Page 98: Tese Portilho_Ramos 2010

98

causada por um deslocamento da zona de Confluência Brasil/Malvinas para Norte

(um fortalecimento da CM) provocada pela intensificação dos westerlies

(fortalecimento da CCA).

Flutuações latitudinais dos westerlies durante intervalos glaciais são

controversos. Diversos estudos apontam para um deslocamento dos westerlies para

Norte durante intervalos glaciais (Stuut e Lamy, 2004; Kaiser et al., 2005; Toggweiler

et al., 2006; Toggweiler e Russell, 2008), enquanto modelos de circulação oceânica

revelam um deslocamento em sentido Sul dos westerlies (Clauzet et al., 2007). De

acordo com Toggweiler e Russell (2008), o deslocamento dos westerlies durante o

UMG teria sido de 7-100 para Norte em relação à posição atual. Um deslocamento

para Norte durante períodos glaciais pode ter provocado um enfraquecimento da

CCA, uma diminuição da TSM, uma expansão do mar de gelo na Antártica e o

deslocamento das frentes polares e subpolares em direção ao Equador

(BRATHAUER e ABLMANN, 1999; STUUT e LAMY, 2004; GERSONDE, 2005;

TOGGWEILER et al., 2006; TOGGWEILER e RUSSELL, 2008; CARTER e

CORTESE, 2009). Para Clauzet et al. (2007) o deslocamento em sentido Sul dos

westerlies teria fortalecido o transporte da CCA durante o UMG. Todos esses

trabalhos concordam com a migração das frentes oceânicas (frente subtropical,

subpolar e polar) em sentido Norte durante períodos glaciais.

Durante o UMG, a temperatura superficial (TSM) das regiões subpolar e polar

do Atlântico Sul caiu de 3-50C o que provocou o avanço de 30 em latitude das frentes

polares e subpolares em direção ao Equador (BRATHAUER e ABLMANN, 1999) e

um recuo de 2-50 da frente subtropical (CARTER e CORTESE, 2009).

Simultaneamente, o mar de gelo ao redor da Antártica pode ter expandido de 7-100

em latitude para Norte (GERSONDE, 2005).

Atualmente a zona de convergência Brasil/Malvinas se localiza entre 35-400S,

mas precisamente a 380S (CHIESSI et al., 2007). Se deslocarmos a zona de

convergência 50 para o Equador, seu limite mais ao Norte estaria aproximadamente

a 300S, ou seja 30 em latitude ao Sul do testemunho JPC-17. Devemos lembrar que

o deslocamento das frentes polares, subpolares e subtropical para Norte ocorreu

durante o UMG (BRATHAUER e ABLMANN, 1999) e durante esse período é

observado um aumento da TSM e SSM no testemunho JPC-17.

A queda da temperatura e da salinidade (18OW) registrada no JPC-17 ocorreu

durante o MIS-3, que corresponde a um intervalo de tempo de relativo aumento da

Page 99: Tese Portilho_Ramos 2010

99

temperatura global (BARD et al., 1997; BRATHAUER e ABLMANN, 1999; MARRET

et al., 2001; SACHS et al., 2001). Bard et al. (1997) observaram aumento da TSM

entre 40-25 Ka no Oeste do oceano índico, enquanto Sachs et al. (2001)

observaram aumento de 3,50C na temperatura superficial da Bacia do Cabo entre

40-27ka. O aumento relativo da TSM no entorno da Antártica está associado a um

recuo do mar de gelo e das frentes polares e subpolares (Brathauer e Ablmann,

1999). O recuo do mar de gelo da Antártica favorece a entrada, no Atlântico Sul, de

águas quentes e salinas proveniente do oceano Índico via corrente da Agulhas

(Agulhas Leakage) (KNORR e LOHMAN, 2003), o que explicaria o aumento da TSM

observado por Bard et al. (1997) e Sachs et al. (2001). A entrada de águas quentes

e salinas do oceano Índico no Atlântico Sul induz um fortalecimento da circulação

termohalina e da circulação meridional do Atlântico (AMOC) na qual vem sendo

apontada como a principal responsável pela rápida revigoração da CTH durante a

transição entre os eventos Heirinch 1 e o Bolling/Allerod ocorridos na ultima

deglaciação (KNORR e LOHMAN, 2003; CHIESSI et al., 2008).

Estudos revelam que durante o estágio isotópico 3 (MIS-3) a circulação

termohalina esteve em plena atividade (MASLIN, 1995; RUTBERG et al., 2000;

SCHMIDT et al., 2004b), e com isso o transporte de águas quentes e salinas do

Atlântico Sul para o Atlântico Norte via corrente Norte do Brasil. A CNB é a principal

transportadora de águas quente e salinas para o Atlântico Norte, com um transporte

anual médio de ~26 Sv (STRAMMA et al., 1990; JOHNS et al., 1998; SCHOTT et al.,

2005). De acordo com Johns et al. (1998), cerca de 15 Sv desse transporte está

associado a formação da AFAN e a circulação termohalina. Segundo Stramma et al.

(1990), o maior volume transportado pela Corrente Norte do Brasil para o Atlântico

Norte contribui para um enfraquecimento da corrente do Brasil. É provável que a

maior transferência de águas quentes e salinas para o Atlântico Norte em

comparação ao intervalo anterior (entre ~40 –46.6ka) seja responsável pela redução

da TSM e SSM (18OW) na área de estudo. Com a formação da água de fundo do

Atlântico Norte (AFAN) e a CTH circulando normalmente, forçaria a corrente Norte

do Brasil (CNB) a transportar um maior volume de água quente e salina para o

Atlântico Norte, o que levaria a uma redução no transporte de águas quentes e

salinas para a região subtropical via corrente do Brasil.

A influencia da circulação termohalina e das trocas das águas quentes e

salinas entre o Atlântico Sul e o Norte parece ser a hipótese plausível para explicar a

Page 100: Tese Portilho_Ramos 2010

100

queda da TSM e SSM (18OW) entre 38 – 29.5ka. O enfraquecimento da corrente do

Brasil levaria deslocamento da zona de confluência Brasil/Malvinas para Norte. A

baixa insolação durante esse período teria provocado um fortalecimento dos ventos

costeiros de sudeste e uma maior influencia da PRP na região, levando águas frias

de baixa salinidade e rica em nutrientes para a região de estudo, aumentando a

produtividade local. Não é descartado um aumeneto da precipitação durante esse

período de tempo, uma vez que o cinturão de chuva pode ter sido deslocado para o

interior do continente ou até mesmo para o Sul da região de estudo, influenciando

positivamente a vazão do rio da Prata e sua pluma. Todos esses fatores podem

estar envolvidos na queda da temperatura, salinidade e no aumento da

produtividade local. No momento é difícil saber qual desses fatores exerceu maior

influencia no registro do testemunho JPC-17.

Após um período de redução da temperatura e da salinidade (18OW) discutida

anteriormente, é observado um simultâneo aumento de ambos a partir de ~27ka.

Pode-se perceber um primeiro aumento médio na temperatura de 2.5oC entre ~27ka

e ~20.9ka (com uma leve queda de 0.7oC por volta de ~24.6ka) relacionado ao pré

UMG e ao UMG (figuras 24). Durante esse intervalo de tempo, a temperatura se

manteve relativamente constante, variando entre 22.1o-22.8oC (media de 22.4oC).

Comparando os dados de temperatura com o testemunho GeoB-2107-3 (27o10,6’S,

46o27,1’W), observa-se que a TSM do testemunho JPC-17 durante esse período de

tempo foi em média ~1.4oC maior em relação ao GoeB 2107-3 (Figura 24). Grande

parte da diferenças de temperatura registradas nos dois testemunhos pode ser

atribuída ao tipo de proxy aplicado em cada testemunho. A TSM do testemunho

GeoB 2107-3 foi derivada de alquenona (UK37), sendo esse um biomarcador

orgânico produzido por algas haptofitas, incluindo coccoliforídeos (GONIet al., 2004),

enquanto a TSM do JPC-17 foi reconstituída usando a razão Mg/Ca. Discrepâncias

entre estimativas de TSM por alquenona (UK37) e razão Mg/Ca são encontradas em

diversos estudos podendo chegar a 5oC de diferença (NÜRNBERG et al., 2000). O

uso de alquenona (UK37) requer cuidado uma vez que esse composto é de fácil

transporte, podendo ser produzido em uma determinada região/condição e ser

transportado para outra, mascarando o verdadeiro efeito da TSM na região de

deposição.

Uma compilação entre modelos climáticos e TSM estimada por alquenona

(Uk37) durante o UMG, revela que a temperatura média global foi -2.3oC mais baixa

Page 101: Tese Portilho_Ramos 2010

101

em relação ao presente, com o hemisfério Norte levemente mais frio (-2.40C) em

relação ao hemisfério Sul (-2.10C) (ROSSEL-MELÉ et al., 2004). A temperatura

média da região tropical durante o UMG girou em torno de -2 a -30C em relação ao

presente (CLIMAP Project,1981; LEAR et al., 2000; ROSSEL-MELÉ et al., 2004;

BARKER et al., 2005; WELDEAB et al., 2006). Baseado na razão Mg/Ca, Barker et

al. (2005) estimou um resfriamento de 2-3.5oC na região tropical durante o UMG em

relação ao Holoceno tardio. Também baseado na razão Mg/Ca, Weldeab et al.

(2006) observou uma diferença de 30C na temperatura entre o UMG e o Holoceno.

Através de função de transferência baseada em foraminíferos planctônicos Niebler

(2004) estimou em 23.40C a TSM anual durante o UMG (testemunho GeoB 2109-1;

27.910S, 45.880W) bem próximo da temperatura atual da região (23.20C; WOA05;

LOCARNINI et al., 2006). A temperatura durante o UMG (~22.1 – 20.9ka) foi ~10C

mais fria em relação à temperatura atual da região, coerente ao observado por

Toledo et al. (2007), CARLSONet al. (2008) e Pivel (2010) na mesma região. Já o

testemunho GeoB 2107-3 registra uma diferença média de TSM de 3.6oC entre o

UMG e o presente (Figura 24). Os valores de 18OW (salinidade) acompanham o

mesmo padrão da temperatura entre ~27 e ~20.9ka, aumentando em 0.88‰ em

relação ao intervalo anterior, também registrando uma leve queda de ~0.5‰ por

volta de 24.6ka. Durante esse intervalo, os valores de 18OW são bem próximos aos

observados no testemunho GeoB 2107-3, com valores do JPC-17 levemente mais

positivos (0.22‰) (Figura 24). Entre ~22.1-~20.9ka (UMG), o valor médio de 18OW

registrado no testemunho JPC-17 foi de 1.5‰, bem próximo aos valores

encontrados no GeoB 2107-3 e por Carlson et al. (2008) para o testemunho 36GGC

(27o31’S, 46028’W), com os valores médios de 18OW de 1.28‰ e 1.22‰

respectivamente.

Page 102: Tese Portilho_Ramos 2010

102

_

________________________________________________________________

Figura 24: Correlação entre a TSM e SSM entre os testemunhos JPC-17 (27o 41.83’

S e 46o 29.64’ W, lâmina d’água de 1.627 m) e GeoB 2107-3 (27o10,6’S, 46o27,1’W,

lâmina d’água de 1084 m). As faixas escuras mostram o Último Máximo Glacial

(UMG) e os eventos climáticos abruptos de escalas milenares ocorridos no Atlântico

Norte e Groelândia durante a última deglaciação tais como: Heinrich Events (H1),

Bølling- Alleröd (B/A) / Younger Dryas (YD) e o 8.2ka cold event (8.2ka).

Esse intervalo de tempo é caracterizado pelo desaparecimento do plexo

Pulleniatina e pela redução nas porcentagens de G. inflata e G. truncatulinides,

refletindo o aumento da temperatura e salinidade (Figura 23 e 24). Por outro lado, a

produtividade permanece alta, com elevados números de carapaças de

Page 103: Tese Portilho_Ramos 2010

103

foraminíferos planctônicos (~3000 carapaças/cm3) e altas porcentagens de COT

(0.8-1%) e Nitrogênio (0.12 – 0.18%) (Figura 24). Os valores de 13CMO (-18 - -20‰)

se tornaram levemente mais positivos sugerindo uma pequena variação do tipo de

matéria orgânica produzida, enquanto que a razão C/N (6-7) confirma uma

produtividade fitoplanctônica marinha. A combinação de águas tropicais

relativamente quentes e salgadas com disponibilidade de nutriente, incluindo a

qualidade dos mesmos, parece favorável a ploriferação de N. dutertrei, uma espécie

de águas tropicais e subtropicais relacionada a águas produtivas e estratificadas

(RAU et al., 2002; YAMASAKI et al., 2008), que apresentou altas porcentagens

durante esse intervalo de tempo.

O aumento do calor e da salinidade observada entre 27-~20.9ka pode estar

relacionado a (1) redução da influencia da PRP na região, provocada pelo

enfraquecimento dos ventos costeiros de Sudeste e/ou do regime de chuvas na

bacia do rio da Prata; (2) fortalecimento da corrente do Brasil e deslocamento da

confluência Brasil/Malvinas para Sul como conseqüência da redução da CTH e da

AMOC durante esse intervalo de tempo (ARZ et al., 1998 e 1999b; SCHMIDT et al.,

2004b; WELDEAB et al., 2006; CARLSON et al., 2008).

Durante o UMG, Zona de Convergência Intertropical (ITCZ) foi deslocada para

Sul, o que causou mudanças no clima mundial. Esse fenômeno é observado em

modelos climáticos (ZHANG e DELWORTH, 2005; BROCCOLI et al., 2006) e está

associado ao aumento da precipitação no nordeste (ARZ et al., 1998 e 1999a;

BEHLING et al., 2000) no Sul e sudeste brasileiro (CRUZ et al., 2005a; CRUZ et al.,

2006; WANG et al., 2007; CHIESSIet al., 2009). O deslocamento da ITCZ para Sul

aumenta a convecção e o transporte de umidade da Amazônia para o Sudeste

brasileiro através da SASM/SACZ, aumentando o regime de chuvas na região

durante intervalos de tempo de alta radiação solar (CRUZ et al., 2005a, 2006;

WANG et al., 2007). Cruz et al. (2007) identificaram um clima relativamente úmido

na caverna de Botuverá provocados pelas chuvas da SASM durante esse perído

climático. Chiessi et al. (2009) sugeriram que flutuações negativas dos valores

isotópicos da água do mar em escalas decadais (entre 14 – 19ka) foram provocados

pela maior penetração/influencia da PRP associados a itensificação das chuvas das

monções de verão.

Nesse contexto, um aumento da precipitação causada pelo deslocamento da

ITCZ para Sul levaria a um aumento da vazão e da pluma do rio da Prata e

Page 104: Tese Portilho_Ramos 2010

104

consequentemente, uma redução da temperatura e salinidade em nosso registro

durante o último máximo glacial, o que não foi observado. Dessa forma, podemos

levantar as seguintes hipóteses: (1) flutuações na dinâmica de circulação oceânica

como a quantidade de calor e salinidade transportada para a região através da

corrente do Brasil exerce maior influencia no registro de temperatura e salinidade ao

longo do testemunho JPC-17; (2) A produtividade local não parece estar relacionada

a dinâmica de circulação oceânica e nem de precipitação, apontando para outra

fonte de variabilidade que não pode ser confirmada nesse estudo.

Embora recentimente tenha sido questionado recentemente por Lynch-

Stieglitz et al. (2007), diversos estudos apontam para uma redução da circulação

termohalina durante o UMG devido ao colapso na formação da AFAN (MASLIN,

1995; WEBB et al., 1997; BURNS e MASLIN, 1999; SCHMIDT et al., 2004). Durante

esse intervalo de tempo, a AFAN teria se tornado mais rasa sendo substituída pela

Glacial North Atlantic Intermediary Water (GNAIW) (CURRY e OPPO, 2005;

CLAUZET et al., 2007). Segundo MASLIN (1995) uma redução do transporte de

calor das baixas para as altas latitudes em decorrência do enfraquecimento da

AFAN durante intervalos glaciais, teria contribuído para o resfriamento do clima do

Atlântico Norte e conseqüente expansão das calotas de gelo.

Modelos climáticos de circulação oceânica e atmosférica (forçados por fluxo

de água doce no Atlântico Norte para períodos glaciais) mostram que a redução da

CTH provoca um deslocamento da Intertropical Convergence Zone (ITCZ) para Sul,

redução da circulação Meridional do Atlântico (AMOC) e resfriamento do Atlântico

Norte, com aquecimento do Atlântico Sul (ZHANG e DELWORTH, 2005; LeGRANDE

et al., 2006; SWINGEDOUW et al., 2006; WEBER e DRIJFHOUT 2007). Essa

resposta bipolar do clima entre os dois (hemisférios) é conhecida como efeito

SeeSaw (BLUNIER e BROOK, 2001; MASLIN et al., 2001). Registros

paleoclimáticos sugerem uma redução de 30-40% da AMOC durante o UMG

(McMANUS et al., 2004). Além do aporte de água doce e o avanço do mar de gelo

na Groelândia, flutuações da CTH e da AMOC vem sendo relacionadas ao fluxo de

águas quentes e salinas do Oceano Índico para o Atlântico (KNORR e LOHMANN,

2003; CHIESSI et al., 2008). A redução da exportação dessas águas para o Atlântico

Sul pode ter provocado a queda de 2.5OC na TSM observada por Sachs et al. (2001)

no Leste do Atlântico Sul entre 25-19ka. O comportamento antifásico entre a TSM do

Atlântico Sul no lado Oeste (quente) e o Leste (fria) durante o último Máximo glacial

Page 105: Tese Portilho_Ramos 2010

105

também é sugerido por modelos de circulação oceânica (CLAUZET et al., 2007;

CLAUZET et al., 2008).

Estudos revelam que durante o UMG houve uma intensificação dos ventos

alísios de Sudeste (SHI et al., 2001). Estes autores observaram relação entre o

aumento da concentração e do fluxo de pólen em sedimentos do Leste do Atlântico

Sul com fortalecimento dos ventos Alísios de Sudeste. O aumento da intensidade

desses ventos teria sido causado pela diminuição da temperatura no continente

Antártico durante esse intervalo de tempo. Os ventos alísios de Sudeste controlam a

intensidade da Corrente Sul Equatorial (South Equatorial Current – SEC) e

consequentemente, a intensidade da corrente Norte do Brasil e a Corrente do Brasil

(JOHNS et al., 1998).

Conforme visto anteriormente, durante o UMG houve um colapso da CTH e

redução da AMOC. A intensificação dos ventos alísios de sudeste pode ter

impulsionado águas quentes e salinas da SEC em direção ao continente sul

americano, levando a um acumulo de calor e sal no Oeste do Atlântico Equatorial

(SCHMIDT et al., 2004b; McMANUS et al., 2004; WELDEAB et al., 2006). Com o

transporte de águas para o Atlântico Norte reduzido devido à estagnação da CNB,

grande parte das águas quentes e salinas se acumularam na região tropical e

podem ter sido transportadas para Sul através da corrente do Brasil provocando um

relativo aumento da temperatura e salinidade das águas superficiais da região

subtropical do Atlântico Sul durante o UMG. Essa interpretação é coerente com os

resultados de modelos climáticos de circulação oceânica (CLAUZET et al., 2007) na

qual sugerem um fortalecimento da corrente do Brasil durante o Último Máximo

Glacial (UMG).

Flutuações na circulação termohalina (CTH) e na circulação meridional do

Atlântico (AMOC) também ocorreram durante a última deglaciação, sendo

associadas a eventos climáticos abruptos ocorridos em escalas milenares no

Atlântico Norte e na Groelândia conhecidos como o Heinrich Events 1 (H1),

Bolling/Allerod (B/A) e o Younger Dryas (YD) (DANSGAARD et al., 1993; MASLIN,

1995; MASLIN et al., 2001; KNORR e LOHMANN, 2003; McMANUS et al., 2004;

SCHMIDT et al., 2004b; CHIESSI et al., 2008). Estudos revelam que reduções na

CTH em escalas milenares são provocadas por injeções de água doce no Atlântico

Norte proveniente do derretimento da Laurentide Ice Sheet, (MASLIN, 1995;

Page 106: Tese Portilho_Ramos 2010

106

BROECKER et al., 1992; ELLIOT et al., 2002; RAHMSTORF, 2002; LAMBECK et al.,

2002).

Da mesma forma que o UMG, o H1 e o YD são associados ao deslocamento

da ITCZ para Sul (Zhang e Delworth, 2005; Broccoli et al., 2006), aumento da

precipitação no Sudeste e Nordeste brasileiro (ARZ et al., 1998; ARZ et al., 1999A;

BEHLING et al., 2000; CRUZ et al., 2006; WANG et al., 2007), acúmulo de calor e

sal do Oeste do oceano Atlântico tropical e subtropical (SCHMIDT et al., 2004b;

WELDEAB et al., 2006; TOLEDO et al., 2007; CARLSON et al., 2008), aumento da

produtividade devido ao fortalecimento da ressurgência no Pacífico Equatorial

(Kienast et al., 2006) e flutuações na temperatura na Antártica (Kanfoush et al.,

2000; Bianchi e Gersonde 2004).

Usando a relação entre a 18OW–salinidade, Toledo et al. (2007) estimaram

um aumento de ~1.4p.s.u. na salinidade durante a última deglaciação (testemunho

SAN 76 - 24°25′48″S e 42°16′48″W), enquanto Carlson et al. (2008) observaram dois

intervalos de aumento da salinidade no testemunho 36GGC (27°31 S e 46°28W), um

entre 18.8 – 15.6ka e o outro a 13ka, na qual correlacionaram com o Oldest Dryas

(incluindo o H1) e o YD respectivamente. Períodos curtos de grande umidade e

fortes chuvas no Nordeste brasileiro com consequente aumento do aporte fluvial

(concentrações elevadas de pólen e esporos em depósitos marinhos - GeoB 3104-

1), foram observados em 40, 33 e 24 ka e entre 15.5 - 11.8ka BP, sendo relacionado

aos eventos Heinrich, Dansgaard-Oeschger e ao Younger Dryas (BEHLING et al.,

2000).

No testemunho JPC-17, registrou-se uma simultânea queda de temperatura

(1.7oC) e salinidade (0.42‰) a 19.7ka. Essa queda também foi registrada no

testemunho SAN76 (24o26’S, 42o17’W, 1682 metros de profundidade) reanalizado

por Pivel (2010) que observou uma queda de 1.2oC na temperatura média anual

(baseada em função de transferência de foraminíferos planctônicos) e de 1.2 p.s.u.

na salinidade. Após essa queda, identificamos um aumento da salinidade (18OW) de

~1‰ entre 14.8 - 18.4ka e na temperatura de 2.1oC entre 17.1 - 18.4ka na qual foi a

maior registrada durante todo intervalo glacial (Figura 24). Dentro das incertezas

das idades, correlacionamos o aumento da temperatura e salinidade (18OW)

observado no JPC-17 entre 14.8 - 18.4ka com o evento Heinrich 1 (H1) o qual está

associado a diminuição da temperatura na Groelândia 18O (DANGAARD et al.,

Page 107: Tese Portilho_Ramos 2010

107

1993; BLUNIER et al., 1998; GRIP – Greenland Ice Core Project), diminuição da

TSM no Atlântico Norte (WAELBROECK et al., 1998), aumento de temperatura e

salinidade no setor Oeste do Atlântico Tropical (WELDEAB et al., 2006) e Caribe

(SCHMIDT et al., 2004b), aumento da temperatura (D; JOUZEL et al., 2007) e

retração do mar de gelo da Antártica (BIANCHI e GERSONDE 2004), e com os

testemunhos SAN-76 (Toledo et al., 2007; Pivel, 2010), 36GGC (CARLSON et al.,

2008) e o GeoB2107 coletados na mesma região. Os gráficos de correlação de

alguns desses registros podem ser observados na figura 25.

Nesse momento houve uma redução da produtividade local (redução no

número de carapaças de foraminíferos planctônicos e nas porcentagens de COT,

Nitrogênio e CaCO3) e uma mudança na fonte e na matéria orgânica produzida

conforme pode ser observado pela redução dos valores de C/N (8-10) e 13C (-21 - -

22‰) (Figura 24). Todas as espécies de foraminíferos planctônicos estudadas

apresentaram freqüência reduzida durante esse intervalo. O plexo menardiforme,

indicadoras de águas quentes tropicais, esteve ausente apesar das altas

temperaturas (23oC). A mudança na fonte da matéria orgânica pode ser atribuída a

mudança na vegetação do Sul e Sudeste brasileiro passando de pastos durante a

glaciação para uma vegetação mais adaptada ao clima quente (BEHLING, 2002;

BEHLING et al., 2002).

O aumento da TSM e SSM na região tropical e subtropical do Atlântico Sul

durante o H1 está relacionado a redução da CTH e a interrupção da circulação

meridional do Atlântico (AMOC). A quase completa interrupção da AMOC durante o

H1 foi evidenciada pelo aumento dos valores de 231Pa/230Th (0.093) entre 17.5 e

15ka no Oeste do Atlântico Norte (McMANUS et al., 2004). De acordo com esses

autores, a sincronicidade entre os dados de 18O de G. inflata e 231Pa/230Th durante

esse período climático revela que a redução da AMOC está relacionada a redução

da temperatura do Atlântico Norte, a qual é confirmada por Waelbroeck et al. (1998)

e Carlson et al. (2008) (figura 25). A redução da troca de calor entre os dois

oceanos devido ao colapso da AMOC provocou um aumento da temperatura e

salinidade no Oeste do Atlântico tropical (ARZ et al., 1999b; Schmidt et al., 2004b;

Weldeab et al., 2006) que se estende para regiões subtropicais (TOLEDO et al.,

2007; CARLSON et al., 2008). Carlson et al. (2008) correlacionaram o aumento da

temperatura e salinidade da região subtropical do Oeste do Atlântico Sul

Page 108: Tese Portilho_Ramos 2010

108

(testemunho 36GGC; 27o31’S, 46o28’W) com a redução da temperatura e salinidade

do Atlântico Norte durante a última deglaciação e concluíram que o aumento da

temperatura e salinidade no Atlântico Sul foi causado pela redução da AMOC. No

testemunho JPC-17 a estimativa de temperatura e salinidade foram as mais altas ao

longo de todo o intervalo glaciais, possivelmente provocadas pela completa

interrupção da AMOC durante o H1 (McMANUS et al., 2004).

Os resultados deste trabalho são coerentes aos cenários sugeridos por

modelos climáticos (ZHANG e DELWORTH, 2005; LeGRANDE et al., 2006;

CLAUZET et al., 2007), na qual evidenciam um aumento da temperatura e da

salinidade no Atlântico Sul durante intervalos de redução da CTH e da AMOC

ocorridos durante o UMG, H1 e YD. Eles se enquadram perfeitamente ao “efeito

SeeSaw” (BLUNIER et al., 1998; MASLIN et al., 2001), comprovando que o clima

dos dois hemisférios se comportaram de forma oposta durante a última deglaciação.

Os resultados deste estudo sugerem que o aumento da temperatura e da salinidade

durante o H1 esteja relacionado ao aumento do transporte de águas quentes e

salinas da região tropical para subtropical devido ao fortalecimento da corrente do

Brasil conforme sugerido por Arz et al. (1999b). Estes autores observaram uma

diminuição do gradiente de temperatura entre as regiões tropical e subtropical do

Atlântico Sul (4o-25oS) entre 15-17ka (H1) e sugeriram um enfraquecimento da

corrente Norte do Brasil e um fortalecimento da corrente do Brasil devido a redução

da CTH.

Após o H1 foi observada uma queda na temperatura de 0,9oC entre 14.8-

11.9ka e nos valores de 18OW (salinidade) de 0,58‰ entre 13.5 - 11.9ka no

testemunho JPC-17, enquanto no testemunho GeoB-2107-3 houve uma queda de

0.5‰ nos valores de 18OW entre ~14.5 – 11.9ka. Apesar de algumas incertezas no

modelo cronológico proposto, essa queda na TSM e SSM (18OW) pode estar

relacionada aos eventos “Antartic Cold Reversal” (ACR) e ao aquecimento da

Groelândia associado ao evento Bølling-Allerød (B/A) considerado um único período

interstadial que ocorreu entreos stadials Oldest Dryas e Older Dryas (BLUNIER et

al., 1998; KANFOUSH et al., 2000; BLUNIER e BROOK, 2001; BIANCHI e

GERSONDE, 2004).

Page 109: Tese Portilho_Ramos 2010

109

Figura 25: Correlação entre: A- 18O do GRIP (Groelândia; BLUNIER et al., 1998); B- SST do Atlântico Norte (SU 81-18; 37046’N, 10011’W – WAELBROECK et al., 1998); C- SST e D- 18OW do Oeste do Atlântico Equatorial (GeoB 3129-3911; WELDEAB et al., 2006); E- temperatura (D) de Vostock (Antártica; JOUZEL et al., 2007), F- 18OW e G- SST do JPC-17 e GeoB 2107-3. As tarjas em cinza representam o último Máximo Glacial (UMG) e os eventos climáticos abruptos ocorridos durante a última deglaciação. H1- Heinrich Event; B-A Bølling- Alleröd; YD- Younger Dryas; ACR- “Antartic Cold Reversal”. A seta preta indica o MWP1a (Melt Water Pulse 1a), o primeiro pulso de água doce do derretimento da Laurentide Ice sheet no Atlântico Norte após o UMG.

Holoceno YDB-A

LGM

H1

GRIP

ACR

MW

P 1

a

VOSTOK

GeoB3129-3911

Su8118

A

B

C

D

F

E

G

0 4 8 12 16 20

Idade (ka cal. BP)

-44

-42

-40

-38

-36

-34

18 O

(‰)

8

12

16

20

24

SST

(0C

)

23

24

25

26

27

28

29

SS

T(0

C)

-500

-480

-460

-440

-420

D(‰

)

21

22

23

24

25

SS

T(0 C

)

0.8

1.2

1.6

2

2.4

2.8

18 O

W(‰

)

0

0.4

0.8

1.2

1.6

18 O

W(‰

)

JPC-17

GeoB2107-3

Page 110: Tese Portilho_Ramos 2010

110

Esses eventos paleoclimáticos são caracterizados pela reativação da

circulação Termohalina (CTH) e da circulação meridional do Atlântico (AMOC) na

qual proporciona a liberação do calor e salinidade acumulado no Oeste do Atlântico

Tropical durante o H1 (PIOTROWSKI et al., 2004; SCHMIDT et al., 2004b;

McMANUS et al., 2004; Weldeab et al., 2006; CARLSONet al., 2008). McManus et

al. (2004) observaram uma queda na razão 231Pa/230Th (menos que 0.065) a 14.7ka

e sugeriram uma revigoração da AMOC durante o B-A bem próxima a observada

atualmente. Esses autores sugeriram que a revigoração do transporte de calor para

as altas latitudes do Atlântico Norte esteja relacionado ao rápido derretimento da

Laurentide ice sheet e aumento do nível do mar ocorrido por volta de 14ka (“Melt

water pulse 1” - MWP1). Schmidt et al. (2004b) observaram uma significativa

redução da salinidade no Caribe durante o evento de B/A alcançando um mínimo

entre 14.5 – 13.7 ka (idade calibrada). Fluxos de icebergs proveniente da calota de

gelo da Antártica (Antartic Ice-Sheet - AIS) também contribuíram para a redução da

salinidade do Atlântico Sul durante esse intervalo de tempo (KANFOUSH et al.,

2000).

No Oeste do Atlântico Sul, Carlson et al. (2008) observaram uma queda de

0,58‰ nos valores de 18OW entre 15.43 – 14.3ka e um aumento de 0.61‰ entre

14.3 – 13.17ka, enquanto a temperatura só começou a aumentar a partir de 15.37ka.

Na mesma região, Chiessi et al. (2008) observaram um aquecimento de ~6.5oC e

um aumento de 1.2‰ do 18Ow (salinidade) na termoclina permanente durante a

transição entre o H1 e o B/A. De acordo com esses autores, o aumento da

temperatura e salinidade na região foi provocado pelo fluxo de águas quentes e

salinas do oceano Índico para o Atlântico Sul (intensificação do Agulhas Leakage)

que pode estar associada a revigoração do transporte de calor e salinidade para o

Atlântico Norte (revigoração da AMOC).

A redução da temperatura e salinidade nos testemunhos poderia estar

relacionada à reativação da circulação termohalina e da circulação meridional do

Atlântico (AMOC) na qual teria liberado o calor e sal acumulado no Oeste do

Atlântico durante o H1 (fortalecimento da corrente Norte do Brasil) para o Atlântico

Norte. Provavelmente a queda mais acentuada na salinidade observada no registro

(valores próximos aos encontrados durante o UMG) pode ter sido amplificada pela

Page 111: Tese Portilho_Ramos 2010

111

injeção de água doce proveniente do derretimento de icebergs que se soltaram da

Antártica durante esse período climático. É evidente que a baixa resolução dos

testemunhos e a falta de datações absolutas para o testemunho JPC-17

impossibilitam uma melhor interpretação desse evento. Embora exista certa

coerência entre a interpretação aqui apresentada com os trabalhos de Kanfoush et

al. (2000), Schmidt et al. (2004b), McManus et al. (2004), Weldeab et al. (2006) e

Carlson et al. (2008), ela discorda completamente com as observações de Chiessi et

al. (2008). Devido a baixa resolução do testemunho JPC-17 não foi possível

identificar o Younger Dryas, um evento climático abrupto de resfriamento da

Groelandia e do Atlântico Norte semelhante ao Heinrich event 1. O GeoB2107-3

também possui uma baixa resolução, não sendo pssivel identificar o YD (Figura

25).

Após um momento de queda e estabilidade da temperatura foi observado um

forte aumento de 2.20C entre 11.9 - 10.4ka acompanhado por um aumento de 0.83‰

nos valores de 18OW (salinidade), caracterizando o inicio do Holoceno. O mesmo

comportamento foi observado no GeoB2107-3, com os valores de 18OW

aumentando em 0.7‰ entre 12 - 9.5ka (figura 24 e 25). Nesse testemunho a

temperatura aumentou gradualmente desde o UMG, não mostrando nenhuma

variação em escala milenar como observado no JPC-17. Conforme já mencionado,

essa estimativa de TSM foi baseada em alquenona e esta pode ser produzida e

facilmante transportada para outra regiãpo mascarando os resultados de TSM. No

JPC-17 é observado o retorno dos táxons indicadores de águas quentes tropicais

(plexos menardiforme e Pulleniatina) e o “desaparecimento” das adaptadas a águas

mais frias e/ou transicionais (G. inlata e G. truncatulinoides) refletindo as altas

temperaturas (240C) das águas oceânicas da região. A combinação entre o

aumento da temperatura superficial e a produtividade favoreceu a precipitação de

carbonato (aumento das porcentagens de carbonato) como pode ser visto nos altos

números de carapaças de foraminíferos planctônicos (>4.000 carapaças/cm3).

Durante o Holoceno, Toledo et al. (2007) e Pivel (2010) observaram uma

queda de ~1.5‰ nos valores de 18OW enquanto que a TSM permaneceu

praticamente constante na região subtropical do Atlântico Sul (testemunho SAN 76;

24025’48”S e 42016’48”W) em relação ao último período glacial. O mesmo padrão foi

observado na região Oeste do Atlântico tropical, com um decréscimo continuo dos

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112

valores de 18OW (SSM) até alcançar valores atuais (0.75‰) enquanto que a

temperatura permaneceu constante entre 270 e 27.50C (WELDEAB et al., 2006). No

testemunho JPC-17, a diferença da temperatura entre o início do Holoceno e 5.7ka

(amostra de topo) foi apenas de 0.80C, enquanto a queda de 18OW foi mais

acentuada, com uma amplitude de 1.21‰. Boa parte desse processo pode ser

explicada pela reativação da circulação termohalina e o restabelecimento do

transporte de calor e salinidade para o Atlântico Norte (SCHMIDT et al., 2004b;

WELDEAB et al., 2006; TOLEDO et al., 2007). A pequena queda na temperatura

durante o Holoceno pode ser atribuída ao aumento gradual da temperatura do

planeta após o último período glacial, relacionado a fatores orbitais conhecido como

ciclos de Milankovitch (KUKLA e GAVIN, 2004), o que é consistente com modelos

climáticos (ZHANG e DELWORTH, 2005; LeGRANDE et al., 2006; SWINGEDOUW

et al., 2006).

Por volta de 7.6ka foi observado uma redução de 1.10C na temperatura e

aumento de salinidade (18OW) de 0.6‰ (Figura 26). Esse evento foi marcado não

só pelo aumento dos valores de 18O em carapaças de G. ruber nos testemunhos

JPC-17 (aumento de 0.67‰) e GeoB 2107-3 (aumento de 0.52‰), bem como pelo

desaparecimento do plexo menardiforme, um táxon altamente sensível a variações

na temperatura, nutriente e profundidade da termoclina (ERICSON e WOLLING,

1968; WATKINS et al., 1998; RAVELO 1990; CHEN et al., 1998; MARTINEZ et al.,

2007) (Figura 26). Dentro das incertezas da idade, a anomalia da TSM e SSM pode

ser correlacionada com o evento climático abrupto ocorrido durante o Holoceno

conhecido como “8.2 cold event”. O desaparecimento do plexo menardiforme sugere

redução da temperatura e do gradiente vertical de temperatura (termoclina rasa) o

que é coerente com a redução de 1.10C na TSM.

Pivel (2010) também observou um evento climático durante o Holoceno nos

testemunhos SAN76 (24°25′48″S e 42°16′48″W) e KF02 (25050’S, 45011’W),

relacionados ao evento de 8.2ka. Nesses testemunhos o evento de 8.2ka foi

caracterizado por diminuição tanto da temperatura quanto da salinidade das águas

da região. Esses registros relevam uma diminuição da temperatura entre 24-27oS,

mas um aumento da salinidade no Sul e redução no Norte dessa área. Assim como

os eventos de Heinrich e o Younger Dryas, o evento de 8.2ka está relacionado a

estagnação na circulação termohalina provocado por um catastrófico colapso do

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113

gelo remanescente da Laurentide ice sheet na qual lançou um volume de 2 x 1014 m3

de água doce através do estreito de Hudson dentro do Atlântico Norte (BARBER et

al., 1999). Conforme visto anteriormente, a redução da CTH e da AMOC leva ao

aumento da temperatura e salinidade na região de estudo, porém nossos registros

revelam diminuição da temperatura e um aumento da salinidade, o que descarta a

influências provocadas por mudança na circulação oceânica, uma vez que um

gradiente de salinidade Norte-Sul levaria a uma tendência de aumento de salinidade

em sentido Norte.

Cheng et al. (2009) sugereiu uma intensificação das chuvas das monções de

verão (SASM) durante o evento de 8.2ka no qual ocorre em antifase com as

monções da Ásia. A intensificação das monções de verão provoca aumento da

precipitação no Sul-Sudeste brasileiro (CRUZ et al., 2005; CRUZ et al., 2007; WANG

et al., 2007) o que provocaria uma diminuição da salinidade das águas superficiais, o

que é coerente com as observações de Pivel (2010). Aumento da precipitação

relacionado ao evento 8.2ka foi observado em uma ilha no Centro-Sul do Atlântico

Sul (LJUNG et al., 2007). Esses autores relacionaram o aumento das chuvas com

um possivel aumento da temperatura superficial do Atlântico Sul sugerido por

modelos climáticos durante eventos de resfriamento do Atlântico Norte (LeGRANDE

et al., 2006).

O aumento da precipitação sugerido por Cheng et al. (2009) foram

registradas em cavernas localizadas entre 12-13oS, enquanto que os testemunhos

SAN76 e KF02 estão localizados ~24oS. O aumento (diminuição) da salinidade

observada no testemunho JPC-17 (testemunhos SAN76 e KF02) durante o evento

de 8.2ka sugere que a influencia das chuvas das monções de verão foram limitadas

mais ao Norte da região, não influenciando a área de coleta do JPC-17. Bianchi e

Gersonde (2004) observaram queda na temperatura e avanço do mar de gelo na

Antártica entre 7-9ka relacionado ao evento de 8.2ka. Esse evento foi oposto aos

eventos de Heinrich e o Younger Dryas, quando houve um aumento da temperatura

e recuo do mar de gelo na Antártica (BIANCHI e GERSONDE, 2004) o que apóia a

interpretação de que as respostas regional ao evento de 8.2ka tenha sido provocado

por mudanças na circulação atmosférica.

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114

____________________________________________________________

Figura 26: Correlação entre a razão Mg/Ca, 18OW (VSMOW), 18O de

G. ruber do JPC-17 (VPDB), 18O de G. ruber do GeoB 2107-3 (VPDB) e

porcentagem do plexo menardiforme (taxon de foraminífero planctônicos

indicador de águas quentes e termoclina profunda). A tarja cinza

evidencia o possivel evento de 8.2ka.

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115

8 CONCLUSÕES

Os sedimentos do testemunho JPC-17 recuperaram os últimos 46.6ka,

abrangendo a última glaciação e o Holoceno, na qual correspondem aos

estágios isotópicos 3 ao 1 (MIS-3, MIS-2 e MIS-1). Através das análises de 18O

e razão Mg/Ca de carapaças de Globigerinoides ruber (branco) foi possivel

reconstituir a temperatura e a salinidade das águas superficiais da região

subtropical do Atlântico Sul (margem continental Sudeste brasileira) durante

esses intervalos climáticos. A temperatura oscilou entre 200C (durante o

intervalo glacial) e 24.30C (início do Holoceno) enquanto que os valores de

18OW (proxy para salinidade) flutuou entre 0.79‰ (durante o intervalo glacial) e

2.4‰ (início do Holoceno). Foi possivel reconhecer dois intervalos de aumento

relativo na temperatura (TSM) e salinidade (SSM) ao longo dos últimos 46.6ka

do testemunho no qual foram reconhecidas as assinaturas do último Máximo

Glacial (UMG) e do Heirinch Event 1 (H1).

A temperatura durante o UMG foi estimada em torno de 10C mais fria em

relação ao Holoceno, o que é coerente com temperatura estimada para região por

outros autores. Foi observada uma queda da temperatura e salinidade entre 14.8 –

11.9ka provavelmente relacionado ao evento climático Bollin/Allerod (B/A) ocorrido na

Groelandia e no Atlântico Norte durante a última deglaciação. Esse evento está

relacionado ao ACR (Antartic Cold Reversal) ocorrido quase simultaneamente na

Antártica. Devido a baixa resolução do testemunho não foi possivel identificar o do

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116

Younger Dryas (YD). Durante o Holoceno foi observado um pico de redução da

temperatura e de aumento da salinidade provavelmente relacionado evento frio de

8.2ka. Embora haja inconsistencia nos resultados de salinidade, a consistente queda

da temperatura durante esse evento climático também observado por outros autores

na região, o que sugere uma resposta regional a mudanças na circulação

atmosférica.

Este trabalho revela que as variações na TSM e SSM coincidem com variações

climáticas ocorridas no Hemisfério Norte e estão associadas a flutuações na

formação da Água de fundo do Atlântico Norte (AFAN) e na circulação meridional do

Atlântico (AMOC). As águas da SEC é transportada pela CNB para o Atlântico Norte

para compensar a formação da AFAN/CTH, enfraquecendo a CB e o transporte de

calor e salinidade para o Atlantico Sul. Os resultados sugerem que aumento

(diminuição) na TSM e SSM na região subtropical do Atlântico Sul é controlada pelo

fortalecimento (enfraquecimento) da CB provocado por colapsos (ativação) da CTH e

AMOC durante os últimos ~50ka.

Variações no regime de chuvas na região possivelmente desempenham papel

importante nas variações da salinidade das águas oceanicas na região, porem as

mudanças no padrão de circulação oceanica parece ser a principal responsável pelas

oscilações da temperatura e salinidade ao longo do testemunho JPC-17. A frequência

dos taxons de foraminíferos planctônicos visivelmente respondem mais as variações

na temperatura e salinidade das águas oceanicas da região do que a produtividade.

Para determinas das especies a produtividade sobresai sobre a temperatura e

salinidade, mas para a maioria, ela representa um fator secundário. Foi evidenciado

que a matéria orgânica produzida foi exclusivamente marinha (algas fitoplanctônicas),

com uma leve mudança no tipo e a fonte dessa matéria organica durante o intervalo

glacial e o Holoceno. Foi evidenciado que a produtividade local não esteve

relacionada as variações na dinamica de circulação oceanica o que sugere a

presença/influencia de um outro mecanismo ligado a produtividade na região, na qual

será acessado em trabalhos futuros.

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117

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