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Title: Paleoceanografia do sistema de ressurgência de Cabo Frio (RJ) nos últimos 12.000 anos inferida por geoquímica e assembleias de foraminíferos planctônicos
Authors: Lessa, Douglas Villela de Oliveira
metadata.dc.contributor.advisor: Albuquerque, Ana Luiza Spadano
metadata.dc.contributor.advisorco: Turcq, Bruno Jean
metadata.dc.contributor.members: Barbosa, Cátia Fernandes
Chiessi, Cristiano Mazur
Debenay, Jean Pierre
Servain, Jacques
Sifeddine, Abdelfettah
Issue Date: 19-Sep-2016
Abstract: A presente tese teve o objetivo de reconstruir a paleoceanografia do Sistema de Ressurgência de Cabo Frio (SRCF) nos últimos 12.000 anos através da utilização de proxies ecológicos (comparação entre as assembleias do SRCF com as assembleias das áreas adjacentes com diferentes feições oceanográficas) e geoquímicos de foraminíferos planctônicos, além de obter maior conhecimento sobre a distribuição das espécies sob diferentes configurações oceanográficas, e avaliar e aplicar a recente metodologia de ablação a laser + ICP-MS para análises elementares em carbonatos de foraminíferos. Para isso, 34 topos de box-cores englobando o SRCF e as áreas adjacentes nas bacias de Santos e Campos e dois testemunhos a gravidade foram usados. O agrupamento das assembleias na Margem Continental do Rio de Janeiro (MCRJ) indicou a ocorrência de quatro principais biofáciess espacialmente bem-separadas: biofácies A - talude da bacia de Campos (contribuição de espécies tropicais e subtropicais caracterizando a frente da Corrente do Brasil, CB), biofácies B - bacia de Santos (maiores contribuições de espécies relacionadas à produtividade, caracterizando sinal de mistura de massas de água costeiras produtivas e oceânicas oligotróficas), biofácies C – setor norte do SRCF (contribuições de G. ruber e Globigerina bulloides, caracterizando ambiente de ressurgência com frequentes atenuações por águas quentes) e a biofácies D – setor sul do SRCF (contribuição de espécies indicadoras de águas frias e produtivas, caracterizando uma configuração influenciada pela ressurgência Ekman). Além disso, a distribuição espacial de Globoturborotalita rubescens revelou preferencia desta espécie por águas de plataforma continental e Globigerinella calida sendo associada a pós-ressurgência. Os testemunhos CF10-01B (mais distante da costa) e CF10-09A (mais próximo da costa) cobrem os últimos 11,5 e 7,1 ka cal, respectivamente sendo o primeiro mais influenciado pela Corrente do Brasil, expressando um sinal mais fraco da ressurgência que o segundo. No testemunho CF10-01B, o 18O de G. ruber foi mais variável que o 18O de G. bulloides apresentando dois períodos de diminuição após 9,0 ka cal AP e após 4,0 ka cal AP, enquanto o 18O de G. bulloides diminui após 9,0 ka cal AP e permanece constante até o topo. No testemunho CF10-09A, o 18O das duas espécies variaram de forma antagônica com uma mudança entre 5,0 e 4,5 ka cal AP onde o 18O de G. ruber diminui de -0,4 para -1,0 ‰ e o 18O de G. bulloides aumenta de -0,8 para 0,0 ‰. Os resultados da razão Mg/Ca obtidos pelo método de ablação a laser indicaram uma heterogeneidade intra-câmara que resultou em uma incerteza de 1,49°C para reconstruções com G. ruber e 0,6°C para G. bulloides, assim como amplitudes individuais de 3,0 a 4,0 mmol/mol para G. ruber e de 3,0 a 5,0 mmol/mol para G. bulloides e diferenças significativas entre a última câmara (f) e as anteriores (f-1 e f-2) para as duas espécies. Tais efeitos foram associados ao efeito vital de simbiontes, a grande amplitude de temperatura existente sazonalmente no SRCF e a migração das espécies para águas mais profundas durante a reprodução. As razões Mg/Ca obtidas pelo método clássico foram geralmente mais altas que as razões obtidas pelo método de ablação a laser (LA-ICP-MS) mas se aproximaram e apresentaram variação temporal semelhante aos valores médios obtidos nas câmaras f-1 e f-2. Dessa forma podemos usar a razão Mg/Ca média das câmaras f-1 e f-2 para reconstruções de paleotemperatura de superfície, habilitando também a utilização da diferença entre as razões Mg/Ca das câmaras anteriores e final de G. ruber para reconstruir a estratificação da água. Entretanto, a diferente variabilidade entre a razão Mg/Ca da câmara f de G. ruber e a razão média de G. bulloides indicou possíveis sucessões sazonais, o que nos fez associar as temperaturas reconstruída por G. bulloides como temperaturas da camada de máximo de clorofila, podendo ser associada a intensidade da ressurgência. O período de variação do nível do mar (11,5 – 6,0 ka cal AP) foi marcado pela presença de águas frias, produtivas e homogêneas associadas possivelmente à ressurgência costeira cuja contribuição diminuiu à medida que a transgressão seguia e a frente da CB se aproximava, alcançando um primeiro máximo entre 7,0 e 6,0 ka cal AP no ponto 1 e entre 6,0 e 5,5 ka cal AP no ponto 9, marcado por águas quentes na superfície e frias na subsuperfície. Entre 5,5 e 3,5 ka cal AP, a ressurgência gradualmente se intensifica com maiores efeitos próximo a costa e mais restrita a subsuperfície na porção distal. A influência costeira apresenta um aumento em 5,0 ka cal AP na porção proximal e 4,0 ka cal AP na região distal. Entre 3,5 e 2,5 ka cal AP um forte sinal de águas quentes pouco estratificadas foi observado com maior influência de águas oligotróficas no ponto 9 e mistura de águas costeiras e oceânicas no ponto 1. Após 2,5 ka cal AP, o SRCF adquire suas configurações atuais marcadas por eventos intensos de ressurgência na porção proximal da plataforma e mais restritos a subsuperfície na porção distal. Isso pode ser associado ao fortalecimento da ZCAS ligado a intensificação da monsão Sulamericana no Holoceno Superior devido ao aumento da insolação de verão.
metadata.dc.description.abstractother: This thesis aimed to rebuild the palaeoceanography of Cabo Frio Upwelling System (CFUS) in the last 12,000 years through the use of ecological (comparison between the CFUS assemblages and adjacent areas assemblages with different oceanographic features) and geochemical proxies of planktonic foraminifera, and obtain more knowledge about the distribution of species under different oceanographic settings, and evaluating and implementing the recent LA-ICP-MS methodology for elemental analysis in foraminifera carbonates. For this, 34 box-cores tops encompassing the CFUS and adjacent areas in the Santos and Campos basins and two gravity cores were used. The group analysis of the assemblages in the Rio de Janeiro Continental Margin (RJCM) indicated the presence of four major biofacies spatially well separated: biofacies A - Campos Basin continental slope (contribution of tropical and subtropical species characterizing the Brazil Current front, BC), biofacies B - Santos basin (largest contributions of productivity related species, characterizing a signal of mixing of coastal productive and oceanic oligotrophic waters), biofacies C - northern sector of CFUS (G. ruber and contributions of Globigerina bulloides, featuring environment with frequent attenuated upwelling by warm water intrusions) and biofacies D - southern sector of CFUS (contribution of cold and productive waters species, featuring the Ekman upwelling setting). In addition, the spatial distribution of Globoturborotalita rubescens revealed preference of this species for continental shelf waters and Globigerinella calida being associated with post-upwelling conditions. The cores CF10-01B (offshore) and CF10-09A (inshore) covered the last 11.5 and 7.1 ka cal, respectively being the first most influenced by the Brazil Current and expressing a weaker upwelling signal than the second. In the core CF10-01B, the G. ruber 18O was more variable than the G. bulloides 18O with two decreases after 9.0 ka cal AP and after 4.0 ka cal BP, while the 18O of G. bulloides decreased only after 9.0 ka cal AP and remains constant up to the top. In the core CF10-09A, the 18O of the two species varied opposite with a change between 5.0 and 4.5 cal ka AP where the 18O G. ruber decreases from -0.4 to -1.0 ‰ and 18O of G. bulloides increases from -0.8 to 0.0 ‰. Mg/Ca ratio results by laser ablation method indicated heterogeneity intra-chamber which resulted in uncertainties for reconstructions up to 1.49°C for G. ruber and up to 0.6°C for G. bulloides as well as individual amplitudes from 3.0 to 4.0 mmol/mol to G. ruber and 3.0 to 5.0 mmol/mol to G. bulloides and significant differences between the last chamber (f) and previous (f-1 and f-2) for both species. These effects were associated with the symbiont vital effect, the wide seasonal temperature range in the SRCF and species migration to deeper waters during reproduction. The Mg/Ca ratio generated by the traditional method were generally higher than the ratios Mg/Ca reconstructed through LA-ICP-MS, although, when compared to the average of f-1 and f-2 chambers only, the values show similar mean and variability indicating both methods agree in reconstruction for surface paleotemperatures. It also allows the use of difference between the ratios of final and previous chamber of G. ruber for paleostratification reconstructions. However, the distinct variability between G. ruber f chamber Mg/Ca ratios and average G. bulloides Mg/Ca ratio indicated possible seasonal succession, which made us associate the temperatures reconstructed by G. bulloides to chlorophyll layer temperatures which may be associated with upwelling intensity. The sea level rise (from 11.5 to 6.0 ka cal BP) was marked by the presence of cold productive and homogeneous waters, possibly associated with coastal upwelling whose contribution gradually decreased during the course of the transgression, followed by the penetration of BC front on the shelf, reaching a first maximum between 7.0 and 6.0 ka cal BP offshore and between 6.0 and 5.5 ka cal BP inshore, marked by warm surface waters and cold subsurface waters. Between 5.5 and 3.5 ka cal BP, the upwelling gradually intensifies mainly inshore and restricted to subsurface offshore. An increased coastal influence is also detected with peaks at 5.0 ka cal BP inshore and 4.0 cal ka BP offshore. Between 3.5 and 2.5 ka cal BP a strong signal of warm water was observed with greater influence of oligotrophic waters inshore and mixture of coastal and oceanic waters offshore. After 2.5 ka cal BP, the SRCF acquires its current settings marked by intense upwelling events, better expressed inshore and restricted to subsurface offshore. This change may correspond to an intensification of the SACZ linked to the strengthening of the South American Monsoon during the late Holocene due to the increase in summer insolation.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/2250
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