Modelagem paleobatimétrica baseada em foraminíferos e aplicada a identificação de transporte de sedimentos neríticos

Abstract

A identificação de eventos relacionados ao transporte de sedimentos ao longo da margem continental contribui para a compreensão da resposta dos processos sedimentares às mudanças climato-oceanográficas. Os foraminíferos, microfósseis amplamente utilizados como bioindicadores, possuem distribuição influenciada por fatores ambientais, com a zonação ecológica das espécies coincidindo com gradientes batimétricos e latitudinais. Esta pesquisa visa identificar períodos de intensificação do aporte de sedimentos da plataforma continental para o talude durante o Quaternário tardio a partir de modelagem preditiva aplicada em testemunhos sedimentares. Para a construção dos modelos batimétricos foram compilados dados publicados de abundância relativa de 30 táxons de foraminíferos bentônicos provenientes de 231 amostras superficiais, localizadas entre 18° e 40°S e entre 10 e 3000 m de profundidade. Sete táxons foram estatisticamente selecionados como representativos do gradiente batimétrico: Ammonia, Elphidiinae, Quinqueloculina, Uvigerina, Alabaminella, Gavelinopsis, Cibicidoides. Dois modelos preditivos, baseados em regressão logística ordinal, foram usados para estimar as classes de profundidade das amostras: modelo representativo do gradiente batimétrico abrangendo toda a margem continental (plataforma interna, media-externa e talude), utilizando sete táxons como variáveis preditoras; e modelo ajustado ao talude continental (talude superior, médio e inferior), com quatro táxons. Ambos os modelos foram aplicados em três testemunhos, com idades entre cerca de 7 e 110 mil anos, coletados no talude inferior da Bacia de Pelotas. Os resultados dos modelos indicaram aporte restrito de testas provenientes da plataforma ao longo do período de deposição destes testemunhos. No entanto, foram encontradas evidências de intensificação do transporte downslope há 64,9 ka (EIM 4) no testemunho SIS249 e na profundidade de 80 cm do testemunho REG566. O aumento nas probabilidades das classes indicadoras de aporte de sedimentos neríticos coincidiu, em algumas amostras, com o aumento da porcentagem de areia detrítica, da taxa de sedimentação e com a redução da razão P:B, podendo estar relacionado a uma condição de nível do mar mais baixa durante os períodos glaciais. Este estudo demonstra que a modelagem batimétrica baseada em foraminíferos, em conjunto com outros proxies paleoceanográficos, contribui para a compreensão dos processos sedimentares nas margens continentais e de como as mudanças climáticas podem afetar os ecossistemas de mar profundo.

Identifying events related to sediment transport along the continental margin contributes to understanding how sedimentary processes respond to climatic-oceanographic changes. Foraminifera, microfossils widely used as bioindicators, have distribution influenced by environmental factors, with the ecological zonation of species aligning with bathymetric and latitudinal gradients. This research aims to identify periods of intensified sediment input from the continental shelf to the slope during the late Quaternary using predictive modeling applied to sedimentary cores. To build the bathymetric models, published data on the relative abundance of 30 taxa of benthic foraminifera from 231 surface samples, located between 18° and 40°S and between 10 and 3000 m deep, were compiled. Seven taxa were statistically selected as representative of the bathymetric gradient: Ammonia, Elphidiinae, Quinqueloculina, Uvigerina, Alabaminella, Gavelinopsis, Cibicidoides. Two predictive models, based on ordinal logistic regression, were used to estimate the depth classes of the samples: one model representing the bathymetric gradient across the entire continental margin (inner shelf, mid outer shelf and slope), using seven taxa as predictor variables; the other model focused on the continental slope (upper, middle and lower slope), using four taxa. Both models were applied to three cores, dated between 7 ka and 110 ka, collected from the lower slope of the Pelotas Basin. The results of the models indicated limited input of foraminiferal tests from the shelf throughout the period of deposition of these cores. However, evidence of intensified downslope transport was found at 64.9 ka (MIS 4) in the SIS249 core and at a depth of 80 cm in the REG566 core. The increase in the probabilities of occurrence of bathymetric classes indicative of neritic sediment input coincided, in some samples, with an increase in the percentage of detrital sand, sedimentation rate and a reduction in the P:B ratio, which may be related to lower sea levels during glacial periods. This study demonstrates that bathymetric modeling based on foraminifera, combined with other paleoceanographic proxies, contributes to understanding sedimentary processes on continental margins and how climate change may affect deep-sea ecosystems.