Momentos climáticos e evolução paleoambiental no Pleistoceno-Holoceno na Planície Costeira do Rio Grande do Sul e sua relação com estágios isotópicos marinhos

Abstract

A reconstrução das condições paleoambientais vigentes na porção continental interna da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS), Brasil, no Pleistoceno superior-Holoceno (38.900–38.155 a 1.590–1.515 anos cal Antes do Presente (A.P.)) por registros palinológicos e de macro-charcoal, controlados por análises faciológicas, geomorfológicas e datações radiocarbônicas (14C), em perfil sedimentar da turfeira de Águas Claras (30o06'24,39” S; 50o49'04,90” W), permitiram inferir que ecossistemas terrestres são muito sensíveis às mudanças de vegetação, impulsionadas pela variabilidade climática em uma escala de tempo milenar. O conjunto de dados permitiu estabelecer diferentes momentos climáticos (MC) e conjecturar que as regiões subtropicais continentais experimentaram variações climáticas com frequência semelhante à identificada em testemunhos de sedimentos marinhos de altas latitudes no Hemisfério Norte, evidente em proxies do sistema de estágios isotópicos marinhos (MIS). O registro interstadial MIS 3 foi confirmado na associação de fácies basal (AF) II [m-fS/om], no MC datado de 38.900–38.155 anos cal A.P., correspondente a uma paisagem com raras árvores, sob condições paleoclimáticas do subestágio Dansgaard–Oeschger (D–O) 8, quando vigoraram condições amenas e mais úmidas. O MC de idade de 14.865–14.230 anos cal A.P. corresponde à fase final do estágio MIS 2, em uma paisagem dominada por ervas e com redução de árvores, caracterizado por condições gerais mais secas e coincidente com o início da retração de gelo da Antártica Ocidental sob influência do Último Máximo Glacial. As concentrações de macro-charcoal de fundo, procedentes de amostras datadas e relacionáveis aos MIS 3 e MIS 2, foram atribuídas a incêndios ocorrentes em diferentes ambientes, depositados em lagoas rasas e pântanos, e atribuídas principalmente a distintos eventos regionais. O registro palinológico do MC 7.329–7.165 anos cal A.P. aponta para a uma diminuição repentina da temperatura já evidenciada em outras regiões do Hemisfério Sul, após o máximo termal do Holoceno, que ocorreu em aproximadamente 8.000 anos cal A.P. A paisagem nesse intervalo constituída eminentemente por vegetação herbácea, era caracterizada pela presença de pântanos com umidade superficial. A evolução das condições paleoambientais de pântano para a turfeira, com aumento da diversidade de grupos vegetacionais, correspondente ao MC de 5.640–5.635 anos cal A.P., foi quase contemporânea à transgressão máxima do nível do mar no extremo sul do Brasil (aproximadamente 5.600 anos cal A.P.). O aumento gradativo de macro-charcoal nesse intervalo indica a recorrência de incêndios vegetacionais regionais. O MC de 1.590–1.515 anos cal A.P., registra mudanças bruscas nas assembleias palinológicas e evidências de um grande incêndio local indicado pela ocorrência de pico expressivo de macro-charcoal, apontando para a diminuição na umidade na área da turfeira e seus arredores, condições que permaneceram até o início da influência antrópica no manejo da turfeira, detectada pela presença de formas exóticas. As reconstruções das paisagens foram desenvolvidas ao longo do intervalo temporal analisado (de 38.000 anos A.P. até 1.500 anos A.P.), a partir da integração de dados palinológicos e macro-charcoal, apoiados em análises faciológicas e geomorfológicas, controlados por idades radiocarbônicas. Os dados obtidos em diferentes idades permitiram inferir, que os MC incluídos no MIS 3, MIS 2 e MIS 1, podem ser correlacionados com mudanças climáticas milenares evidenciadas na curva de temperatura da Antártica, a partir de perfis da razão de isótopos 2H/1H de alta resolução em testemunhos de gelo e a boa correlação entre os diferentes MCs da PCRS e variações da curva de temperatura da Antártica sugere que estas variações também se refletiram no Atlântico Sul no intervalo estudado.

The reconstruction of climatic conditions through palynological and charcoal records controlled by faciological and geomorphologic analyses and radiometric dating (14C) in columnar profile from Águas Claras peatland (30o06’24.39” S; 50o49’04.90” W) in the inner, continental portion of the Coastal Plain in Rio Grande do Sul State, Brazil (CPRS) within the Late Pleistocene/Holocene (38,900–38,155 cal yr B.P. to 1,590– 1,515 cal yr B.P.) show that terrestrial ecosystems respond sensitively to vegetation changes driven by climatic variability on a millennial timescale. The data assemblage led to the conjecture that the continental subtropical regions experienced a similar frequency of climatic variation, as identified in marine sediment cores from high northern latitudes, which is evident in marine isotopic stage (MIS) system proxies. The interstadial MIS 3 record was confirmed in the basal facies association (FA) II [m-fS/om], of the climatic moment dated at 38,900–38,155 cal yr B.P., under paleolimatic conditions of the Dansgaard–Oeschger (D–O) 8 substage, when mild and wetter conditions prevailed. The climatic moment 14,865–14,230 cal yr B.P. age corresponds to the topmost MIS 2, which coincides with the onset of the West Antarctic Ice Sheet retreat under the influence of the Last Glacial Maximum. The background macro-charcoal concentrations found in samples dated as MIS 3 and MIS 2 were attributed to fires from different environments, deposited in shallow ponds and marshy environments, and linked to regional rather than local fires. The palynological record of the climatic moment 7,329–7,165 yr BP pointed to a sudden decrease in temperature, already evidenced in other regions of the Southern Hemisphere after the Holocene thermal maximum that occurred at approximately 8,000 yr B.P. In this interval, composed eminently of herbs, the landscape was characterized by marshes with superficial humidity. A change toward higher temperatures and humid peat-generating environments, corresponding to the climatic moment of 5,640–5,635cal yr B.P., almost contemporaneously with the maximum sea level transgression in southernmost Brazil (approximately 5,600 cal yr B.P.). The climatic moment 1,590–1,515 cal yr B.P., sharp changes in the palynological assemblages and evidence of a major local fire, indicated by the occurrence of an expressive macro-charcoal peak, pointed to a decrease in humidity in the peatland area and its surroundings, that remained until the beginning of anthropogenic influence on peatland management, detected by the presence of exotic forms. Reconstructions of landscapes were developed throughout the analyzed temporal interval (38,000 yr B.P. to 1,500 yr B.P.) by integrating palynological and macro- charcoal data based on faciological and geomorphological analyses and controlled by radiometric age. The data assemblage obtained at different ages led to the inference that climatic moments included within MIS 3, MIS 2, and MIS 1 can be correlated with millennial climatic changes evidenced in the Antarctic temperature curve based on profiles of the 2H/1H isotope ratio of high resolution in ice cores and the good correlation between CPRS CMs and variations in the Antarctic temperature curve suggests that these variations were also reflected in the South Atlantic in the studied interval.