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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA – CCET
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA
E GEOFÍSICA – PPGG
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO SEDIMENTAR E AMBIENTAL DO ESTUÁRIO DO RIO POTENGI-RN E SUA PLATAFORMA ADJACENTE UTILIZANDO
FORAMINÍFEROS BENTÔNICOS COMO FERRAMENTA AUXILIAR
Autor:
JANIHERYSON FELIPE DE OLIVEIRA MARTINS
Orientadora:
DRA. PATRÍCIA PINHEIRO BECK EICHLER
Co-orientador: DR. MOAB PRAXEDES GOMES
DISSERTAÇÃO Nº: 202/PPGG
NATAL/RN
FEVEREIRODE 2018
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA – CCET
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA
E GEOFÍSICA – PPGG
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
JANIHERYSON FELIPE DE OLIVEIRA MARTINS
CARACTERIZAÇÃO SEDIMENTAR E AMBIENTAL DO ESTUÁRIO DO RIO POTENGI-RN E SUA PLATAFORMA ADJACENTE UTILIZANDO
FORAMINÍFEROS BENTÔNICOS COMO FERRAMENTA AUXILIAR
Dissertação N°.202/PPGG apresentada ao
Programa de Pós-graduação em
Geodinâmica e Geofísica - PPGG, da
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, como requisito à obtenção do título
de Mestre em Geodinâmica e Geofísica,
com área de concentração em
Geodinâmica.
Orientadora: Dra. Patrícia P. Beck Eichler
Co-Orientador: Moab Praxedes Gomes
NATAL/RN
FEVEREIRO DE 2018
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA – CCET
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA
E GEOFÍSICA – PPGG
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
JANIHERYSON FELIPE DE OLIVEIRA MARTINS
CARACTERIZAÇÃO SEDIMENTAR E AMBIENTAL DO ESTUÁRIO DO RIO POTENGI-RN E SUA PLATAFORMA ADJACENTE UTILIZANDO
FORAMINÍFEROS BENTÔNICOS COMO FERRAMENTA AUXILIAR
COMISSÃO EXAMINADORA:
DRA. PATRÍCIA PINHEIRO BECK EICHLER (ORIENTADORA)
DRA. HELENICE VITAL (MEMBRO INTERNO)
DR. ROBERTO LIMA BARCELLOS (UFPE)
(MEMBRO EXTERNO)
NATAL/RN
FEVEREIRO DE 2018
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A Deus, que me proporcionou a vida e a
vontade de realizar.
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"Quem é este que até o vento e o mar lhe
obedecem?" (Marcos 4: 41b).
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Resumo
Os foraminíferos bentônicos são muito utilizados como bioindicadores
ambientais, principalmente em ambientes com altos níveis de poluição e
interação antrópica. Neste trabalho foram utilizados 59 amostras sedimentares
coletadas através de draga Van Veen, além de dados físico-químicos da coluna
d’água utilizando o equipamento CTD (conductivity, temperature and depth). O
objetivo desta pesquisa foi a caracterização sedimentar e ambiental do estuário
do Rio Potengi e de sua plataforma continental interna adjacente. A área de
estudo, correspondente ao estuário, localiza-se entre a ponte Presidente Costa
e Silva e a ponte Nilton Navarro, já a área plataformal está inserida entre as
praias de Mãe Luiza, a sul, e Redinha Nova, a norte, a aproximadamente 10 km
da costa. Em laboratório foram realizadas análises de granulometria, teores de
carbonato e matéria orgânica, além da triagem dos foraminíferos bentônicos.
Como resultados foram obtidos mapas de fácies sedimentares, teores de
carbonato e matéria orgânica, gráficos PCA (principal component analysis),
Cluster e a descrição dos foraminíferos em tabelas. A partir dos resultados foi
possível dividir a área estudada em três porções. A primeira região
compreendendo o estuário, onde predominam areias finas a médias e onde a
concentração de foraminíferos oportunistas indicaram a entrada de poluentes no
canal; a segunda compreende a porção central da plataforma interna, dominada
por uma sedimentação carbonática e com grande abundância de foraminíferos
e, por fim, a terceira região, situada também na plataforma interna, é dominada
por sedimentos siliciclásticos e com baixa abundância de foraminíferos. A
distribuição desses organismos bentônicos caracterizou a área de estudo quanto
a saúde ambiental e mostrou que a Ammonia tepida é dominante no estuário e
a Quinqueloculina lamarckiana na plataforma. A abundância de Amonnia tepida
e a baixa concentração das demais espécies na região estuarina revelou um
ambiente de elevado grau de estresse.
Palavras-chaves: estuário Potengi, plataforma interna, foraminífero bentônico.
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Abstract
Benthic foraminifera are widely used as environmental bioindicators,
especially in environments with high levels of pollution and anthropogenic
interaction. We colleceted 59 sediment samples through Van Veen grab sampler,
as well as physical-chemical data from the water column using the CTD
(conductivity, temperature and depth) equipment. The objective is the
sedimentary and environmental characterization of the Potengi River estuary and
the adjacent inner continental shelf of Rio Grande do Norte4. The study area is
located between Presidente Costa e Silva and Nilton Navarro bridges, while the
continental shelf area is located between the beaches of Mãe Luiza in the south
and Redinha Nova in the north, approximately 10 km from the coast.
Granulometry, carbonate and organic matter contents analyzes, besides the
benthic foraminiferal classification were studied. Sedimentary facies, carbonate
and organic matter contents, PCA (Principal Component analysis), Cluster and
foraminifera data show that the area can be divided into three parts. First part is
the estuary, where fine to medium sands predominate, and foraminiferal
assemblages show evidence of some pollution in the river channel. The second
part is the central portion of the inner shelf, which has carbonate sedimentation
and a great abundance of foraminifera. The third part is also located on the inner
shelf, but has siliciclastic sediments and low abundance of foraminifera. It was
observed that Amonnia tepida are predominant in the estuary and
Quinqueloculina lamarckiana in the shelf. The abundance of Amonnia tepida and
the low concentration of the other species in the estuarine region revealed a high
stress environment.
Keywords: Potengi estuary, inner shelf, benthic foraminifera.
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Agradecimentos
À Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), ao
Departamento de Geologia e ao Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica
e Geofísica pela estrutura e corpo docente qualificado. Pelos recursos
disponibilizados pelo CNPq para a realização deste trabalho através do Projeto
“GeoHabitat e Dinâmica Morfo-Sedimentar do Vale Inciso Estuarino do Rio
Potengi, RN” (nº 462448/2014-2) coordenado pelo Prof. Moab P. Gomes.
À orientadora Dra. Patrícia Eichlerpelo apoio e conhecimentos
compartilhados.
Ao co-orientador Dr. Moab P. Gomes pelo auxílio e disponibilidade ao
longo do desenvolvimento dessa pesquisa.
Ao laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento
Ambiental (GGEMMA), à sua coordenadora Helenice Vital e aos técnicos Junior
e Canindé por todo empenho para a execução desse trabalho.
Ao laboratório de Sedimentologia e Geoquímica do departamento de
Geologia pela disponibilidade para a realização das análises necessárias, em
especial, a Tarsila e Robison que colaboraram durante essas atividades.
Aos meus pais pelo incentivo e pelas mãos estendidas que sempre
celebraram as minhas vitórias.
A minha namorada Luzia pela força e dedicação que me levaram a
conquista de mais uma etapa.
A Deus que me concedeu motivação e não deixou que meus esforços
desfalecessem. A Ele toda a glória!
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Sumário
Sumário ................................................................................................................................. 10
1.1 Introdução ..................................................................................................................... 12
1.2 Localização da área de estudo ................................................................................ 13
2.1 Estuário .......................................................................................................................... 16
2.2 Clima ............................................................................................................................... 19
2.3 Vegetação ...................................................................................................................... 21
2.4 Contexto geológico local ........................................................................................... 22
2.4.1 Bacia Potiguar ......................................................................................................... 22
2.4.1.1 O Grupo Barreiras .......................................................................................... 24
2.4.1.2 Sedimentos Quaternário ............................................................................... 24
3.1 Amostragem de sedimentos ..................................................................................... 26
3.2 Parâmetros biológicos ............................................................................................... 27
3.3 Dados hidrográficos ................................................................................................... 29
3.4 Tratamento dos sedimentos ..................................................................................... 30
4.1 Distribuição dos teores carbonato (CaCO3) ......................................................... 36
4.2 Distribuição dos teores de matéria orgânica ....................................................... 38
4.3 Fácies sedimentares ................................................................................................... 39
4.4 Análises de PCA e Cluster ........................................................................................ 44
4.5 Distribuição dos foraminíferos ................................................................................ 45
5 Artigo .................................................................................................................................. 54
6.1 Considerações finais .................................................................................................. 76
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CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
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Martins, J.F.O. Capítulo I - Introdução
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1.1 Introdução
O uso de foraminíferos bentônicos como bioindicadores tem se
destacado. Esses organismos são amplamente utilizados em diversos estudos
de caracterização ambiental (Armynotdu Châteletet al., 2004; Alves, 1995),
reconstrução paleoambiental (Nouradini et al., 2015; Maccotta et al., 2013;
Casieri & Carboni, 2007), condições hidrodinâmicas (Saad & Wade, 2017;
Yamashita et al., 2016) e identificação de níveis de estresse ambiental (Yanko-
Hombach et al., 2017; Badawi & El-Menhawey, 2016).
Os foraminíferos são, em geral, sensíveis as alterações ambientais, e
suas populações são fortemente controladas pelos parâmetros químicos e
físicos da água (Eichler et al., 2003; Todd & Brönnimann, 1957). Esses
organismos surgiram no Cambriano e persistem, através de sucessivas
evoluções, até hoje, em praticamente todos os ambientes aquáticos (Vilela,
2004).
As associações de foraminíferos são controladas por variáveis ambientais
como temperatura, profundidade, salinidade, substrato, teor de oxigênio, e
disponibilidade de matéria orgânica. Portanto, mudanças nas características do
meio são capazes de alterar as assembleias existentes em um determinado
ambiente (Vilela, 2004; Eichler et al., 2003).
Algumas espécies, por serem resistentes às variações do meio,
multiplicam-se acima da normalidade, aproveitando a entrada de nutrientes
oriundos das fontes poluentes e da baixa competição com outras espécies
menos resistentes, sendo assim chamadas de ‘oportunistas’ e, comumente, são
abundantes em áreas poluídas.
Os foraminíferos bentônicos indicam o nível de poluição ambiental de
determinada área, são ferramentas importantes que podem sugerir a
necessidade da preservação ambiental e embasar políticas públicas a esse
respeito. Dentro desse cenário, está a cidade de Natal, que nos últimos anos
vem passando por um rápido processo de crescimento, caracterizado pela
rápida urbanização, pela verticalização acelerada e pela expansão da malha
urbana em direção as cidades vizinhas, formando a “Grande Natal” (Araújo et
al., 2000). Esse fato, por ocorrer de forma não controlada, culmina com a
destinação indevida de resíduos oriundos das atividades humanas; os dejetos e
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Martins, J.F.O. Capítulo I - Introdução
13
esgotos da cidade e dos seus arredores, descartados em direção ao Rio Potengi
(IDEMA, 2013; Medeiros, 2009).
Assim sendo, o objetivo dessa pesquisa, com base em análise
sedimentológica, físico-química e biológica, é caracterizar o estuário do rio
Potengi e sua plataforma continental interna adjacente quanto a dinâmica
ambiental apontando locais sujeitos à deposição e sedimentação de materiais
finos associados ou não à poluição.
Outro aspecto importante dos estuários e suas plataformas adjacentes é
a composição e a granulometria dos grãos do fundo aquático. O tamanho dos
grãos pode refletir a energia hidrodinâmica do fluxo aquoso e sua capacidade de
transporte, no caso dos grãos alóctones, e a produtividade biológica, no caso
dos grãos autóctones.
Os níveis de poluição também podem ser aferidos a partir dos teores de
matéria orgânica (MO) associados com outros parâmetros reforçadores como,
por exemplo, os foraminíferos. A concentração anômala de MO pode sugerir
ambientes poluídos (Bacellos et. al., 2016).
1.2 Localização da área de estudo
O estuário do rio Potengi, o maior e mais importante do estado do Rio
Grande do Norte (Scudelari et al., 2008), nasce nas intermediações de Serra de
Santana-RN, e percorre aproximadamente 180 km, saindo de uma cota de 500
metros acima do nível do mar, até desaguar no oceano atlântico. A área de
estudo está subdividida em duas áreas contínuas (Figura 02) localizados no
município de Natal, Rio Grande do Norte. A primeira porção corresponde ao
estuário do rio Potengi e está inserida em uma região limitada entre as pontes
Presidente Costa e Silva (Ponte de Igapó) à leste, e a Nilton Navarro, à Oeste.
Já a segunda, compreende a porção da plataforma interna adjacente à
desembocadura do rio Potengi e está inserida entre as praias de Mãe Luiza, a
sul e da Redinha Nova, a norte, a aproximadamente 10 km da costa.
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Martins, J.F.O. Capítulo I - Introdução
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Figura 02 - Localização da área de estudo (Estuário de rio Potengi e plataforma
adjacente).
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CAPÍTULO II
CARACTERIZAÇÃO
DA ÁREA DE ESTUDO
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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2.1 Estuário
Diversas classificações são propostas para os ambientes estuarinos, no
entanto, as mais difundidas são aquelas que definem estuários como corpos de
água semiconfinados, nos quais ocorrem intensas misturas entre os processos
fluviais e marinhos (Rossetti, 2006). Fisiograficamente, podemos dizer que
estuário é um corpo litorâneo aquoso, comumente salobro e em comunicação
constante com o oceano (Suguio, 2003). Em virtude dessa intensa interação, os
produtos sedimentares produzidos nesses sistemas são complexos e
lateralmente variáveis. Em linhas gerais, os estuários caracterizam-se por corpos
alongados e estreitos, que ocorrem desde a planície costeira até o limite da zona
de maré, nos quais a capacidade de retrabalhamento é superior ao fornecimento
sedimentar (Miranda et al., 2002).
No passado os estudos de áreas estuarinas tinham seus objetivos, quase
que exclusivamente, nos aspectos econômicos e sociais, como a pesca, a
engenharia, a poluição, etc. Aos poucos, essa ênfase, foi mudando em virtude
da importância desses ambientes como potenciais petrolíferos (25% das
reservas de petróleo estão localizadas em trapas siliciclásticas de sistemas
estuarinos). Além disso, há um importante uso como ferramenta de estudo da
variação eustática, relacionada à subida do nível do mar desde a última
glaciação (Rossetti, 2006).
Os estuários são importantes por abrigarem uma grande diversidade
biológica, além de serem utilizados em diversas atividades econômicas como,
por exemplo, a pesca e o escoamento de mercadorias nas zonas portuárias
(Silva, 2001). A maior parte dos estuários está inserido em regiões urbanas e em
virtude dessa proximidade são frequentemente utilizados como destino final de
esgotos e resíduos contaminantes. Esses poluentes lançados nos rios, muitas
vezes sem tratamento prévio, fazem com que o equilíbrio ambiental seja
modificado, provocando alterações físicas, químicas e biológicas no estuarino
(Eichler et al., 2003; Frazão, 2003).
As planícies costeiras favorecerem a formação de estuários, contudo,
esses sistemas podem se formar nos mais variados ambientes, climas e regime
de marés. Aliados a esses condicionantes existem também a taxa de
sedimentação, a morfologia e a tectônica que podem exercer forte influência na
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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formação dos estuários. Os sedimentos que transitam dentro desse sistema
podem ter origem plataformal (trazidos por correntes de maré enchente), erosão
da margem e do fundo canal fluvial, trazidos pelo vento até o canal ou formados
por atividades biológicas diversas. Eles serão transportados e, mesmo após a
sedimentação, os grãos podem ser remobilizados e recolocados novamente em
suspensão (Suguio, 2003).
Uma vez no estuário, o sedimento de fundo é carreado em direção ao
mar, esse pode se depositar na zona de convergência (encontro das águas
salinas com águas fluviais) junto à cabeceira, onde a energia do fluxo é menor
(Figura 01). Em geral, os sedimentos finos são mantidos em suspensão e são
depositados em períodos de menor descarga do rio ou em áreas de baixa
energia como mangues, pântano e planícies de lama, onde predominam
sedimentos finos e matéria orgânica. Em regiões de equilíbrio entre os fluxos
fluviais e os fluxos de maré, a diferença de densidade entre essas massas de
água é o fator responsável pela manutenção dos sedimentos finos em
suspensão (Rossetti, 2006).
Os grãos mais finos são mantidos em suspensão pela mistura de fluxo e
podem representar uma concentração de 10 a 100 vezes maior que nas demais
porções do estuário, parte desses sedimentos se mantêm em suspensão nas
zonas de mistura (zona de turbidez), outra parte consegue retornar para as
porções superiores do estuário através das camadas inferiores, ou indo em
direção ao mar por intermédio das correntes de mares, ondas e costeiras
(Rossetti, 2006).
Os períodos chuvosos podem modificar a dinâmica de interação entre as
águas fluviais e as marinhas. Nesses períodos, o estuário adquire maior
capacidade de transportar sedimentos e, devido ao maior volume de água fluvial,
a zona de turbidez é empurrado em direção a desembocadura.
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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Figura 01 – Modelo de circulação estuarina (Rossetti, 2006).
As correntes de marés são o principal agente modelador dos estuários
dominados por maré e com regime de meso e macromaré, essas correntes
tendem a dominar o padrão de sedimentação do estuário. As marés são
produzidas pela oscilação periódica do nível da água oceânica, produzida pela
atração gravitacional da lua e, em menor intensidade, a do sol. As marés atingem
as menores amplitudes quando a lua e o sol estão em ângulo reto com a terra
(marés de quadratura) e maiores amplitudes quando eles estão aliados em linha
com a nosso planeta. De acordo com a amplitude, as marés podem ser de três
tipos: micromaré, quando as amplitudes são inferiores a 2 metros, mesomaré,
com amplitudes entre 2 e 4 metros e macromaré, quando superiores a 4 metros.
Quando as águas oceânicas penetram nos estuários, ocorre um processo
denominado maré de salinidade, esse processo se distingue da maré dinâmica
formada pela propagação de ondas, onde não ocorre invasão de água salgada
no estuário (Suguio, 2003). No Brasil, observa-se que quanto mais próximo do
Equador, mais intenso são os regimes de maré (Rossetti, 2006).
As correntes de marés nos estuários produzem variados depósitos
sedimentares, alguns são exclusivos desse ambiente. Em geral, é possível
observar o padrão cíclico das marés cheias e vazantes, que é responsável por
estratificações do tipo espinha-de-peixe. Em alguns casos é possível notar o
predomínio de um dos fluxos de corrente, o de maré cheia ou o de maré vazante,
formando produtos assimétricos (Rossetti, 2006). Desse modo, os estuários são
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considerados como evidência da submersão rápida ou elevação do nível do mar
(Suguio, 2003).
Com base nos processos dominantes, os estuários podem ser divididos
em três porções distintas: a primeira, a parte mais interna, é caracterizada pelo
predomínio dos processos fluviais; a segunda, a porção central, caracterizada
por agentes de baixa energia, nos quais há um equilíbrio entre os processos
marinhos e fluviais e, por último, a terceira porção, mais externa, com maior
energia que a central e, portanto, apresenta uma sedimentação mais grossa
(Figura 01). Além dessa classificação, ainda existe outra, que divide os estuários
em dominados por ondas ou por marés (Rossetti, 2006).
Nesse contexto, está inserido o estuário do Rio Potengi. Esse ambiente
estuarino, segundo Reinson (1992), é classificado como estuário de maré, pois
mesmo possuindo um regime de mesomaré, as correntes de maré exercem forte
influência sobre a dinâmica estuarina. Frazão (2003) considerando os padrões
de circulação dos fluxos, classifica o estuário do Potengi como
moderadamente/parcialmente misturado, no qual ocorrem misturas entre a água
doce e marinha e, onde o gradiente de salinidade cresce do leito para a
superfície da água. Para Cunha (2005), as contribuições fluviais do rio Potengi
são pouco expressivas e as declividades do canal são suaves, o que favorece a
penetração salina durante o ano inteiro.
2.2 Clima
A região estudada apresenta alta umidade relativa do ar, radiação solar
intensa e temperaturas elevadas, com duas épocas bem definidas, uma
chuvosa, na qual predominam temperaturas mais amenas, maior umidade
relativa e ventos em direção sudeste, oscilando para sul-sudoeste. Já o segundo
período, menos chuvoso, caracteriza-se por temperaturas mais elevadas,
umidade relativa mais baixa que no período anterior e ventos
predominantemente na direção sudeste (Araújo et al., 1998).
O clima na cidade de Natal, de acordo com a classificação de Köppen,
esta compreendido entre um clima quente e úmido (As’) e um clima árido e
quente (BSH), o primeiro predomina sobre o segundo (Frazão, 2003; Boski et
al., 2015).
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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Segundos dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), entre os
anos de 2015 e 2016, os meses com maior taxa pluviométrica ocorreram entre
março, abril e junho, entre esses, o mês de março apresentou a maior taxa
registrada, conforme mostra as Figuras 03 e 04. A precipitação acumulada anual
em 2015 foi de 1.472 mm e a de 2016 foi 1.455 mm. A precipitação é um fator
fundamental na regulagem do ciclo hidrológico, portanto, exerce forte influência
na dinâmica estuarina.
Figura 03 – Acúmulo de chuvas por mês em Natal-RN, durante o ano de 2015(Fonte: INMET).
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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Figura 04 – Acúmulo de chuvas por mês em Natal-RN, durante o ano de 2016.
(Fonte: INMET).
2.3 Vegetação
A vegetação que cerca o estuário do Rio Potengi é do tipo manguezal
(Figura 05). Esse ecossistema é formado por uma vegetação adaptada a água
salobra, que ocorrem em regiões tropicais e em terrenos nos quais a ação da
maré é intensa. Essa vegetação é responsável pela formação de um dos mais
produtivos ecossistemas do planeta. Os principais gêneros encontrados no
estuário do rio Potengi são a Rhizophoda mangle (mangue vermelho),
Laguncularia racemose (ou mangue branco) e a Avicennia germinans (IDEMA,
2013).
Além de serem considerados como berçário de muitas espécies, os
mangues também exercem forte influência na proteção da costa contra a ação
da erosão marinha, pois retém sedimentos e evita o assoreamento da zona
costeira (IDEMA, 2013).
Figura 05 – Vegetação presente no Estuário do Rio Potengi, exibindo a espécie:
Rhizophoda mangle (mangue vermelho).
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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Esse ecossistema vegetal tem sofrido com os constantes
desmatamentos, com o acúmulo de lixo e com o avanço da carcinicultura local,
conforme mostra a Figura 06.
Figura 06 –Área de degradação vegetal do mangue do estuário do Rio Potengi,
em virtude da expansão da carcinicultura- retângulo vermelho (Fonte: Google
Earth).
2.4 Contexto geológico local
2.4.1 Bacia Potiguar
O Estuário do Rio Potengi localiza-se na porção leste (oriental) do Rio
Grande do Norte. Essa região, segundo Frazão (2003), está inserida na Bacia
litorânea cretácea Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte, mais
precisamente sobre a Formação Barreiras. A Formação Barreiras corresponde
a uma cobertura continental cenozóica que ocorre, preferencialmente, em
regiões próximas a linha de costa, recobrindo formações de idade Cretácea
(Angelim et al., 2007; Córdoba et al., 2007).
A Bacia Potiguar (BP) é de idade Cretácea e, sua formação está ligada
aos esforços distensivos durante o cretáceo inferior, provocado pelo rifteamento
que deu origem a separação entre as placas Sul- Americana e Africana (Figura
07). A BP localiza-se na porção nordeste do Brasil, predominantemente, no
estado do Rio Grande do Norte, com uma menor porção no estado do Ceará.
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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Ela é limitada a sul pelo embasamento cristalino, a norte e a leste pelo oceano
atlântico e, a oeste pela Bacia do Ceará. A BP possui aproximadamente 60.000
km2, entre os quais, 24.000 km2 se encontram emersos e 36.000 km2 submersos
(Angelim et al., 2007).
Figura 07 – Mapa geológico da porção emersa da Bacia Potiguar (modificado de
CPRM, 2003 e Angelim, 2007).Domínios Crustais: DCC – Ceará Central e DRN
– Rio Grande do Norte. Zonas de Cisalhamento: ZCO – Óros; ZCJ – Jaguaribe;
ZCPA – Portalegre; ZCPJC – Picuí-João Câmara; e SFC – Sistema de Falhas
Carnaubais.
A sedimentação da BP ocorreu em quatro fases distintas, a primeira
denominada de sinrifte I, caracterizada por depósitos flúvio-eólicos e lacustres,
pertencentes Formação Pendências; a segunda denominada sinrifte II,
composta pela Formação Pescada. A fase seguinte é caracterizada como
transicional, constituída pela Formação Alagamar e, por último, a fase pós-rifte,
na qual a Bacia foi exposta a uma subsidência termal (Angelim et al., 2007).
O embasamento da BP é composto por migmatitos, gnaisses e granitos
pertencentes ao complexo Migmatítico/Granítico do Terreno Pernambuco-
Alagoas. Acima desse embasamento cristalino estão os sedimentos do
Eocretáceo (Córdoba et al., 2007).
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Martins, J.F.O. Capítulo II - Caracterização da área de estudo
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2.4.1.1 O Grupo Barreiras
O Grupo Barreiras ocorre próximo ao litoral em forma de tabuleiros
costeiros ou falésias litorâneas, e esta sobreposto aos litotipos do embasamento
cristalino Pré-Cambriano ou do Grupo Apodi. Essa formação é composta por
conglomerados e arenitos ferruginosos friáveis de coloração avermelhada e
esbranquiçada, com matriz caolinítica e abundantes concreções lateríticas.
Representam depósitos de sistemas aluviais, fluviais e costeiros (Angelim et al.,
2007; Frazão, 2003).
2.4.1.2 Sedimentos Quaternário
Os sedimentos quaternários compõe em grande parte o substrato do
estuário do rio Potengi, eles são representados pelos depósitos de mangues,
terraços fluviais, aluvionares, praia, arenitos de praia (beachrocks) e dunas fixas
e móveis (Frazão, 2003). Os arenitos de praia ocorrem desde o estado do Rio
de Janeiro até o Ceará. As dunas, em sua maioria, são parabólicas e composta,
essencialmente, por quartzo, com um trend de direção SE-NW (Gomes et al.,
1981). Os sedimentos que compõe as dunas são originados da Formação
Barreiras ou trazidos da plataforma continental (Frazão, 2003). Os depósitos
aluvionares, por outro lado, são mal distribuídos na área, formando estreitos
terraços e planícies. São compostos de uma matriz argilo - ferruginosa e grãos
de quartzos finos a médios, possivelmente, esses depósitos estão relacionados
a planícies de inundação. Já os depósitos praiais são sedimentos arenosos não
consolidados, compostos por quartzo e minerais pesados (Frazão, 2003).
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CAPÍTULO III
METODOLOGIA
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
26
3.1 Amostragem de sedimentos
A coleta de sedimentos de fundo no estuário e na plataforma interna
(Figura 02) ocorreram nos dias 04/03/2016 e 11/03/2016. É importante destacar
que as amostragens ocorreram em um curto intervalo de tempo e em período
relativamente chuvoso.
No primeiro dia foram coletadas 35 amostras no estuário do rio Potengi e,
no segundo, foram coletadas 24 amostras na plataforma interna adjacente ao
estuário do rio. Em cada ponto de amostragem foi coletada uma amostra, da qual
foi retirada duas alíquotas, uma destinada ao estudo dos foraminíferos
bentônicos e a outra destinada à análise granulométrica, medição dos teores de
carbonato e matéria orgânica. A amostragem sedimentar foi realizada utilizando
a draga do tipo Van Veen (Figura 08).
Figura 08 – Draga Van Veen utilizada para as amostragens de fundo.
O amostrador Van Veen coleta os primeiros centímetros de sedimento do
fundo aquático. Esse equipamento possui uma trava que mantém as pás abertas
enquanto a corda, que sustenta a estrutura suspensa está tensionada. Quando
o amostrador atinge a substrato, a corda perde a tensão e, a trava se solta
permitindo que o mecanismo feche a draga. Essa draga armazena em seu
interior o conteúdo amostrado (Figura 09), conservando as camadas tais com
um grau de mistura aceitável (Griep, 2011). Dessa forma, é possível coletar
organismos bentônicos que vivem nos primeiros centímetros do sedimento de
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
27
fundo, sem que esses sejam levados durante a subida da draga (Figura 10). Em
algumas regiões cascalhosas da plataforma, durante a amostragem, a presença
dessa granulometria grossa, impossibilitou o correto fechamento da draga,
provocando perdas de sedimentos e consequentemente da amostra.
Figura 09 –Processo de amostragem com draga Van Veen: A) Descida do
equipamento armado, B) Penetração no solo e desarmamento da estrutura, C)
Fechamento das pás e amostragem do fundo e D) Subida da draga com
conteúdo amostrado em seu interior.
3.2 Parâmetros biológicos
Para triagem dos foraminíferos foram coletados 50g dos dois primeiros
centímetros de cada amostra. Essas alíquotas foram tingidas com corante Rosa
Bengala (solução: 1 grama de rosa bengala para cada litro de álcool). Esse
corante é absolvido pelos tecidos vivos dos protozoários, criando uma
diferenciação visível entre os organismos que se encontravam vivos e mortos
durante a coleta.
Em cada ponto amostral também foram coletados e acondicionadas em
potes plásticos aproximadamente 500 g de sedimento. Essa fração foi destinada
às análises granulométricas, dos teores de carbonato e matéria orgânica.
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
28
Figura 10 - Coleta de sedimentos para triagem dos foraminíferos bentônicos.
As amostras destinadas à identificação e quantificação de foraminíferos
foram peneiradas a úmido com a utilização das malhas de peneiras 0,5mm e
0,062mm. As frações de sedimentos superiores a 0,5 mm e as inferiores a
0,062mm foram descartadas, sendo considerada apenas a fração retida nesse
intervalo. Posteriormente, essas amostras foram depositadas em um funil
coberto com papel-filtro e secadas em estufa à 60°C. Após a secagem, as
amostras foram pesadas em balança de precisão e, quando necessário,
quarteadas para frações menores que variaram de 50% até 1,6% do conteúdo
total, tendo como base a abundância de tecas de foraminíferos pré observadas.
Esse procedimento teve como objetivo evitar o excesso de carapaças dos micro-
organismos nos sedimentos e atingir um quantitativo próximo a 100 indivíduos
em cada amostra.
Os foraminíferos contidos nas amostras foram separados manualmente
com auxílio do microscópico bilocular de luz refletida (Figura 11) e com pincel
fino embebido em cola orgânica. Em seguida, as tecas foram coladas em placas
numeradas de fundo preto, conforme a semelhança de espécies (Figura 12). Nas
placas numeradas os foraminíferos foram classificados e fotografados, para
posteriormente, serem submetidos a interpretação correspondente aos
ambientes nos quais esses organismos estavam inseridos.
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
29
Figura 11 – Triagem de foraminíferos em lupa binocular do Laboratório de
Geologia e Geofísica Marinha - GGEMMA.
Figura 12 – Materiais utilizados na preparação e triagens das amostras: mini
quarteador (superior direita), pincel (centro), placa de amostragem (superior
esquerda) e placa numerada para acondicionamento das tecas de foraminíferos
(inferior esquerda).
3.3 Dados hidrográficos
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
30
As amostragens de sedimentos foram acompanhadas da coleta de dados
de temperatura, salinidade, profundidade e pressão da coluna d’água. Para
tanto, foi utilizado o equipamento CTD (condutivity, temperature and depth) da
empresa CastAway a fim de obter perfis verticais da lâmina d’água em função
da profundidade (Möler & Abe, 2011). Esses dados são importantes na
caracterização ambiental e do habitat dos organismos, facilitando a interpretação
da sedimentação local. Esses dados também foram utilizados na elaboração dos
gráficos multivariados, nos quais os foraminíferos compõem uma de suas
variáveis.
3.4 Tratamento dos sedimentos
Imediatamente à chegada das amostras no laboratório de sedimentologia
do departamento de Geologia - UFRN, as amostras de 500 g foram submetidas
à lavagem e, as amostras de 50g foram congeladas, para que se evitasse a
perda e/ou contaminação dos foraminíferos.
As amostras de 500g foram lavadas e deixadas em repouso para
decantação das frações mais finas - silte e argila. Após a total decantação dos
sedimentos, a água suja foi substituída por água limpa. Esse procedimento foi
repetido três vezes, até que a maior parte das impurezas e a salinidade fossem
removidas. As amostras do estuário passaram mais tempo em repouso que as
da plataforma, isso em virtude da maior quantidade de argila e silte presentes.
Em seguida, todas amostras foram colocadas para secar em estufa à 60°C.
Depois de secas as amostras foram quarteadas e subdivididas em três porções.
A primeira porção (100 g) foi destinada à análise granulométrica por
peneiramento a seco, a segunda foi destinada à medição dos teores de
carbonato (CaCO3) (10 g) e ao teor de matéria orgânica (10 g) e a terceira (50 g)
destinada à quantificação de foraminíferos.
Para a granulometria foi utilizado um agitador de peneira vibratória e um
conjunto de 7 peneiras (Figura 13), compreendendo as frações (abertura das
malhas), >4,00 mm, >2,00 mm, >1,00 mm, >0,50 mm, >0,25 mm, >0,125 mm,
>0,062 mm e <0,062 (Figura 13). O processo de peneiramento teve duração 15
min (Kennedy et al., 2002; Dias, 2004; Virtasola et al., 2014).
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
31
Figura 13 – Conjunto de peneiras e agitador elétrico Produtest (rotup) do
laboratório de Sedimentologia.
O teor de carbonato foi medido com base na diferença entre os pesos
iniciais e finais das amostras, após o ataque químico com ácido clorídrico à 10%.
Após o ataque ácido as amostras foram lavadas com água destilada e secadas
em estufa a 60° C (Carver, 1971). O mapa dos teores de Carbonato foi elaborado
no Software ArcGis 10.2, utilizado o método de interpolação Splinel.
A matéria orgânica foi calculada a partir da diferença entre os pesos
iniciais e finais das amostras após aquecimento em mufla à 600°C durante 5
horas (Carver, 1971), (Figura 14). Antes da pesagem inicial as amostras foram
desumidificadas na estufa a 100°C durante 24 horas para evitar que o peso da
umidade retida nos sedimentos interferisse nas medições (Figura 15). O mapa
dos teores de matéria orgânica foi elaborado no Software ArcGis 10.2, utilizado
o método de interpolação Spinel.
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32
Figura 14 – Queima da matéria orgânica das amostras inseridas nos cadinhos
na mufla do laboratório de Geoquímica.
Figura 15 –Secagem das amostras de sedimentos em estufa à 60ºC no
laboratório de Sedimentologia.
Os resultados estatísticos para os dados de granulometria e para o teor
de carbonato foram obtidos a partir do programa Sistema de Análises
Granulométricas (SAG) da Universidade Fluminense (Dias & Ferraz, 2004). Este
software fornece parâmetros estatísticos de média, mediana, selecionamento,
assimetria e curtose, frequência acumulativa, além de histograma de barras e
curva cumulativa e classificações sedimentológicas diversas.
Os dados bióticos e abióticos foram analisados a partir do software
PRIMER da Universidade de Plymouth, descrito por Clarke & Warwick (2001). A
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
33
partir desse software foram feitos gráficos PCA (principal component analysis) e
Cluster, os quais permitem avaliar as relações de causa e efeito e, a
interdependência entre as variáveis em estudo. A PCA é uma técnica
multivariada que transforma linearmente um conjunto de variáveis, inicialmente
correlacionadas entre si, num conjunto substancialmente menor de variáveis não
correlacionadas, contendo a maior parte da informação do conjunto original
(Hongyu et al., 2015). As variáveis abióticas (temperatura, pressão, salinidade,
teor de carbonato e matéria orgânica) desse estudo foram utilizadas para essa
análise. Já na análise Cluster ocorre o agrupamento das amostras por
similaridade, de modo hierárquico, de forma que o resultado final é uma árvore
de classificação (dendograma) (Metz, 2006). Para essa análise foi utilizado a
variável biótica, que nesse estudo, corresponde aos foraminíferos.
Todos esses dados foram utilizados na elaboração dos mapas de padrões
de fundo e na distribuição e interpretação das fácies sedimentares. Esses mapas
são empregados para auxiliar o conhecimento dos substratos aquáticos e são
bastante aplicados em pesquisas marinhas, como exemplo, o projeto de
Reconhecimento da Margem Continental Brasileira (REMAC), realizado no Brasil
em 1974 (Griep, 2011). A Figura 16 demonstra todas as etapas seguidas durante
a construção dessa dissertação.
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Martins, J.F.O. Capítulo III - Metodologia
34
Figura 16 –Fluxograma das etapas que envolveram a elaboração da
dissertação.
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CAPÍTULO IV
RESULTADOS
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
36
4.1 Distribuição dos teores carbonato (CaCO3)
Em geral os teores de carbonato (CA) foram maiores na plataforma que
no estuário do rio Potengi. Os teores crescem de oeste para leste na plataforma
e no canal estuarino, apenas o ponto 22 (Figura 18) apresentou valores elevados
(acima de 80%). Na região plataformal, próxima a desembocadura do rio, é
possível observar a influência da entrada de águas estuarinas na produção
carbonática da plataforma (Figura 17). No entanto, nos locais onde a influência
da mistura dos fluxos é menor e predominam águas oceânicas de salinidade
normal são encontrados maiores proporções de CA e grande quantidade de
carapaças de foraminíferos (Figura 18). Em suma, os maiores teores de CA
foram encontrados na porção centro-leste da plataforma, atingindo valores
maiores que 80% em 5 pontos. No estuário o ponto P22 foi o que apresentou os
maiores teores CA, não ultrapassando os 80%.
Figura 17 – Transporte das águas estuarinas de sul para norte (seta amarela
indica a direção) na área de estudo (Fonte: Google Earth).
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
37
Figura 18– Mapa de distribuição dos teores de carbonato de cálcio no estuário
do rio Potengi e na sua plataforma adjacente. (Método: interpolação Spinel –
celular 42).
A salinidade do estuário é crescente em direção à plataforma, partindo
dos valores31 PSS próximo à ponte de Igapó até 35 PSS próximo à ponte Nilton
Navarro evidenciando a intensa entrada de águas oceânicas por influência das
marés. É importante ressaltar que a coleta foi realizada no mês de março de
2016, um mês relativamente chuvoso segundo dados do INMET (Figura 04), no
qual choveu aproximadamente 150 mm. Logo, é de se esperar que as águas do
rio estejam mais diluídas, no enquanto, essa diluição não foi observada
significativamente no canal, visto que, a quantidade de sais dissolvidos se
aproximou da salinidade normal do oceano. A quantidade de sais dissolvidos
também pode variar conforme o regime de maré no momento de coleta dos
sedimentos. Durante a coleta estava ocorrendo a transição dos regimes de maré
enchente para maré secante.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
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4.2 Distribuição dos teores de matéria orgânica
Os teores de matéria orgânica (MO) foram superiores na plataforma
quando comparados aos teores obtidos no canal do estuário (Figura 19). Em
ambos os ambientes a maior parte das amostras apresentou menos de 10% de
matéria orgânica. Os pontos com os maiores teores foram o ponto P06, no canal
do estuário, com teores de MO maiores que 20%, e o ponto P43 na plataforma
interna adjacente, com teores superiores a 25%. O ponto P06 está localizado
próximo a uma conexão entre as fazendas de carcinicultura e o canal, o que
pode ter contribuído para acúmulo de matéria orgânica nesse ponto. O P43 é um
ponto onde se observou teores de matéria orgânica acima da média. Esse local
também apresentou alto teor de carbonato associado a uma grande abundância
de foraminíferos bentônicos, entretanto, não se pode descartar a ocorrência de
uma eventualidade não relacionada à dinâmica de sedimentação local, que
elevou os teores de MO nesse ponto, essa interpretação é corroborada pela
ausência de teores elevados nos pontos vizinhos. Apenas com novas coletas
será possível avaliar a procedência desses valores. Em geral, observa-se que
os teores de MO cresceram levemente para leste na plataforma, afastando-se
do estuário.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
39
Figura 19 – Mapa de distribuição dos teores de matéria orgânica no estuário do
rio Potengi e na sua plataforma adjacente. (Método: interpolação Spinel – celular
42).
4.3 Fácies sedimentares
Os padrões de fundo mostram como a hidrodinâmica e a produção
biológica controlam a distribuição sedimentar no estuário e na plataforma interna,
alterando os produtos de sedimentação (Figura 20). Dentro do estuário, observa-
se o predomínio de areias siliciclásticas finas a muito finas (coloração amarelo-
claro). Nas porções internas dos meandros (regiões convexas), próximas a ponte
de Igapó, ocorre uma grande quantidade de sedimentos finos, característicos de
um regime de baixa energia, como margas e lamas arenosas. Esses sedimentos
predominam nas regiões convexas do estuário, como podem ser observadas na
Figura 20, sendo destacados por colorações marrom e verde. Já nas porções
côncavas ocorreu a deposição de sedimentos de energia moderada, como as
areias siliciclásticas médias.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
40
Na entrada do braço do canal de maré Gamboa verificou-se a deposição
de sedimentos de mais alta energia como as areias siliciclásticas médias e
grossas, destacadas na Figura 20pelas colorações amarelo-ouro e amarelo-
escuro, respectivamente. Nas porções terminais do estuário e na porção centro-
oeste da plataforma interna adjacente, observa-se a deposição de areias
siliciclásticas grossas a muito grossas. Na porção sul da área concentram-se
areias siliciclásticas médias com a tonalidade amarelo-claro e sedimentos
bioclásticos grossos, ressaltados em azul-escuro. Nas porções centro-leste e
norte da plataforma predominam as areias bioclásticas com grânulos, esse
padrão, destacado em azul-celeste, representa o padrão mais abundante da
plataforma estudada, sendo observado em nove amostras. Ainda é possível
observar pequenas quantidades de areias siliciclásticas média com grânulos e
areias bioclásticas grossa em azul-marinho. Observa-se também areias médias
bioclásticas circundando areias grossas no ponto P48.
Figura 20– Mapa de padrões de fundo no rio Potengi e plataforma adjacente.
Canal
Gamboa
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41
Com relação à distribuição das frações granulométricas foi observado que
as maiores quantidades de cascalho se encontram na plataforma, com
predomínio na porção centro-leste (Figura 21A), contendo uma porcentagem
entre 30 e 50% de cascalho em cada amostra. No estuário não ocorrem
quantidades significativas da fração cascalho.
As areias grossas localizam-se predominantemente na região sul da
plataforma, essas, em geral, são de origem siliciclástica, e podem representar
aproximadamente 70% em proporção das fácies nessa porção (Figura 21B).
Também pode-se observar um sutil aparecimento de areias grossas nas porções
côncavas dos meandros do canal estuarino, representado pelas amostras P07 e
P14, atingindo um valor de 30% em proporção para área de estudo. Ainda na
plataforma interna observa-se valores significativos dessa fração nos pontos P37
e P47, representando em ambos os casos valores superiores à 30%.
As areias médias localizam-se predominantemente na porção sudoeste
da plataforma e próximo da desembocadura do rio (Figura 21C), compondo
nesses pontos proporções superiores à 80%, e também, aparecem nas porções
côncavas dos meandros do canal estuarino, predominantemente, na sua porção
central. Observa-se que a fácies areia média é bastante significativa nesses
pontos representando 50 a 70% da região.
As areias finas são encontradas preferencialmente na porção central da
plataforma (Figura 21D), na região a norte da desembocadura e, no canal do rio,
nas porções convexas dos meandros e dos canais secundários (Gamboa). Essa
fácies ocorre em locais de baixa energia, o que permite sua deposição. É
bastante expressiva no canal estuarino, no entanto, na plataforma é
representada apenas por duas amostras com valores superiores a 60%.
As frações inferiores à 0,062mm, que compreendem as granulométricas
silte e argila (Figura 21E), sendo possível observar que suas ocorrências estão
restritas ao estuário, não ocorrendo quantidades significativas na plataforma,
sendo inferior a 10%. No canal estuarino, as regiões próximas à ponte de Igapó,
foram as que apresentaram as maiores proporções dessa fácies, com regiões
superiores a 40%.
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42
Figura 21– Distribuição das frações granulométricas no estuário e na plataforma
interna adjacente: A) Teor de cascalho; B) Teor de areia grossa; C) Teor de areia
média; D) Teor de areia fina e E) Teor de areia fina.
As características texturais dos sedimentos (média, seleção e assimetria)
foram inseridas na classificação de Folk & Ward (1957) para se obter os centros
de distribuição dos sedimentos na área de estudo (Figura 22). As amostras
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
43
podem ser observadas no diagrama triangular abaixo, cujos os eixos
representam as três principais frações sedimentares (cascalho, areia e lama), e
onde os pontos amarelos representam o ambiente da plataforma e os verdes
representam o estuário. Observa-se maior quantidade de finos (silte/argila) nas
amostras do estuário quando comparadas as da plataforma. De maneira geral,
a fácies areia é a classificação predominante nesses sedimentos.
Figura 22– Classificação textural dos sedimentos do estuário e da plataforma
interna adjacente segundo Folk & Ward (1957).
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
44
4.4 Análises de PCA e Cluster
A análise PCA (Principal Component Analysis) utilizou dados de
temperatura, pressão, salinidade, teor de carbonato e matéria orgânica e, como
resultado apresentou três grandes grupos, individualizados pela proximidade de
seus pontos (Figura 23). O primeiro grupo composto pelas amostras do estuário,
o segundo e o terceiro estão localizados na plataforma em duas zonas com
características química e física distintas. Essa compartimentação mostrou uma
forte correlação com as assembleias de foraminíferos presente na área de
estudo. É possível ter uma visão conjunta de todas as variáveis, no entanto,
observa-se que a matéria orgânica foi o componente que mais influenciou na
distribuição das amostras.
Figura 23 –Biplot PC1 X PC2 sobre as variáveis (carbonato, matéria orgânica,
pressão, temperatura e salinidade) em todas as amostras da área de estudo.
A análise Cluster (Figura 24) agrupa as amostras por similaridade dos
parâmetros bióticos, nesse estudo a variável é os foraminíferos. O método usado
foi o de encadeamento completo ou “complete linkage method”. A árvore dos
resultados demonstra que a área está subdivida em dois ambientes com uma
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
45
similaridade entre eles inferior a 15%. Na região plataformal (A) o grau de
semelhança mínimo é 50% entre as amostras, o que demonstra a predominância
de determinadas espécies de foraminíferos, como por exemplo, Quinqueloculina
lamarckiana e Amphistegina. No estuário a similaridade mínima é de 25%. O
dendograma, nessa região, apresenta tamanhos distintos, evidenciando assim,
um ambiente mais variável.
Figura 24 – Dendograma obtido a partir do conjunto de todas as amostras
sedimentares.
4.5 Distribuição dos foraminíferos
Foram identificadas 36espécies de foraminíferos na área de estudo, das
quais 24estavam presentes apenas na plataforma, não sendo encontradas
carapaças dessas espécies no estuário. As espécies mais abundantes no
estuário foram a Ammonia tépida (Figura 25)e a Quinqueloculina patagônica
(Figura 26), ambas adaptadas a ambientes mixohalinos e condições de estresse
ambiental. Na plataforma predominaram as espécies Amphistegina (Figura 27),
Quinqueloculina lamarckiana (Figura 28), Textularia earlandi (Figura 29),
Quinqueloculina patagonica (Figura 26), Pyrgo (Figura 30), Pseudononium
atlanticum (Figura 31) e Peneroplis carinatus (Figura 32). Esses foraminíferos
foram encontrados essencialmente nas porções centrais da plataforma, onde
predomina a sedimentação carbonática. A Tabela 01 apresenta todas as
assembleias de foraminíferos, relacionando-as ao ambiente onde foram
encontradas.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
46
A Ammonia tepida foi encontrada em sua grande maioria no estuário,
apenas poucos pontos dessa espécie estão representados na plataforma. As
maiores concentrações de Amonnia tépida estão na região do braço Gamboa,
próximo à ponte de Igapó (porção mais interna do estuário) e à desembocadura
do canal de esgotos, conforme mostra a Figura 24. Nos demais pontos, a
quantidade de tecas desse foraminífero foi relativamente baixa ou inexistente.
Figura 25– Porcentagem de tecas de Ammonia tépida por grama de sedimento.
A Quinqueloculina patagonica, no estuário, seguiu um padrão de
distribuição semelhante a Amonnia tepida, concentrando-se principalmente
próximo ao braço Gamboa, próximo ao canal de esgotos do baldo e próximo a
ponte de Igapó. No entanto, a Quinqueloculina patagônica se concentrou
também na porção central da plataforma (Figura 26).
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47
Figura 26– Porcentagemde tecas de Quinqueloculina patagonica por grama de
sedimento.
Amphistegina concentraram-se na plataforma, em quatro porções,
conforme mostrado na Figura 27. As maiores concentrações estão na porção
central, norte e no centro-oeste da plataforma. Também foi encontrada uma
quantidade elevada próxima a desembocadura do rio, porém no canal não houve
representação desse foraminífero.
Quinqueloculina lamarckiana foi a espécie de foraminífero mais
abundante e comum na plataforma, distribuída, essencialmente, na porção
central (Figura 28). No estuário também foram encontradas carapaças desses
foraminíferos, porém em quantidade não significativa.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
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Figura 27– Porcentagem de tecas de Amphistegina por grama de sedimento.
Figura 28 – Porcentagem de tecas de Quinqueloculina lamarckiana por grama
de sedimento.
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As tecas de Textularia earlandi concentraram-se exclusivamente na
plataforma (Figura 29), concentraram-se nas porções centro-sul e centro-leste
da plataforma, onde predominam a sedimentação carbonática. Dessa forma,
observa-se uma baixa tolerância desses foraminíferos a ambientes com um nível
de estresse e/ou poluição mais elevado.
As tecas de Pyrgo são encontradas exclusivamente na plataforma (Figura
30). Elas estão concentradas nas porções, onde a influência estuarina é menos
intensa, a norte e sudoeste da plataforma.
Figura 29– Porcentagem de tecas de Textularia earlandi por grama de
sedimento.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
50
Figura 30– Porcentagem de tecas de Pyrgo por grama de sedimento.
As tecas de Pseudononium atlanticum concentraram-se na plataforma e
na região final do canal estuarino (Figura 31). As maiores quantidades desse
foraminífero foram encontradas na porção central e centro-sul da plataforma,
onde há predomínio de sedimentação bioclástica, conforme mostra a Figura 20.
As tecas de Peneroplis carinatus (Figura 32) concentraram-se
exclusivamente na área plataformal, a sul da área estudada. Observa-se
também que as maiores concentrações dessa espécie de foraminífero coincidem
com as zonas de precipitação carbonática. Essa observação, juntamente com as
distâncias consideráveis entre as concentrações dessa espécie e a
desembocadura do rio, sugere que essa assembleia seja pouco tolerante à
ambientes mixohalinos e/ou estressados.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
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Figura 31 – Porcentagem de tecas de Pseudononium atlanticum por grama de
sedimento.
Figura 32 – Porcentagem de tecas de Peneroplis carinatus por grama de
sedimento.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
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A Tabela 01 relaciona todos os foraminíferos bentônicos encontrados na
área de estudo aos seus respectivos locais de ocorrência. Observa-se quatro
grupos de foraminíferos: o primeiro, composto por todas as espécies que são
encontradas apenas na plataforma; o segundo corresponde às assembleias
exclusivas do estuário; o terceiro é formado por espécies predominante na
plataforma, sendo encontrada de forma menos significativa no estuário e, o
quarto grupo, formado por espécies predominantes no estuário, tendo baixa
representação na plataforma. Em suma, a maior quantidade dos foraminíferos
foram obtidos a partir das amostras da plataforma, que apresentaram os maiores
organismos e a maior abundância das assembleias quando comparados ao
ambiente estuarino.
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Martins, J.F.O. Capítulo IV - Resultados
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Tabela 01 - foraminíferos encontrados na área de estudo aos seus respectivos locais de
Espécies Ambientes da área de estudo
Ammonia tepida Predominante no Estuário
Amphisorus hemprichii Exclusivo na Plataforma interna
Anphistegina Exclusivo na Plataforma interna
Bolivina striatula Estuário e Plataforma interna
Borelis melo Exclusivo na Plataforma interna
Buccela peruviana Exclusivo na Plataforma interna
Clavulina difformis Exclusivo na Plataforma interna
Cornuspira involves Estuário e Plataforma interna
Cibicides Exclusivo na Plataforma interna
Cymbaloporeta Exclusivo na Plataforma interna
Discorbis Exclusivo na Plataforma interna
Elphidium sp Exclusivo na Plataforma interna
Elphidium escavatum Estuário e Plataforma interna
Espiroculina depressa Exclusivo no Estuário
Heterostegina Exclusivo na Plataforma interna
Hiperamminasp Exclusivo na Plataforma interna
Lagenastriata Exclusivo na Plataforma interna
Laevipeneroplis proteus Exclusivo na Plataforma interna
Millionela subrotunda Estuário e Plataforma interna
Patelina corrugata Exclusivo na Plataforma interna
Peneroplis carinatus Exclusivo na Plataforma interna
Peneiropodessp Exclusivo na Plataforma interna
Poroeponideslateralis Predominante na Plataforma interna
Pseudononiumatlanticum Predominante na Plataforma interna
Pyrgo Exclusivo na Plataforma interna
Quinqueloculina angulata Exclusivo na Plataforma interna
Quinqueloculina columosa Exclusivo na Plataforma interna
Quinqueloculina procerapertura Exclusivo na Plataforma interna
Quinqueloculina intricata Estuário e Plataforma interna
Quinqueloculina lamarckiana Predominante na Plataforma interna
Quinqueloculina patagonica Predominante no Estuário
Reophax Exclusivo no Estuário
Subsides Exclusivo na Plataforma interna
Spiroculina angulata Exclusivo na Plataforma interna
Spiroculina Planulata Exclusivo na Plataforma interna
Textularia earlandi Exclusivo na Plataforma interna
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54
CAPÍTULO V
Artigo Variability of foraminiferalassemblagesand
sedimentation in thePotengi Estuary and adjacent continental shelf, Northeast of Brazil
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55
Variability of foraminiferal assemblages and sedimentation in the Potengi
Estuary and adjacent continental shelf, Northeast of Brazil
Janiheryson F. O. Martins1 ([email protected] )1,
Patricia Pinheiro Beck Eichler2 ([email protected] )2,
Moab Praxedes Gomes1 ([email protected] )1.
¹Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica, Departamento de
Geologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, C.P:1596 Natal-RN
59072-970, Brasil.
2Laboratório de Ciências Marinhas, Universidade do Sul de Santa Catarina-
UNISUL, Rua Colombo Sales Machado, 84, CEP: 88790-100, Laguna-SC-Brasil.
Abstract
This work aims to evaluate the input of estuarine waters in inner
continental shelf adjacent and its influence in the foraminiferal assemblages and
patterns of sedimentation. We used 35 sediment samples from the estuarine
bottom and 24 sediment samples from the inner continental shelf of Rio Grande
do Norte, through the equipment of Van Veen grab, in addition to physico-
chemical data in the column of water using the CTD (conductivity, temperature
equipment and depth). Grain size analyses were performed, carbonate and
organic matter content, and screening of benthic foraminifera. The results
showed sedimentary patterns, content of organic matter and carbonate maps,
Cluster, PCA graphics and the foraminifera abundance. From these analyses it
was possible to distinguish three regions in the area of study based on chemistry,
physics, species of foraminifera and sedimentation differences. The estuarine
waters in inner shelf impossible carbonate production and change of favourable
conditions to the development of these organisms. The foraminiferal
assemblages are distributed according to the specific conditions presented in
each environment. In addition, the distribution of these organisms indicated the
environmental health of the study area and revealed a higher stress degree in
the estuary.
Keywords: Potengi estuary, inner shelf, benthic foraminifera.
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1. Introduction
Estuaries are extremely productive environments, where the constant
physical and chemical interactions driven by a specific hydrodynamics, produce
an environment favorable to the development of many species (Eichler et al.,
2006). Among the species that can inhabit estuaries are the benthic foraminifera,
these organisms have been widely used in numerous studies, such as
environmental characterization (Châtelet et al., 2004; Alve, 1995), reconstruction
of paleo-environments during (Nouradini et al., 2015; Maccotta et al., 2013;
Casieri and Carboni, 2007), hydrodynamic conditions (Saad and Wade, 2017;
Yamashita et al., 2016) and identification of environmental stress levels (Yanko-
Hombach et al., 2017; Badawi El-and Menhawey, 2016; Lançone et al., 2005).
Several classifications are proposed for estuarine environments, however,
manly physical classifications, estuary is an aqueous body, usually brackish and
it is connected with the ocean (Suguio, 2003). As a result of this intense
interaction, the sediments in these systems are complex and laterally variable.
In addition, it is important to study eustatic variation related to sea level rise since
the last glaciation (Rossetti, 2006).
The benthic foraminifera, with exception of some species are restricted to
certain environmental conditions, thus, their populations are strongly controlled
by the local chemical and physical parameters. Therefore, the use of benthic
foraminifera as a tool of chemical and physical characterization of aquatic
environments (Todd and Brönnimann, 1957; Eichler, et al., 2006; 2003). So,
these protozoa can be used to identify chemical and physically similar areas.
Although the use of foraminifera for the mapping of sedimentation of the
aquatic environments is limited, the use of integrated foraminifera assemblage
distributions and its morphological characteristics allows the understanding of the
sedimentary dynamics of several sedimentary environments (Lançone et al.,
2005).
Estuaries are important because they shelter a great biological diversity,
however, most of the estuaries are inserted in urban regions and are often used
as final destination of sewage and contaminant residues. In this context, the
Potengi River estuary is inserted in the state of Rio Grande do Norte. We
investigated the estuarine environment and its influence on the adjacent shelf,
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and used the benthic foraminifera as environmental bioindicators of favorable
conditions to the carbonate production and pollution levels.
2. Study area
The study area is located in Natal, Rio Grande do Norte, it covers the
Potengi river estuary and its inner continental shelf adjacent in a total area of 145
km2, approximately 10 km off the coast (Fig.01). The estuarine area belongs to
the Cretaceous basin Pernambuco - Paraíba - Rio Grande do Norte, on the
Barreiras Formation, which is composed of ferruginous conglomerates and
sandstones (Frazão, 2003).
The Potengi estuary, according to Reinson (1992) is classified as a tidal
estuary, even possessing a mesotidal regime, tidal currents wield a huge
influence on the estuarine dynamics. Frazão (2003) considering the flow patterns,
classified the Potengi estuary as moderately/partially mixed, where mixtures of
freshwater and marine waters occur, and the salinity gradient grows from the
riverbed to the water surface. For Cunha (2005), the Potengi fluvial water
contributions are not very significant and the gradients of the riverbed are smooth,
which favors high salinity throughout the year.
The region of the estuary and its inner shelf adjacent is characterized by
high relative humidity of the air, intense solar radiation and high temperatures, it
presents two defined seasons, a rainy one, in which predominate milder
temperatures, greater relative humidity and winds towards southeast and one
less rainy, characterized by higher temperatures, lower relative humidity and
predominantly southeast winds (Araújo et al., 1998). According to data from the
National Institute of Meteorology (INMET), between 2015 and 2016, the months
with the highest rainfall were March, April and June, however, March had the
highest recorded rate. Rainy periods can modify the interaction dynamics of river
and sea waters. In these periods, the estuary acquires greater capacity to
transport sediments and, due to the greater volume of fluvial water, the zone of
turbidity is towards the mouth.
The local vegetation is of the mangrove type, formed by plants adapted to
mixohalinos environments. The main genera found in the Potengi estuary are
Rhizophoda mangle (red mangrove), Laguncularia racemose (or white
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mangrove) and Avicennia germinans (IDEMA, 2013). This vegetable ecosystem
has suffered from the constant deforestation, the accumulation of garbage and
the advancement of local shrimp farming.
Figure 01 –.Landsat 08 showing study area, showing the sediment samples
collected in the do Potengi river estuary and inner shelf adjacent.
3. Material and methods
We collected 59 seafloor surface sediment samples an area of 145 km2,
which 35 sediment samples from the estuarine bottom and 24 sediment samples
from the inner continental shelf on March of 2016, during the period of constant
rains. The sediment samples were collected with a Van Veen grab sampler along
transects perpendicular to the coastline (Fig. 01). It was collected data of
temperature, salinity, depth and pressure (CTD) of the water column for each
samples by CastAway equipment to obtain vertical profiles of the water depth as
a function of depth (Möler and Abe, 2011). We used the classification for
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sedimentology sediment analysis of grain size, carbonate, organic matter, and
facies based on Vital et al., 2008 (after Larsonneur, 1977).
The sediment samples were washed in freshwater three times with
intervals for decantation periods to remove salts and were then oven-dried at 50°
C. We separated the subsamples of 100 g to sieve for 15 min using a vibrating
sieve shaker, the intervals 0.5 phi with 7 classes consisted, between 4 mm and
0063 mm mesh limits. The 10 g subsamples were acidified in a 10 % solution of
hydrochloric acid (HCl) to determine the calcium carbonate content (CaCO3) by
means of the weight difference from initial weights. The 10 g subsamples were
subject to weight loss on ignition (LOI) by weighing the samples after drying at
600° C to determinate organic matter content. The SAG software (Dias and
Ferraz, 2004) was used to analyse the measurements, and the results had the
grain size analyses do statistical and facies classifications. The results of mean
grain-size distribution, carbonate content and organic matter were interpolated
on maps using a two-dimensional minimum curvature spline technique in the
Spatial Analyst Tool of ArcGIS.
The stained 0,5 and 0,063 mm sediment fraction from each the 50 g
subsamples was used to study living foraminifera. In this study of benthic
foraminiferal assemblages, 100 living species were picked from the 0,5 and 0,063
mm sediment fraction (Fatela and Taborda, 2002). The recognized species were
stored in micropaleontological slides. The binocular microscope SV11 Stemi from
Zeisse, the brush for the separation of foraminifera carapaces, was used for
sorting, and after the screening a table of abundance elaborated, in which all the
benthic foraminifera at each samples were described. The abiotic variables
(temperature, pressure, salinity, carbonate and organic matter content) and biotic
(benthic foraminifera) data were used to elaborate PCA (principal component
analysis) and Cluster graphs, these were obtained from the PRIMER software of
the University of Plymouth (Clarke and Warwick, 2001). These graphs evaluate
the cause and effect relationships and the interdependence between the study
variables.
4. Results
4.1 Distribution of carbonate and organic matter contents
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The carbonate (CA) contents were less than 10% in the estuary for most
of the samples. The samples with values greater than 10% contained a large
number of bivalve shells. In the inner shelf adjacent, near the coastline, the
concentrations were similar to those found in the estuary. On the other hand, the
values higher than 80% were found in the center of the shelf were found values
greater than 80% decreasing to stay away from center regions (Fig. 02).
Figure 03 – Map of CaCO3 content distribution.
The input of estuarine water in the inner shelf, they go towards north along
the coastal currents, and cross the coastline from south to north (Frazão, 2003),
shows the movement of the estuarine flows towards the shelf (Fig. 03). In this
way, the center of the shelf does not receive significant amounts of estuarine
water.
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Figure 02 – Transport of estuarine water from South to North (yellow arrow
indicates direction) in the study area (Google Earth).
The organic matter (OM) content, on average, was higher in the estuary
than in inner shelf (Fig. 04). However, the average contents in both environments
did not exceed 10%. The points with the highest levels were P06, in the estuary
channel, with OM contents higher than 20%, and the P43 point in the inner shelf
adjacent, with contents higher than 25%. Point P06 is located near a connection
between the shrimp farms and the river channel, which may have contributed to
the accumulation of organic matter in this region.
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Figure 04 – Map of Organic matter content distribution.
4.2 Sedimentary facies
The sedimentary patterns observed in the region show how current
hydrodynamics and biological productivity influence sedimentary deposition. In
the estuary there is a predominance of fine to very fine siliciclastic sands, where
the finer sediments are found in the inner portions of the meanders and the
coarser ones in the outer portion of meanders. At the entrance of the tidal branch
Gamboa presents the sedimentation of siliciclastic fractions of medium to coarse
sand.
In the inner shelf adjacent, near the mouth of the estuary, occurs the
deposition of coarse siliciclastic sands (Fig. 05). In the areas to the north and
south of the inner shelf presents the deposition of medium siliciclastic sands and
siliciclastic sands with granules, respectively. In the center - eastern and northern
portions of the inner shelf, bioclastic sands predominate with granules, this is the
most abundant sedimentary facies on the shelf, and however, there are medium
siliciclastic sands with granules in the region.
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Regarding the distribution of grain sizes, the largest amounts of gravel are
found on the inner shelf, with a predominance of the center-eastern portion (Fig.
05A), containing a percentage of 30-50% of gravel in each sample. In the estuary
there are no significant amounts of the gravel fraction. The coarse sand is
predominantly in the southern of the shelf, these are generally of siliciclastic
source, and represent approximately 70% of the facies in this portion (Fig. 05B).
There are coarse sands in the concave portions of the estuarine channel
meanders, represented by samples P07 and P14, with a value of 30% in
proportion to the study area.
The medium sands are located predominantly in the southwestern portion
of the inner shelf and close to the mouth of the river (Fig. 05C), where the
proportions are greater than 80%, and also appear in the concave portions of the
meander of the estuarine channel, predominantly in its center portion. It is
observed that the average medium sand is quite significant at these points and
represent 50 to 70% of the region.
The fine sands occur predominantly in the center portion of the inner shelf
(Fig. 05D), the region north of the mouth of river, and the convex portions of the
meanders and secondary channels (Gamboa). These facies occur in low energy
sites, which allows their deposition. It is quite expressive in the estuarine channel,
however, in the platform it is represented only by two samples with values greater
than 60%.
The silt and clay grain size (Fig. 05E) are restricted to the estuary, there
are no significant quantities on the shelf, less than 10%. This facies the highest
proportions, with regions exceeding 40% in estuarine regions channel.
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Figure 05 – Map of sedimentary facies distribution.
4.3 PCA and Cluster Analysis
The Biplot PCA shows based on similarities the samples into three groups
(Fig. 06). The first group is the sediments of the estuary, the second and third are
the sediments of the adjacent inner shelf adjacent. The first group contains most
of the samples collected. This group presented values of OM, CA and salinities
less to those values found in the shelf. The second group is predominantly
siliciclastic sediments, these samples are situated on the shelf, near the river
mouth and the coastline. This group presented values of CA and OM and salinity
lower than the third group. The third group has samples from the center of the
shelf. It is a region dominated by bioclastic sedimentation and high CaCO3
content. The Cluster analysis, unlike the PCA, showed only two environments,
which are the estuary and the inner shelf, and the benthic foraminiferal
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assemblages with low similiarity. A similarity of the environments are less than
15% (Fig.07).
Figure 06 – Biplot PC1 X PC2 on the variables (carbonate, organic matter,
pressure, temperature and salinity) in all the sediment samples of the study
area.
The first group is comprised of the estuary samples and the other one is
of the inner shelf samples. In general, the inner shelf samples presented higher
similarity with each other, with a minimum of 50%. This great similarity occurs
because the presence of Quinqueloculin lamarckiana and Amphistegina in
almost all the samples of this environment. The estuarine area there is a lower
similarity, with minimum values of 25%. These values show the environmental
variability of this region.
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Figure 07 – Dendogram from the group of all the sediment samples.
4.3 Abundance of foraminifera
One or more species of benthic foraminifera were found at all samples,
both in the estuary and on the inner shelf adjacent (Table 01). In the estuary the
species Amonnia tepida, Quinqueloculina patagonica and Elphidium escavatum
are predominat. The Quinqueloculina lamarckiana and Bolivina striatula are
found in less quantity. In addition 8 other species were found, but they are not
representative. On the inner shelf, unlike the estuary, a larger number of species
were found, in total there are 32 species, among which Quinqueloculina
lamarckiana, Textularia earlandi, Amphistegina and Pyrgo were the most
common species in the shelf region. Most of these samples were concentrated in
the center of the inner shelf, where carbonate sedimentation predominates.
Table 01 – Species and their environments in the study area.
Species Environment
Ammonia tepida Predominant in Estuary
Amphisorus hemprichii Exclusive in inner Shelf
Anphistegina Exclusive in inner Shelf
Bolivina striatula Estuary and inner Shelf
Borelis melo Exclusive in inner Shelf
Buccela peruviana Exclusive in inner Shelf
Clavulina difformis Exclusive in inner Shelf
Cornuspira involves Estuary and inner Shelf
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Cibicides Exclusive in inner Shelf
Cymbaloporeta Exclusive in inner Shelf
Discorbis Exclusive in inner Shelf
Elphidium sp Exclusive in inner Shelf
Elphidium escavatum Estuary and Shelf
Espiroculina depressa Exclusive in Estuary
Heterostegina Exclusive in inner Shelf
Hiperammina sp Exclusive in inner Shelf
Lagenastriata Exclusive in inner Shelf
Laevipeneroplis proteus Exclusive in inner Shelf
Millionela subrotunda Estuary and inner Shelf
Patelina corrugata Exclusive in inner Shelf
Peneroplis carinatus Exclusive in inner Shelf
Peneiropodes sp Exclusive in inner Shelf
Poroeponides lateralis Predominant in inner Shelf
Pseudononium atlanticum Predominant in inner Shelf
Pyrgo Exclusive in inner Shelf
Quinqueloculina angulata Exclusive in inner Shelf
Quinqueloculina columosa Exclusive in inner Shelf
Quinqueloculina procerapertura Exclusive in inner Shelf
Quinqueloculina intricata Estuary and inner Shelf
Quinqueloculina lamarckiana Predominant in inner Shelf
Quinqueloculina patagonica Predominant in Estuary
Reophax Exclusive in Estuary
Subsides Exclusive in inner Shelf
Spiroculina angulata Exclusive in inner Shelf
Spiroculina planulata Exclusive in inner Shelf
Textularia earlandi Exclusive in inner Shelf
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5. Discussions
Benthic foraminifera are among those used in environmental studies and as
bioindicators of environmental changes in the estuary and oceans (Burone et al.,
2006).This same approach was also used in this study to evaluate the influence
of the input of estuarine water of the Potengi River under its inner shelf adjacent,
as well as the influence of the input of marine water in the estuary.
It is also essential to understand the modern characteristics of estuarine
water and how these water change on the shelf environment or what modification
in the estuary area due to the input of ocean water and anthropogenic
contaminants. Although it is difficult to separate the oceanic and anthropogenic
changes, the use of some foraminifera species associated with the observations
about the distributions of their assemblies evaluated of the environmental quality
of this studied estuary.
Through the PCA analysis of abiotic variables (pressure, temperature,
salinity and OM and CA contents), the subdivision of the study area into three
physico-chemically distinct compartments. The first compartment comprised
every estuarine portion studied up to the mouth of the Potengi River. In this
region, although the salinity found is high due to the intense penetration of marine
water, from 31 PSS to 35 PSS near the mouth of river, a relatively low species
diversity was found. This low diversity is explained by the intense flows of
mesotidal, described by Frazão (2003), which change the physical and chemical
characteristics of the water, favoring only the existence of more tolerant
organisms. In addition, in this region there are anthropogenic contaminants and
the only tolerant organisms can exist in this area (Farias, 2015).
The most abundant species in the estuary was Ammonia tepida. This
species has been described as opportunistic in several studies (Farias, 2015,
Souza et al., 2010, Debenay and Fernandez 2009). Concentrations above the
mean of Ammonia tepida were found in tidal branch Gamboa. This high
abundance is probably associated to the use of this channel by local shrimp for
supplying shrimp farming. The contaminants in the Gamboa channel favors the
production of opportunistic species, similar to the study in the northeast region of
the Guanabara Bay (Fonseca, et al., 2007), among other studies showing
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Ammonia tepida as a bioindicator of polluted environments (Alves, 1995; Burone
et al., 2006).
Ammonia tepida are also found in abundance near the sewage and the
water treatment water station in area of study. A large amount of living organisms
were found during collected samples, which indicates that the environment
provided conditions favorable to the life of these organisms (Farias, 2015).
Besides the Ammonia tepida, other mixohaline species tolerant to stressful
environments, such as Elphidium and Quinqueloculina patagonica were found in
estuarine samples. Species of similar foraminifera were also found by Dias,
(2014) in a subtropical estuary in the city of Santos-SP. The Quinqueloculina
patagonica present in the estuarine area, it has small and fragile limestone, and
uses a substrate of fine granulometry to move and indicate a system of lower
hydrodynamic energy. The second compartment is inserted in the inner shelf,
located after the mouth of the Potengi river along the whole coastline of the study
area. This region is characterized by siliciclastic sedimentation with coarse grain
size in the northern mouth of river and medium grain size in the south mouth of
river.
Near the estuarine mouth the presence of coarse siliciclastic sediments
suggests a more intense hydrodynamic energy, capable of not allowing the
deposition of finer sediments, and move the sediments eventually deposited. This
high energy occurs due to the input and output of oceanic waters promoted by
spring tide and neap tide systems during the mesotidal.
The oceanic water input in the estuarine area associated to the mix the
fluvial water and the antropic residues, result a specific environment where it is
improper to the less tolerant organisms. The degree of mixing between the
freshwater and ocean waters depends on the flow supply, the rainfall rates and
the tidal regime.
When the estuarine flow toward to inner shelf during the neap tide, h it towards
to north by the coastal currents. Frazão (2003) showed that the estuarine flow
and consequently the plume of sediments in suspension of the river Potengi go
toward to north / northeast, according to direction of the coastal currents. This
flow interacts with the northwestern portion of the inner shelf results in a lower
abundance of foraminifera when compared to the center of the inner shelf.
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The third group is in the center region and the north-center and south-
center inner shelf. In this region predominated a bioclastic sedimentation, it is
formed by halimedas, calcareous algae, bivalves, foraminifera, calcareous
fragments, etc. In this group the characteristics of the water were more
homogenous and with predominantly marine characteristics. Therefore, a low
estuarine influence is observed as a result of the flow migration to the north. It
occurs because this environment is more stable and the less tolerant organisms
can be developed easier, there are the greater abundance of foraminifera
species.
The Cluster analysis, considering the biological data, distinguished only
two environments, the estuary and the inner shelf. This analysis showed that
these environments have less than 10% similarity, however, the foraminifera
assemblages of these environments are different. This large difference between
each environments, is due to natural factors associated with hydrodynamics, tidal
flows and factors associated with human activities that use the channel as
destination of its residues.
The sedimentary facies map show the existence of these three divisions,
the first is in the estuary, dominated by a siliciclastic sediments with medium and
fine sands, usually with mud; the second, is situated in inner shelf, is dominated
by medium to coarse siliciclastic sands and where intense mixing of the marine
and fluvial processes; the last environment is dominated by a bioclastic
sediments (figures 2 and 3) present higher values of organic matter and
carbonate, it results a greater biological production.
6. Conclusion
Basead on the all the analyzes we identified three subdivisions. The first
one is in the estuarine region, characterized by a low abundance of foraminifera
species and a siliciclastic sedimentation. The second area has an intermediate
quantity of foraminifera species and an predominantly siliciclastic sedimentation
and, the last third area has carbonatic sediments and a great abundance of
benthic foraminifera species.
The foraminifera assemblages showed a correlation with the other
collected data and relation of the environments, thus, they were as an auxiliary
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tool to identify different zones. This tool proved effective in separating
environments with siliciclastic and carbonate sedimentation. It was also observed
that the estuarine region is polluted and that the input of these polluted waters in
the estuary prevents the existence of species of organisms fundamental to
bioclastic sedimentation.
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Frontalini, F., Palóczy, A., Mahiques, M.M., Godoi, S.S., Montoya-Montes,
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Yanko-Hombach, V., Kondariuk, T., Motnenko, I. 2017. Benthic foraminifera
indicate environmental stress from river discharge to marine ecosystems :
Example from the Black Sea. JournalofForaminiferalResearch 47, 70–92.
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CAPÍTULO VI
CONSIDERAÇÕES FINAIS
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76
6.1 Considerações finais
A hidrodinâmica dos estuários exerce controle de entrada e saída dos
nutrientes, fazendo com que ambientes diferentes favoreçam a produção de
determinada espécie de foraminífero bentônico. Neste estudo, observou-se que
a região estuarina apresentou teores de MO inferiores aos encontrados na
plataforma. Alguns fatores podem justificar a diferenciação desse teor entre os
ambientes, entre eles, podemos destacar a alta taxa de oxidação, e a diluição
com águas oceânicas, que pode ter reduzido o acúmulo de MO nos sedimentos
superficiais. Na plataforma os valores de MO também foram baixos, no entanto,
observou-se um leve crescimento desse teor em direção ao leste,
provavelmente, pela redução da influência estuarina e pelas mudanças físico-
químicas do ambiente. A amostra 26, localizada no estuário, apresentou valores
superiores a 20% de MO, isso se deve, possivelmente, a proximidade dessa área
às fazendas de carcinicultura, que fornece nutrientes e aditivos químicos,
favorecendo o desenvolvimento de uma comunidade maior de organismo, e
consequentemente, elevando os teores de matéria orgânica nessa região.
Resende, (2015) analisou a distribuição de diversos componentes da matéria
orgânica sedimentar no estuário do Rio Capibaribe-PE e observou que a
composição elementar dessa matéria indicava duas principais fontes, marinha e
terrestre. O autor também constatou que a entrada de águas marinhas no
estuário, em virtude das correntes de maré, diminuía os valores de MO nas
regiões próximas a desembocadura. Barcellos et, al. (2016) estudou o estuário
rio Jaboatão e observou que os teores de matéria orgânica estavam diretamente
relacionados a granulometria do sedimento, sendo mais abundante nas frações
mais finas.
Os teores de carbonato no estuário, em geral, não ultrapassaram 15%,
essa tendência também esteve presente na porção oeste da área plataformal
estudada, próxima a linha de costa. Na plataforma, os valores de CA crescem
de oeste para leste, e atingem em algumas regiões teores acima de 90%. Tal
crescimento deve-se a uma menor influência do fluxo estuarino nessa área, o
que promove uma maior constância dos parâmetros físicos e químicos da água
e, favorece a sobrevivência de organismos pouco tolerantes às grandes
oscilações de maré. Alves (2016) ao estudar o estuário do rio Gaiana em
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Pernambuco também observou uma maior porcentagem de CaCO3 próximo à
desembocadura, refletindo uma significativa influência marinha na formação
desse carbonato. Esse fato pode ser observado pela abundância de
foraminíferos com tecas calcárias, tipicamente marinhos, onde predominam a
sedimentação carbonática. Bruno & Araújo, (2012) analisando a distribuição de
foraminíferos na plataforma de transição Carbonato-Siliciclasto da região de
Ilhéus-Bahia observou a presença de uma assembleia foraminíferos especifica,
com tecas mais robustas, na região de sedimentação carbonática. Esses
organismos contribuíram nessa sedimentação.
Na área de estudo foram identificadas 9 fácies sedimentares, variando
entre sedimentos siliciclásticos e carbonática. No estuário estão presentes 6
padrões, em sua maioria, compostos por sedimentos siliciclásticos finos. Nas
porções côncavas dos meandros, a energia hidrodinâmica moderada a alta,
deposita sedimentos mais grossos. Algumas amostras foram classificadas como
pseudomargas, no entanto, a grande quantidade de carbonato é oriunda do
acúmulo de conchas bivalves, e foi equivocadamente interpretado pelo software
SAG como essa classificação Barcellos (2005) ao estudar o estuário do rio
Cananeia Iguape (SP) tambem observou o predominio de grãos siliciclásticos
em 99,10% das amostras. Os sedimentos mais grossos do estuário encontram-
se na região de desembocadura do rio. É neste local, que as correntes de maré
e ondas convergem em direção ao interior do estuário ou para fora deste. Alves
(2016) encontrou resultado semelhante quando estudou o estuário do rio Goiana
(PE). A autora observou que os grãos maiores localizavam-se na
desembocadura do estuário. Na plataforma interna adjacente ao estuário
ocorrem 6 padrões sedimentares de composição siliciclástica e carbonática. A
porção central da plataforma é predominantemente carbonática, devido a menor
influência das águas estuarinas e das características físico-químicas da água
adequadas à precipitação de carbonato nessa região, tornando o ambiente mais
propício ao desenvolvimento de organismos produtores de carbonato. A direção
de transporte das águas do estuário ao longo da linha de costa norte, pode ser
observada pelas imagens de satélite Landsat. Frazão, (2003), estudou a
hidrodinâmica e a sedimentação do estuário do Potengi e verificou a presença
de areias lamosas no canal e sedimentos grossos na região adjacente a
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desembocadura. O autor também verificou a existência de correntes costeiras
de sul para norte, controlando o deslocamento dos fluxos estuarinos.
A análise de componentes principais (PCA) apresentou resultados que
validam os padrões de sedimentação da área de estudo. Esse gráfico evidenciou
três ambientes químico e fisicamente semelhantes. O primeiro refere-se ao
ambiente estuarino e, os demais referem-se ao ambiente de plataforma. Essa
divisão agrupou parâmetros semelhantes de temperatura, salinidade, pressão,
matéria orgânica e carbonato com pequenas variações internas. Entre estes
ambientes o mais variável foi o estuarino, para esse compartimento, enquanto a
região da plataforma apresentou menor dispersão dos pontos no gráfico PCA,
indicando um ambiente menos variável. Sousa et. al. (2015) e Eichler, et al.
(2006) utilizaram com sucesso a análise PCA para agrupar amostras
semelhantes com base em alguns de seus parâmetros abióticos em Rio Paraíba,
Cabedelo-PB e nas lagoas de Santo Antônio, Imaruí e Mirim, localizado entre as
cidades de Imbituba e Laguna, respectivamente.
A análise Cluster compartimentou a área de estudo por similaridade.
Nesse gráfico é possível observar que o estuário e a plataforma são dois
ambientes distintos, com menos de 15 % de semelhança entre eles. As amostras
da plataforma apresentaram maiores graus de similaridade entre si que as do
estuário. Essa variabilidade observada no estuário está relacionada ao fato de
que a maior parte dos foraminíferos bentônicos, presentes nesse ambiente, são
tolerantes às mudanças ambientais como, por exemplo, a espécie Ammonia
tepida. Eichler, et al. (2006) utilizou o dendograma Cluster para analisar a
similaridade entre os dados biológicos
A presença abundante de Ammonia tepida próxima as águas de esgoto e
aos canais (Gamboa), que se comunicam com as fazendas de camarão,
reforçam a interpretação de que o estuário, além das variações provocadas por
sua própria hidrodinâmica, é o destino final de águas residuais e demais
poluentes produzidos por ação antrópica (Figueira et al, 2007).
Com relação às concentrações de foraminíferos, observa-se que a maior
parte desses organismos foram encontrados na plataforma, o que já era
esperado, visto que os foraminíferos são predominantemente marinhos. No
entanto, observou-se que os foraminíferos da plataforma se concentraramnas
porções centrais e distantes da desembocadura do rio. Conforme mostra a
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análise PCA, essa região, apresenta uma baixa variabilidade físico-química
quando comparada as demais áreas. Essas características indicam que não
ocorre mistura significativa dessas águas com as estuarinas. No estuário a
predominância de Ammonia tepida e Quinqueloculina patagonica, ambas
tolerantes, a ambientes mixohalinos e/ou poluídos, evidenciam o nível de
estresse ambiente no qual estão inseridas. A partir do uso do corante Rosa
Bengala foi possível identificar que muitos desses organismos encontravam-se
vivos no momento da coleta, em especial a Ammonia tepida que foi encontrada
em muitas amostras. Dessa forma, é possível concluir que o estuário
proporcionava um ambiente favorável à existência desses organismos no
momento da coleta.
Com relação as frações granulométricas, a classificação de Folk & Ward
(1957), mostra que há uma maior dispersão nas amostras no estuário, isso
ocorre em função da hidrodinâmica do estuário e sua morfologia. Nas porções
côncavas dos meandros, onde predominam os processos erosivos e onde o fluxo
é de maior energia ocorre a deposição de sedimentos mais grossos, onde
predominam as areias médias. Enquanto que nas porções convexas e de
energia mais baixa predominam sedimentos mais finos, caracterizados por
areias finas a silte-argilosas. Na plataforma, apenas nas regiões próximas a
desembocadura do rio, foram encontrados sedimentos siliciclásticos grossos,
evidenciando o ambiente de maior energia hidrodinâmica da área estudada.
Embora, na porção central da plataforma, sejam encontrados uma sedimentação
mais grossa, essa por sua vez, reflete apenas a produtividade biológica dessa
região, já que é dominantemente carbonática
Os dados obtidos nessa pesquisa tanto com base nas assembleias de
foraminíferos bentônicos, quanto nas fácies sedimentares e características
físicas e químicas da água permitiram distinguir a área de estudo em três
regiões, entre os ambientes de estuário e plataforma
Podemos também concluir que o estuário do rio Potengi, além de ser um
ambiente naturalmente estressante devido à hidrodinâmica local, também sofre
modificações causadas pela poluição de atividades antropogênicas. Essas
alterações são verificadas, na área de estudo, pela presença de foraminíferos
oportunistas no canal do rio, e em locais próximos a esses, conectados às
fazendas de camarão e à deposição de esgotos. Com base na faciologia três
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compartimentos foram claramente observados, dois deles pertencentes a
plataforma e um ao estuário. Esses ambientes apresentaram, como visto
anteriormente, teores de MO e CaCO3 distintas, além de assembleias de
foraminíferos diferentes, com abundância de alguns grupos em determinados
pontos.
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