Planktonic foraminifera biostratigraphy and paleoceanographic reconstructions of western equatorial Atlantic for the last ~1.93 Ma

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Fabricio
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/25089
Resumo: O Atlântico equatorial ocidental é considerado a principal rota para o transporte de calor e salinidade para o Atlântico Norte, e um componente essencial do sistema climático. Os foraminíferos planctônicos são uma importante ferramenta biocronoestratigráfica aplicada aos sedimentos do pleistoceno e uma das principais proxies em estudos paleoceanográficos. Por outro lado, existem poucos estudos quantitativos que associam os eventos bioestratigráficos e paleoceanográficos em seções do Atlântico equatorial ocidental. Apresento aqui a integração de análises quantitativas da bioestratigrafia (foraminíferos planctônicos), isótopos estáveis de oxigênio de foraminíferos planctônicos e bentônicos, e idades radiocarbônicas em uma estrutura biocronostratigráfica para os últimos 1,93 Ma. Além disso, apresento a integração de proxies independentes como temperatura superficial do mar (SST), salinidade superficial do mar (SSS) e a reconstrução dos isotópicos estáveis de oxigênio da água do mar (δ18Osw) e elementos traços (Mg/Ca em G. ruber), aplicados às reconstruções da condições da superfície da coluna d´água. As idades dos eventos bioestratigráficos derivados de nossos registros são consistentes com trabalhos anteriores, com exceção de Globigerinoides fistulosus (~1,82 Ma; MIS 66; todas as idades se referem aos nossos registros), Globoturborotalia obliquus (~1,48 Ma; MIS 49) e Globorotalia tosaensis (~1,07 Ma; MIS 31). A maior diferença entre idades (~460 kyr) foi encontrada na ocorrência de G. tosaensis. Além disso, descrevo pela primeira vez no Atlântico Sul equatorial e ocidental os eventos mais antigo de desaparecimento (D) e reaparecimento (R) do plexo Globorotalia menardii, sendo eles D5 (~1,79 Ma; MIS 64), R5 (~1,68 Ma; MIS 60) , D4 (~1,05 Ma; MIS 30) e R4 (~0,96 Ma; MIS 26). Nossos registros apresentam uma diferença sistemática na idade dos eventos de G. menardii D e R em comparação ao Atlântico Norte e Sul. Enquanto o início dos eventos D ocorre inicialmente em altas latitudes e mais tarde ocorre na região equatorial, enquanto as idades dos eventos R exibem o comportamento oposto. As oscilações em abundância dos complexos Pulleniatina e Globorotalia crassaformis, juntamente com as espécies Globorotalia truncatulinoides e Globoconella inflata, permitiram a subdivisão dos últimos 1,93 Ma em 20 subzonas, melhorando substancialmente a resolução biocronoestratigráfica do Atlântico equatorial ocidental. A reconstrução das condições paleoceanográficas do Pleistoceno suporta a sugestão da aplicação dos eventos de abundância do complexo G. menardii como proxy para traçar as ocorrência de águas quentes e salinas transportadas do hemisfério sul para o Equador, especialmente durante os eventos R4 (~ 0,96 Ma; MIS 26; limite T / S); R3 (~ 0,54 Ma; MIS 12/14; limite U / V) e R2 (~ 0,13 Ma; MIS 5/6; limite W / X) e os limites subzonais R2 / R1 (~ 1,31 Ma; MIS 41) e T2 / T1 (~ 0,68; MIS 16). Enquanto os eventos de desaparecimento do x táxon estão relacionados à ação síncrona de diminuição ou interrupção do vazamento de Agulhas e desaceleração do AMOC (devido a eventos estaduais do Atlântico Norte). Durante a transição do Pleistoceno Médio (~0,88 Ma e ~0,63 Ma), foram registrados pela primeira vez dois eventos climáticos, onde a coluna d´água superficial é caracterizada por ima camada fria e de baixa salinidade (> 50 m), resultado do acoplamento entre o grande fluxo de água doce (grande fluxo de rio e forte precipitação) e o aumento NBCR. Nossos resultados também fornecem o primeiro registro de eventos de acumulação de águas salgadas e quentes (~1,26- 1,12 Ma e ~0,33 Ma), aqui relacionados ao acoplamento entre eventos de resfriamento do Atlântico Norte e aumento do vazamento de Agulhas. Também abordamos a influência do sistema de força NBCR como um importante regulador inter-hemisférico de transporte de calor e sal e os impactos das suas oscilações ao longo para o clima global e local.
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Apresento aqui a integração de análises quantitativas da bioestratigrafia (foraminíferos planctônicos), isótopos estáveis de oxigênio de foraminíferos planctônicos e bentônicos, e idades radiocarbônicas em uma estrutura biocronostratigráfica para os últimos 1,93 Ma. Além disso, apresento a integração de proxies independentes como temperatura superficial do mar (SST), salinidade superficial do mar (SSS) e a reconstrução dos isotópicos estáveis de oxigênio da água do mar (δ18Osw) e elementos traços (Mg/Ca em G. ruber), aplicados às reconstruções da condições da superfície da coluna d´água. As idades dos eventos bioestratigráficos derivados de nossos registros são consistentes com trabalhos anteriores, com exceção de Globigerinoides fistulosus (~1,82 Ma; MIS 66; todas as idades se referem aos nossos registros), Globoturborotalia obliquus (~1,48 Ma; MIS 49) e Globorotalia tosaensis (~1,07 Ma; MIS 31). A maior diferença entre idades (~460 kyr) foi encontrada na ocorrência de G. tosaensis. Além disso, descrevo pela primeira vez no Atlântico Sul equatorial e ocidental os eventos mais antigo de desaparecimento (D) e reaparecimento (R) do plexo Globorotalia menardii, sendo eles D5 (~1,79 Ma; MIS 64), R5 (~1,68 Ma; MIS 60) , D4 (~1,05 Ma; MIS 30) e R4 (~0,96 Ma; MIS 26). Nossos registros apresentam uma diferença sistemática na idade dos eventos de G. menardii D e R em comparação ao Atlântico Norte e Sul. Enquanto o início dos eventos D ocorre inicialmente em altas latitudes e mais tarde ocorre na região equatorial, enquanto as idades dos eventos R exibem o comportamento oposto. As oscilações em abundância dos complexos Pulleniatina e Globorotalia crassaformis, juntamente com as espécies Globorotalia truncatulinoides e Globoconella inflata, permitiram a subdivisão dos últimos 1,93 Ma em 20 subzonas, melhorando substancialmente a resolução biocronoestratigráfica do Atlântico equatorial ocidental. A reconstrução das condições paleoceanográficas do Pleistoceno suporta a sugestão da aplicação dos eventos de abundância do complexo G. menardii como proxy para traçar as ocorrência de águas quentes e salinas transportadas do hemisfério sul para o Equador, especialmente durante os eventos R4 (~ 0,96 Ma; MIS 26; limite T / S); R3 (~ 0,54 Ma; MIS 12/14; limite U / V) e R2 (~ 0,13 Ma; MIS 5/6; limite W / X) e os limites subzonais R2 / R1 (~ 1,31 Ma; MIS 41) e T2 / T1 (~ 0,68; MIS 16). Enquanto os eventos de desaparecimento do x táxon estão relacionados à ação síncrona de diminuição ou interrupção do vazamento de Agulhas e desaceleração do AMOC (devido a eventos estaduais do Atlântico Norte). Durante a transição do Pleistoceno Médio (~0,88 Ma e ~0,63 Ma), foram registrados pela primeira vez dois eventos climáticos, onde a coluna d´água superficial é caracterizada por ima camada fria e de baixa salinidade (> 50 m), resultado do acoplamento entre o grande fluxo de água doce (grande fluxo de rio e forte precipitação) e o aumento NBCR. Nossos resultados também fornecem o primeiro registro de eventos de acumulação de águas salgadas e quentes (~1,26- 1,12 Ma e ~0,33 Ma), aqui relacionados ao acoplamento entre eventos de resfriamento do Atlântico Norte e aumento do vazamento de Agulhas. Também abordamos a influência do sistema de força NBCR como um importante regulador inter-hemisférico de transporte de calor e sal e os impactos das suas oscilações ao longo para o clima global e local.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorThe western Equatorial Atlantic is considered the main route for cross-equatorial transport of heat and salt to the North Atlantic, and a key component of the climate system. Planktonic foraminifera is an important biochronostratigraphic tool applied to Pleistocene and older sediments, and one of the main proxies in paleoceanographic studies. Conversely, few quantitative studies are coupling the biostratigraphic events with the paleoceanographic records on long sections of the western equatorial Atlantic. Here we present the integration of quantitative analyses of planktonic foraminifera biostratigraphy, planktonic and benthic foraminifera oxygen isotopic records, and planktonic foraminifera radiocarbon ages to construct a biochronostratigraphic framework for the last 1.93 Ma. In addition, we present the integration of independent proxies for sea surface temperature (SST), and seawater oxygen isotopic records (δ18Osw) based on planktonic foraminifera species (census-based) and trace elements (Mg/Ca in Globigerinoides ruber), applied for sea surface reconstructions. The ages of the biostratigraphic events derived from our records are consistent with previous works except for the highest occurrences of Globigerinoides fistulosus (~1.82 Ma; MIS 66; all ages refer to our records), Globoturborotalia obliquus (~1.48 Ma; MIS 49), and Globorotalia tosaensis (~1.07 Ma; MIS 31). The largest age difference (~460 kyr) was found for the highest occurrence of G. tosaensis. In addition, we describe for the first time in the equatorial and western South Atlantic the oldest Pleistocene Globorotalia menardii disappearance (D) and reappearance (R) events D5 (~1.79 Ma; MIS 64), R5 (~1.68 Ma; MIS 60), D4 (~1.05 Ma; MIS 30) and R4 (~0.96 Ma; MIS 26). Our records present a systematic difference in the ages of G. menardii D and R events compared to the North and South Atlantic. While the onset of D events occurs initially at high latitudes and later in the equatorial region, the timing of R events exhibit the opposite behavior. The oscillations in abundance of the complexes Pulleniatina and Globorotalia crassaformis together with the species Globorotalia truncatulinoides and Globoconella inflata allowed the subdivision of the last 1.93 Ma into 20 subzones, substantially improving the biochronostratigraphic resolution for the western equatorial Atlantic. Our reconstruction of Pleistocene paleoceanographic conditions support the applications of the abundance events of the G. menardii complex as a proxy for the warm and salty waters transported from the Southern Hemisphere to the Equator, in particular during the events R4 (~0.96 Ma; MIS 26; boundary T/S); R3 (~0.54 Ma; MIS 12/14; boundary U/V) and R2 (~0.13 Ma; MIS 5/6; boundary W/X) and the subzonal boundaries R2/R1 (~1.31 Ma; MIS 41) and T2/T1 (~0.68; MIS 16). The disappearance events of the taxon are related to synchronous decreases or interruptions of the Agulhas leakage and slowdown AMOC (due to North Atlantic stadial events). Over the Mid- viii Pleistocene Transition (~0.88 Ma and ~0.63 Ma), we record for the first time two large scale events, for which the upper water column is characterized by cold and low-salinity layer (>50 m). Our results suggest a large freshwater influx (large river influx and heavy precipitation) and strongest NBCR system. Our results also provide the first record of salt and heat accumulation events (~1.26-1.12 Ma and ~0.33 Ma), here related to the coupling between North Atlantic stadial events and increased Agulhas leakage. We also addressed the influence of the NBCR strength system as an important inter-hemisphere heat and salt transport regulator, and the oscillations impact over millennial time scale for the global and local climate.170 f.NiteróiSilva, Cleverson GuizanBaker, PaulRigsby, CatherineDwyer, GaryChiesi, Cristiano MazurRamos, Rodrigo da Costa PortilhoSilva, Cleverson Guizanhttp://lattes.cnpq.br/2192755725741120Baker, Paul A.Dwyer, GaryRigsby, Catherine A.Chiess, Cristiano M.Ramos, Rodrigo da Costa Portilhohttp://lattes.cnpq.br/7536109939237736Ferreira, Fabricio2022-05-27T23:16:04Z2022-05-27T23:16:04Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFERREIRA, Fabricio. Planktonic foraminifera biostratigraphy and paleoceanographic reconstructions of western equatorial Atlantic for the last ~1.93 Ma. 2020. 170 f. Tese (Doutorado em Dinâmica dos Oceanos e da Terra) - Programa de Pós-Graduação em Dinâmica dos Oceanos e da Terra, Instituto de Geociências, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2020.http://app.uff.br/riuff/handle/1/25089Aluno de Doutoradohttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessengreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-05-27T23:16:09Zoai:app.uff.br:1/25089Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:46:52.250233Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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description O Atlântico equatorial ocidental é considerado a principal rota para o transporte de calor e salinidade para o Atlântico Norte, e um componente essencial do sistema climático. Os foraminíferos planctônicos são uma importante ferramenta biocronoestratigráfica aplicada aos sedimentos do pleistoceno e uma das principais proxies em estudos paleoceanográficos. Por outro lado, existem poucos estudos quantitativos que associam os eventos bioestratigráficos e paleoceanográficos em seções do Atlântico equatorial ocidental. Apresento aqui a integração de análises quantitativas da bioestratigrafia (foraminíferos planctônicos), isótopos estáveis de oxigênio de foraminíferos planctônicos e bentônicos, e idades radiocarbônicas em uma estrutura biocronostratigráfica para os últimos 1,93 Ma. Além disso, apresento a integração de proxies independentes como temperatura superficial do mar (SST), salinidade superficial do mar (SSS) e a reconstrução dos isotópicos estáveis de oxigênio da água do mar (δ18Osw) e elementos traços (Mg/Ca em G. ruber), aplicados às reconstruções da condições da superfície da coluna d´água. As idades dos eventos bioestratigráficos derivados de nossos registros são consistentes com trabalhos anteriores, com exceção de Globigerinoides fistulosus (~1,82 Ma; MIS 66; todas as idades se referem aos nossos registros), Globoturborotalia obliquus (~1,48 Ma; MIS 49) e Globorotalia tosaensis (~1,07 Ma; MIS 31). A maior diferença entre idades (~460 kyr) foi encontrada na ocorrência de G. tosaensis. Além disso, descrevo pela primeira vez no Atlântico Sul equatorial e ocidental os eventos mais antigo de desaparecimento (D) e reaparecimento (R) do plexo Globorotalia menardii, sendo eles D5 (~1,79 Ma; MIS 64), R5 (~1,68 Ma; MIS 60) , D4 (~1,05 Ma; MIS 30) e R4 (~0,96 Ma; MIS 26). Nossos registros apresentam uma diferença sistemática na idade dos eventos de G. menardii D e R em comparação ao Atlântico Norte e Sul. Enquanto o início dos eventos D ocorre inicialmente em altas latitudes e mais tarde ocorre na região equatorial, enquanto as idades dos eventos R exibem o comportamento oposto. As oscilações em abundância dos complexos Pulleniatina e Globorotalia crassaformis, juntamente com as espécies Globorotalia truncatulinoides e Globoconella inflata, permitiram a subdivisão dos últimos 1,93 Ma em 20 subzonas, melhorando substancialmente a resolução biocronoestratigráfica do Atlântico equatorial ocidental. A reconstrução das condições paleoceanográficas do Pleistoceno suporta a sugestão da aplicação dos eventos de abundância do complexo G. menardii como proxy para traçar as ocorrência de águas quentes e salinas transportadas do hemisfério sul para o Equador, especialmente durante os eventos R4 (~ 0,96 Ma; MIS 26; limite T / S); R3 (~ 0,54 Ma; MIS 12/14; limite U / V) e R2 (~ 0,13 Ma; MIS 5/6; limite W / X) e os limites subzonais R2 / R1 (~ 1,31 Ma; MIS 41) e T2 / T1 (~ 0,68; MIS 16). Enquanto os eventos de desaparecimento do x táxon estão relacionados à ação síncrona de diminuição ou interrupção do vazamento de Agulhas e desaceleração do AMOC (devido a eventos estaduais do Atlântico Norte). Durante a transição do Pleistoceno Médio (~0,88 Ma e ~0,63 Ma), foram registrados pela primeira vez dois eventos climáticos, onde a coluna d´água superficial é caracterizada por ima camada fria e de baixa salinidade (> 50 m), resultado do acoplamento entre o grande fluxo de água doce (grande fluxo de rio e forte precipitação) e o aumento NBCR. Nossos resultados também fornecem o primeiro registro de eventos de acumulação de águas salgadas e quentes (~1,26- 1,12 Ma e ~0,33 Ma), aqui relacionados ao acoplamento entre eventos de resfriamento do Atlântico Norte e aumento do vazamento de Agulhas. Também abordamos a influência do sistema de força NBCR como um importante regulador inter-hemisférico de transporte de calor e sal e os impactos das suas oscilações ao longo para o clima global e local.
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