Evidências geológicas de mudanças climáticas (greenhouse-icehouse) na Antártica Ocidental durante a passagem Eoceno-Oligoceno

• Main Author: Canile, Fernanda Maciel
• Other Authors: Brito Neves, Benjamim Bley de
• Format: Master Thesis
• Language: Portuguese
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2010
• Subjects: Antártica Ocidental; Climate change; Eocene-Oligocene; Eoceno-Oligoceno; Greenhouse-icehouse; Variação climática; West Antarctica; Curva; Hennequin; King George Island; Krakowiak Glacier; Mazurek Point; Point Hennequin; Polonez Cove; Wesele Cove; Antarc*; Antarctica; Antártica; Ice Sheet
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-08012011-203025/

Durante o Eoceno e o Oligoceno (55 a 23 Ma) a Terra esteve sujeita a período de grandes mudanças climáticas. Registros geológicos, reforçados por modelos climáticos, indicam que o clima global durante esse período passou de estágio praticamente livre de calotas polares para situacao climática próxima a que hoje podemos encontrar na Antártica. Grande parte desses registros são indiretos, retirados de sedimentos de fundo marinho ou de material fóssil. Evidência terrestre clara da variação climática (greenhouse-icehouse) para o Eoceno-Oligoceno pode ser encontrada em Wesele Cove, ilha Rei Jorge, Antártica Ocidental. Tais evidências correspondem a uma sucessão de cerca de 60m com pelo menos 13 derrames de lava basáltica, de alguns metros de espessura cada, sobreposta, em contato erosivo, por diamictito e arenito. A sucessão basáltica é correlacionada com a Formação Mazurek Point/Hennequin, datada radiometricamente como do Eoceno, e o diamictito e arenito correspondem ao Membro Krakowiak Glacier da Formação Polonez Cove, datada, paleontológica e radiométricamente como pertencente ao Oligoceno inferior. Cada camada de basalto toleítico exibe uma zona inferior, mais espessa (1 a poucos metros), de rocha fresca, que é seguida transicionalmente por uma zona de alteração, variando de alguns decímetros a 1-1,5 m de espessura. O pacote de basalto está inclinado 25º para leste, provavelmente por tectonismo. A sucessão foi recentemente exposta devido ao rápido recuo da atual geleira Wyspianski. A evidência inicial de campo sugere que a sucessão representa um registro geológico de variação paleoclimática de condições mais amenas para condições glaciais, que pode ser correlacionada com a mudança do ótimo climático do final do Eoceno (greenhouse) para as condições de icehouse do Oligoceno, registradas na curva de paleotemperatura cenozóica estabelecida pela determinação de 18O em carapaças de foraminíferos. Este estudo teve como foco central a análise estratigráfica e geoquímica da ocorrência, a fim de interpretar a sucessão de eventos paleoclimáticos documentados no afloramento e analisá-los, no contexto da história paleoclimática da Antártica. Os dados obtidos mostraram que a transição de zonas não alteradas para alteradas observada em cada derrame de basalto pode de fato ser atribuídas à ação moderada de processos intempéricos no topo de cada derrame. Eles também demonstram uma origem glacial, em parte subglacial com contribuição marinha, dos diamictitos sobrepostos, que apresentam feições, tais como, clastos de litologias e tamanhos variados, facetados e estriados, clastos tipo bullet shaped, clastos partidos por congelamento, estrias intraformacionais e fósseis marinhos encontrados na matriz do diamictito. As condições climáticas amenas responsáveis pelo intemperismo do basalto durou até o surgimento do último horizonte de lava, seguida por movimentação tectônica que inclinou o pacote. Esses eventos indicam condições paleoclimáticas menos rigorosas relativamente longas durante o Eoceno, precedendo o estabelecimento do manto de gelo oligocênico nesta parte da Antártica. During the Eocene and Oligocene (55 23 Ma) the Earth was undergoing a period of great climatic changes. Geological records, reinforced by climate models indicate that global climate during this period went from a stage in which the Earth was virtually free of polar ice caps to a stage close to what we find today in Antarctica. Most of these records are indirect, taken from the deep-sea cores or fossil material. Clear terrestrial evidence of climate change (greenhouse-icehouse) for the Eocene-Oligocene transition is found in Wesele Cove, King George Island, West Antarctica. This evidence includes a succession of at least thirteen, few meters thick, basaltic lava flows overlain disconformably by diamictite and sandstone. The basaltic section is correlated with the Mazurek Point/Hennequin Formation, radiometric dated as Eocene, and the diamictite and sandstone correspond to the Krakowiak Glacier Member of the Polonez Cove Formation, dated as Early Oligocene, on paleontological and radiometric basis. Each tholeiitic basalt layer exhibits a lower, thicker (1 to few meters) fresh zone, transitionally followed up by a zone of saprolith, varying from decimeters to 1-1.5 m in thickness. The entire basalt package of around 60 m, is tilted 25º to the east. The succession has been recently exposed due to fast retreat of the present Wyspianski Glacier. The initial field evidence suggests that the succession represents the geological record of paleoclimatic variation from mild to glacial conditions, that could correlate with the change from the late Eocene optimum climatic (greenhouse) to icehouse conditions in the Oligocene, as recorded on the Cenozoic paleotemperature curve established by 18O determinations on calcareous foram tests. This study had focus on the stratigraphy and geochemistry analysis of the occurrence, in order to interpret the succession of palaeoclimatic events documented in outcrop and analyze them in the context of paleoclimatic history of Antarctica. Data obtained consistently showed that the supposed transition from unaltered to altered zones observed in each basalt layer may in fact be assigned to the moderated action of weathering processes on top of each flow. They also demonstrate a glacial, in partly subglacial with marine contribution, origin for the overlying diamictites, which has features such clasts of diverse lithologies and sizes, faceted and striated clasts, bullet shaped clasts, clasts broken by freezing and thaw, intraformational striae and marine fossils found in the matrix of the diamictite. The mild paleoclimatic conditions responsible for weathering of the basalt lasted until the emplacement of the highest lava horizon, followed by tectonic movement that tilted the package. These events indicate a relatively long paleoclimatic mild conditions during the Eocene, preceding the establishment and displacement of the Oligocene ice-sheet in this part of Antarctica.