Benthonic assembly and its correlation with the geodiversity of the east continental shelf of Ceará (Brazilian equatorial margin)
DOI:
https://doi.org/10.5380/qeg.v15i0.93438Palavras-chave:
Seabed mapping, semi-arid continental shelf, biotic components, Principal Component Analysis, Brazilian Northeast.Resumo
Bioclastic sediments have economic value due to their high concentration of calcium minerals and can be used as soil amendments in agriculture, in cement factories, for animal feed formulation, and in the cosmetic industry. In Brazil, they are widely exploited on the continental shelf. Although the sedimentary facies of the Ceará continental shelf are known, there is no information about the composition of bioclastic constituents, their diversity, and distribution. This study aims to identify the constituents of marine benthic communities and their relationship with abiotic factors such as depth, morphology, and sedimentary facies. To this end, analyses of remote sensing data, bathymetry, and sediment samples were conducted. Features such as submerged dunes (oblique, parallel, and transverse), beach sandstones, and paleochannels were observed, and, according to physiographic and morphological aspects, five zones were interpreted (1. suspended sediment zone, 2. transverse dune zone, 3. oblique dune zone, 4. reef construction zone, and 5. flatbed zone). Sedimentological analyses identified components with their respective relative frequencies: bryozoans (35.5%), calcareous algae (27%), foraminifera (12.3%), molluscs (12%), cnidarians (4%), echinoderms (3.9%), sponges (3.5%), and arthropods (1.7%). Principal component analyses (PCA) showed a positive correlation between the biotic components (calcareous algae, sponges, and cnidarians) and the abiotic factors (depth 20-40 m, zones 2 and 4 (Z2 and Z4), and the bioclastic gravelly sand facies (BGS)). Otherwise, arthropods tend to occur from 40 to 60 m depth and are commonly associated with the biolithoclastic sand facies (BLS), while echinoderms and molluscs tend to occur in shallower regions (0-20 m), associated with zone 1 (Z1) and to the bioclastic gravel (BG) and bioclastic sand with gravel (BSG). This research demonstrates the relationship between geology, geomorphology, and benthic marine life in the region and provides a valuable database for measuring and monitoring the area, which has attracted attention from various sectors of the Blue Economy, especially during the Decade of the Oceans.
Referências
ALMEIDA V. E. S. (2011). Influência da Latitude na distribuição geográfica dos Briozoários (Ordem Cheilostomata) da Plataforma Continental da Bahia, Brasil. UFBA. Tese de Doutorado.
ASSIS H. M. B., FREIRE G. S. S. [et al.]. 2007. Recife. Informe de Recursos Minerais – Programa Geologia do Brasil. Série Recursos Minerais Marinhos, Nº 01 – Avaliação dos Recursos Não Vivos da Plataforma Continental Brasileira.
BAUCH H.A., MUELLER-LUPP T., TALDENKOVA E., SPIELHAGEN R.F., KASSENS H., GROOTES P.M., THIEDE J., HEINEMEIER J., PETRYASHOV V.V. 2001. Chronology of the Holocene transgression at the North Siberian margin. Global and Planetary Change, 31(1-4), 125–139. doi:10.1016/s0921-8181(01)00116-3.
BROOKS G.R., DOYLE L.J., SUTHARD B.D., LOCKER S.D., HINE A.C. 2003. Facies architecture of the mixed carbonate/siliciclastic inner continental shelf of west-central Florida: Implications for Holocene barrier development. Marine Geology 200, 325-349.
CARNEIRO P.B. DE M., MORAIS J. O. 2016. Carbonate sediment production in the equatorial continental shelf of South America: quantifying Halimeda incrassata (Chlorophyta) contributions. J. South Am. Earth Sci. 72, 1–6. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2016.07.011 .
CARTES J.E., CARRASSON M. 2004. Influence of trophic variables on the depth-range distribution and zonation rates of deep-sea megafauna: the case of the Western Mediterranean assemblages. Deep Sea Research Part I 51 :263-279. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2003.10.001
CASTRO D. L., BEZERRA F. H. R., SOUSA M. O. L., FUCK R. A. 2012. Influence of Neoproterozoic tectonic fabric on the origin of the Potiguar Basin, northeastern Brazil and its links with West Africa based on gravity and magnetic data. Journal of Geodynamics, v. 54, p. 29– 42, 2012.
CAVALCANTI V.M.M. 2020. O aproveitamento de granulados bioclásticos marinhos como alternativa para a indústria de fertilizantes no Brasil – Relatório Final. Brasília: DNPM 85.
CPRM – SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL 2007. Potencialidades dos granulados marinhos da plataforma continental leste do Ceará.
COUTINHO P.N., MORAIS J.O. 1970. Distribución de los sedimentos en la plataforma Norte e Nordeste del Brasil. Arquivos Ciências do Mar 10:79–90.
COUTINHO P. N. 1976. Geologia marinha da plataforma continental Alagoas-Sergipe. Tese de Doutorado. Pós graduação em Geologia, Departamento de Geologia, Universidade Federal de Pernambuco, 112p.
CAVALCANTI, V.M.M. 2011. Plataforma continental: a última fronteira da mineração brasileira. Brasília: DNPM, 2011. 104 p.
DARTNELL P. AND GARDNER J. V. 2004. Predicted Seafloor Facies of Central Santa Monica Bay, California. USGS Open-file Report 2004-1081, Reston, VA: U.S. Geological Survey.
DIAS G.M.T. 1996. Classificação de sedimentos marinhos proposta de representação em cartas sedimentológicas. Anais do XXXIX Congresso Brasileiro de Geologia. Vol. 3.
DIAS G. T. M. 2000. Granulados Bioclásticos – Algas Calcárias. Brazilian Journal of Geophysics. Vol. 18(3).
https://doi.org/10.1590/S0102-261X2000000300008
DAJOZ R. 1983. Ecologia geral. 4 eds., Petrópolis Rio de Janeiro, Vozes, 472p.
ERDEY-HEYDORN M.D. 2008. An ArcGIS seabed characterization toolbox developed for investigating benthic habitats. Mar Geod 31 :318–358. https://doi.org/10.1080/01490410802466819
FOLK R. L. AND WARD W. C. 1957. Brazos Sungai Bar: A study in the significance of grain size parameters. Journal of Sedimentary Petrology, 27 (1): 3-26.
FONTES L.C.S, SUFFREDINI M., MENDONÇA J.B, QUEIROZ E.V, SILVA D.S., SANTOS J.R. 2011. Sedimentos biodetríticos da Plataforma Continental Sul de Alagoas. XIII Congresso da Associação Brasileira de Estudos do Quaternário ABEQUA III Encontro do Quaternário Sul-americano.
FREIRE, G. S. S. Geologia Marinha da Plataforma Continental do Estado do Ceará. Dissertação de Mestrado. Pós-Graduação em Geociências. Departamento de Geologia. Universidade Federal de Pernambuco. Recife, 162p. 1985.
FREIRE G.S.S., CAVALCANTI V.M.M., L.P.& LIMA S.F. 1997. Classificação dos sedimentos da plataforma Continental de Estado do Ceará. IN:SIMPOSIIO DE GEOLOGIA DO NORDESTE. FORTALEZA. ANAIS. 209-211 P.
FREIRE G.S.S. & CALVALCANTI V.M.M. 1998. A Cobertura Sedimentar Quaternária da Plataforma Continental do Estado do Ceará. 42p.
GISCHLER E., HUDSON J. H., HUMBLET M., BRAGA J. C., SCHMITT D., DOMINIK S., ISAACK A., EISENHAUER A., CAMOIN G. F. 2018. Holocene and Pleistocene fringing reef growth and the role of accommodation space and exposure to waves and currents (Bora Bora, Society Islands, French Polynesia). Sedimentology. https://doi.org/10.1111/sed.12533 .
GRÉ J. C. R. 1989. Aspectos sedimentares da plataforma continental de Santa Catarina – Brasil. Geosul. 94 - 98p.
GOES E. R., BROWN C. J., ARAÚJO T. C. 2019. Geomorphological Classification of the Benthic Structures on a Tropical Continental Shelf. Front. Mar. Sci. 6 :47. https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00047 .
GOMES M. P., VITAL H., BEZERRA F. H. R., DE CASTRO D. L., MACEDO J. W. D. P. 2014. The interplay between structural inheritance and morphology in the equatorial Continental Shelf of Brazil. Mar. Geol., v. 355, p. 150–161p.
GOMES M.P., VITAL H., DROXLER A.W. 2020. Terraces, reefs, and valleys along the Brazil northeast outer shelf: deglacial sea-level archives? Geo-Marine Lett. 40, 699–711. https://doi.org/10.1007/s00367-020-00666-4
HAMMER Ø., HARPER D.A.T., RYAN P.D. 2001. PAST: paleontological statistics software package for education and data analysis. Paleontol Electron 4:1–9p.
HARRIS P.T., DAVIES P.J., MARSHALL J.F. 1990. Late Quaternary sedimentation on the Great Barrier Reef continental shelf and slope east of Townsville, Australia. Marine Geology 94, 55-77p.
HARRIS P.T., MACMILLAN-LAWLER M., RUPP J., BAKER E.K. 2014. Geomorphology of the oceans. Marine Geology 352:4–24p. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2014.01.011
HOPLEY D. 2006. Coral reef growth on the shelf margin of the Great Barrier Reef with special reference to the Pompey Complex. Journal of Coastal Research 22, 150-174p.
JACKSON J. B. C., KIRBY M. X., BERGER W. H., BJORDAL K. A., BOTSFORD L. W., BOURQUE B. J., et al. 2001. Historical overfishing and the recent collapse of coastal ecosystems. Science 293, 629–638p. https://doi.org/10.1126/science.1059199
JEROSCH K., KUHN G., KRAJNIK I., SCHARF F.K., DORSCHEL B. 2015. A geomorphological seabed classification for the Weddell Sea, Antarctica. Marine Geophysical Researches 37:127–141. https://doi.org/10.1007/s11001-015-9256-x
KASKELA A.M., ROUSI H., RONKAINEN M., ORLOVA M., BABIN A., GOGOBERIDZE G. et al 2017. Linkages between benthic assemblages and physical environmental factors: the role of geodiversity in Eastern Gulf of Finland ecosystems. Cont Shelf Res 142 :1–13. https://doi.org/10.1016/j.csr.2017.05.013
LEMOS V. B., TERRA G. J.S., 2005. Bioelementos de Rochas Carbonáticas. Revisada e Ampliada, 2º edição, UFRGS. Pág: 10.
LARSONNEUR C. 1977. La caryographie des dépôts meubles sur le plateau continental français : méthode mise du point et utilisée en Manche. Journal de Recherche Oceanographique. [S.l.]. 34–39p.
LIMA FLHO R.P., GASTÃO F.G.C., CASTELO BRANCO M.P.N., PINHEIRO L.S. 2018. Caracterização Geomorfológica e Sedimentológica da Plataforma Continental Interna de Fortaleza. In: SINAGEO, Paisagem e Geodiversidade, XII Crato, Anais Crato: Simpósio Nacional de Geomorfologia.
LUNDBLAD E., WRIGHT D.J., MILLER J., LARKIN E.M., RINEHART R., NAAR D.F., DONAHUE B.T., ANDERSON S.M., BATTISTA T. 2006. A benthic terrain classification scheme for American Samoa. Marine Geodesy 29(2):89–111p.
KOHLER S.L. 1992. Competition and the Structure of a Benthic Stream Community. Ecological Monographs 62, No. 2: 165-188. https://doi.org/10.2307/2937092
LOCKER S.D., ARMSTRONG R.A., BATTISTA T.A., ROONEY J.J., SHERMAN C., ZAWADA D.G. 2010. Geomorphology of mesophotic coral ecosystems: current perspectives on morphology, distribution, and mapping strategies. Coral Reefs 29 :329–345. https://doi.org/10.1007/s00338-010-0613-6
LOPES R.P., BUCHMANN F.S.C. 2008. Comparação tafonômica entre duas concentrações fossilíferas (shell beds) da Planície Costeira do Rio Grande do Sul, Brasil. Journal of Geoscience. 66 – 69p.
MAIA L.P., FREIRE G.S.S., PESSOA P.R.S., RODRIGUES A.C.B., MAGALHÃES S.H.O., ARAÚJO P.S.A. 1997. Transporte de sedimentos na região costeira do Ceará. Fluxo de sedimentos e caracterização granulométrica. In: SIMPÓSIO DE GEOLOGIA DO NORDESTE, XVII. Anais...Fortaleza: Sociedade Brasileira de Geologia, v. 15, 182-192p.
MAIA L.P., VASCONCELOS F.P., MONTEIRO L.H.V., REBOUÇAS R.B.M., MARTINS M.B. 2008. Projeto executivo emergencial de proteção/recuperação da praia de Iracema. Prefeitura Municipal de Fortaleza. Programa de Recuperação do Litoral da Cidade. Laboratório de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, 2008 (Documento restrito).
MAIA G.A.M., Amaral V.V.M., FREIRE G.S.S., MAIA DE ALMEIDA N.2024. Carbonate granulates from the continental shelf of the State of Paraíba, NE Brazil. Geo-Marine Letters. In press. Accepted in May 8th, 2024.
MAIA DE ALMEIDA N., FREIRE G.S.S., SOUTO M.V.S., NORMANDO M.N. 2016. Mapeamento de Estruturas Submersas e Sedimentoloa Utilizando Dados SRTMPlus e Landsat 8: Regiao Adjacente ao Rio Jaguaribe, Plataforma Leste do Ceará. Revista de Geologia 29, 133-146p.
MAIA DE ALMEIDA N., FREIRE G.S.S., MORAIS J.O., NETO A.R.X., NETO J.C.A., PESSOA P.R.S., FERRO I.M.M., PINHEIRO L.S., 2021. Plataforma continental do Ceará. Livro Plataforma Continental Brasileira serie II PGGM 2021 Vital Sperle_Bastos2. 71-121p.
MANSO V.A.V., VALENÇA L.M.M., COUTINHO P.N. 2004. Sedimentologia da Plataforma Continental. In: ESKINAZI-LEÇA, E.; NEUMANN-LEITÃO, S.; COSTA, M. F.;(org.). Oceanografia um cenário tropical. UFPE. Edições Bagaço, pág: 59.
MATTHEWS-CASCON H., BEZERRA L.E.A., BARROSO C.X., RABAY S.G., MOREIRA A.K., Rocha V.P., Soares M.O. 2018. Marine benthic communities affected by the Doce River (southwestern Atlantic): Baseline before a mining disaster. Marine Pollution Bulletin 135, 1000–100p. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2018.08.020
MONTEIRO L.H.U. 2011. Feições Superficiais da Plataforma Continental Cearense entre o Litoral de Fortaleza e Icapuí. Rio Claro. Tese (Doutoramento em Geociências) – Universidade Estadual Paulista.
MORAIS J.O., NETO A.R.X., PESSOA P.R.S., PINHEIRO L.S., 2019. Morphological and sedimentary patterns of a semi-arid shelf, Northeast Brazil. Geo-Marine Letters, pp.8, https://doi.org/10.1007/s00367-019-00587-x
MOURA F.J.M. 2014. Aspectos sedimentares e potencialidades da plataforma continental do Ceará, entre Cascavel e Beberibe. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Ceará.
NASCIMENTO V.F., 2016. Trabalho de conclusão de curso de Bacharel. Análise dos Bioclastos Marinhos da Região Sul da Plataforma Continental de Pernambuco, Brasil. Universidade Federal de Pernambuco.
NOBLE-JAMES T., JESUS A., MCBREEN F. 2017. Monitoring guidance for marine benthic habitats. Peterborough, UK, JNCC: Joint Nature Conservation Committee, 110pp. (JNCC Report; 598),
https://doi.org/10.25607/OBP-1452
OLIVEIRA N., BASTOS A.C., QUARESMA V.S., VIEIRA F.V. 2020. The use of Benthic Terrain Modeler (BTM) in the characterization of continental shelf habitats. Geo-Marine Letters, volume 40, 1087–1097p.
OLIVEIRA D. H. 2012. Sedimentação Biogênica da Plataforma Continental interna e media de Pernambuco com base na Distribuição de Foraminíferos e Fauna Associada. Tese de doutorado. Universidade Federal de Pernambuco.
ORTIZ, G. P., KAMPEL, M. 2011. Potencial de energia eólica offshore na margem do Brasil. V Simpósio de Nacional de Oceanografia. Oceanografia e Políticas Públicas Santos, SP, Brasil – 2011.
PAIVA, S.V. et al. 2023. Marine carbonate mining in the Southwestern Atlantic: current status, potential impacts, and conservation actions. Marine Policy 148, 105435. https://doi.org/10.1016/j.marpol.2022.105435
PETERSON C.H. 1980. Approaches to the Study of Competition in Benthic Communities in Soft Sediments. In: KENNEDY V.S., Estuarine Perspectives, Academic Press, 1980, 291-302, ISBN 9780124040601.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-404060-1.50032-0.
PINHEIRO, L. et al. 2020. A Plataforma Continental Semiárida do Brasil. In: MUEHE, D.; LINS-DE-BARROS, F. M.; PINHEIRO, L.S. (orgs.) Geografia Marinha: oceanos e costas na perspectiva de geógrafos. Rio de Janeiro: PGGM, 2020. p. 129-152. ISBN 978-65-992571-0-0.
POGGIO C.A., SOUZA F.B.C., ALVES O.F.S., DOMINGUEZ J.M.L. 2009. Distribuição dos componentes biogênicos nos sedimentos da área do canal de Salvador, Baía de Todos os Santos, Bahia. Quaternary and Environmental Geosciences, v. 01, n. 01, 10-15p.
POGGIO, C.A.; SOUZA, F.B.C.; ALVES, O.F.S.; DOMINGUEZA, J.M.L.; (2009). Distribuição dos componentes biogênicos nos sedimentos da área do Canal de Salvador, Baía de Todos os Santos, Bahia, pág: 1.
PINARD V., DUSSAULT C., OUELLET J-P., FORTIN D., COURTOIS R. 2012. Calving rate, calf survival rate, and habitat selection of forest-dwelling caribou in a highly managed landscape. J Wildl Manag 76:189-199p. https://doi.org/10.1002/jwmg.217.
PINHEIRO L.S., GASTÃO, F. G., LOUSADA, Y. T.C., JÚNIOR, W.F., BRANCO, M. P.C. 2019. Mapeamento de habitats marinhos da plataforma continental interna da praia de Iracema– fortaleza – Ceará. São Paulo, UNESP, Geociências, v. 38, n. 3, 813 – 825p.
QUINN J.F. 1982. Competitive Hierarchies in Marine Benthic Communities. Oecologia vol. 54, no. 1: 129-135. https://www.jstor.org/stable/4216737
Rice J. 2003. Environmental health indicators,
Ocean & Coastal Management, 46, 3–4: 235-259, ISSN 0964-5691,
https://doi.org/10.1016/S0964-5691(03)00006-1.
STERNBERG R.W., NOWELL A.R.M., 1999. Continental shelf sedimentology: scales of investigation define future research opportunities. J. Sea Res. 41 (1), 55-71.
SALAS-SA AVEDRA M., DECHNIK B., WEBB G.E., WEBSTER J.M., ZHAO J.X., NOTHDURFT L.D., CLARK T.R., GRAHAM T., DUCE S., 2018. Holocene reef growth over irregular Pleistocene karst confirms major influence of hydrodynamic factors on Holocene reef development. Quat. Sci. Rev. 180, 157–176. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2017.11.034
SALAS F., MARCOS C., NETO J.M., PATRÍCIO J., PÉREZ-RUZAFA A., MARQUES J.C. 2006. User-friendly guide for using benthic ecological indicators in coastal and marine quality assessment,
Ocean & Coastal Management, 49, 5–6: 308-331, ISSN 0964-5691, https://doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2006.03.001.
SANTOS J., R., SOUZA R., M., ANDRADE E., FONTES L. C. S. 2019. Componentes biogênicos como indicadores ambientais da plataforma continental do Estado de Sergipe e sul de Alagoas. São Paulo, UNESP, Geociências, v. 38, n. 2, 409 – 425p.
SILVA FILHO W.F., 2004. Domínios Morfoestruturais da Plataforma Continental do Estado do Ceará. Tese de Doutorado, Departamento de Geologia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 288p.
SILVA FILHO W.F., CASTRO D.L., CORRÊA I.C.S., FREIRE G.S. 2007. Estruturas Rasas na Margem Equatorial ao Largo do Nordeste Brasileiro (Estado do Ceará): Análise de Relevo e Anomalias Gravimétricas Residuais. Revista Brasileira de Geofísica (2007) 25(Supl. 1): 65-77.
https://doi.org/10.1590/S0102-261X2007000500007
SILVA L.L.N., GOMES M.P., 2019. Statistical approach on mixed carbonate-siliciclastic sediments of the NE Brazilian outer shelf. Geo-Marine Letters (2020) 40:10011013.https://doi.org/10.1007/s00367-019-00625-8
SOARES M.O., CAMPOS C.C., CARNEIRO P.B.M., BARROSO H.S., MARINS R.V., TEIXEIRA C.E. P., MENEZES M.O.B., PINHEIRO L.S., VIANA M.B., FEITOSA C.V., SANCHEZ-BOTERO J.I., BEZERRA L.E.A., ROCHA-BARREIRA C.A., MATTHEWS-CASCON H., MATOS F.O., GORAYEB A., CAVALCANTE M.S., MORO M.F., ROSSI S., BELMONTE G., MELO V.M.M., ROSADO A.S., RAMIRES G., TAVARES T.C.L., GARCIA T.M. 2021. Challenges and perspectives for the Brazilian semi-arid coast under global environmental changes. Perspectives in Ecology and Conservation 19 (3), 267–278p. https://doi.org/10.1016/j.pecon.2021.06.001
SOUZA-LIMA W., MANSO C.L.C. 2004. Equinodermas. In: CARVALHO, I. S. Paleontologia. 2 ed. Rio de Janeiro: Interciências, Volume 1. 675-700p.
TINOCO I. M. 1989. Introdução ao estudo dos Componentes Bióticos dos Sedimentos Marinhos Recentes. Editora Universitária da UFPE. 220p.
USGS/NASA. United States Geological Survey/National Aeronautics and Space Administration. Disponível em: https://landsat.gsfc.nasa.gov/sentinel-2a-launches our compliments-our-complements/ Acesso em: 20 mar. 2018 e 19 out. 2018.
XIMENES NETO A.R., MORAIS J.O., CIARLINI C. 2018a. Modern and relict sedimentary systems of the semi-arid continental shelf in NE Brazil. J S Am Earth Sci 84:56–68p.
XIMENES NETO A.R., MORAIS J.O., PAULA L.F.S., PINHEIRO L.S. 2018b. Transgressive deposits and morphological patterns in the equatorial Atlantic shallow shelf (Northeast Brazil). Reg StudMar Sci 24:212– 224p.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
A Quaternary Environmental Geosciences adota a Licença Creative Commons, CC BY 4.0 Atribuição não comercial. Com essa licença é permitido acessar, fazer download, copiar, imprimir, compartilhar, reutilizar e distribuir os artigos, para qualquer fim, com a citação da fonte, conferindo os devidos créditos autorais à Quaternary Envronmental Geosciences.
Os direitos autorais são de propriedade exclusiva da revista, transferidos por meio da Declaração de Transferência de Direitos Autorais assinada pelos autores.
