Integração Da Tafonomia E Estratigrafia De Sequências No Estudo Dos Lingulídeos Da Sucessão Devoniana Da Bacia Do Paraná Carolina Zabini
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS INTEGRAÇÃO DA TAFONOMIA E ESTRATIGRAFIA DE SEQUÊNCIAS NO ESTUDO DOS LINGULÍDEOS DA SUCESSÃO DEVONIANA DA BACIA DO PARANÁ CAROLINA ZABINI ORIENTADOR: Prof. Dr. Michael Holz CO-ORIENTADOR: Prof. Dr. Elvio Pinto Bosetti Tese de Doutorado apresentada como requisito parcial para obtenção do Título de Doutor em Ciências Porto Alegre - 2011 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS INTEGRAÇÃO DA TAFONOMIA E ESTRATIGRAFIA DE SEQUÊNCIAS NO ESTUDO DOS LINGULÍDEOS DA SUCESSÃO DEVONIANA DA BACIA DO PARANÁ CAROLINA ZABINI ORIENTADOR: Prof. Dr. Michael Holz CO-ORIENTADOR: Prof. Dr. Elvio Pinto Bosetti BANCA EXAMINADORA Prof. Dr. Juliana de Moraes Leme – Instituto de Geociências da Universidade Paulista (USP). Prof. Dr. Cesar Leandro Schultz – Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Prof. Dr. Paulo Alves de Souza– Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Tese de Doutorado apresentada como requisito parcial para obtenção do Título de Doutor em Ciências Porto Alegre - 2011 Zabini, Carolina Integração da Tafonomia e Estratigrafia de Sequências no Estudo dos Lingulídeos da Sucessão Devoniana da Bacia do Paraná/ Carolina Zabini – Porto Alegre : UFRGS/PPGEO, 2011. [238 f.] il. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências. Programa de Pós-Graduação em Geociências, Porto Alegre, RS – BR, 2011. 1. Lingulídeos. 2. Devoniano. 3. Tafonomia. 4. Estratigrafia de Sequências. I. Título. Catalogação da Publicação Biblioteca Geociências – UFRGS Alexandre Ribas Semeler CRB10/1900 "A human being is a part of a whole, called by us _universe_, a part limited in time and space. He experiences himself, his thoughts and feelings as something separated from the rest... a kind of optical delusion of his consciousness. This delusion is a kind of prison for us, restricting us to our personal desires and to affection for a few persons nearest to us. Our task must be to free ourselves from this prison by widening our circle of compassion to embrace all living creatures and the whole of nature in its beauty." Albert Eistein Agradecimentos Eu gostaria de manifestar aqui meus sinceros agradecimentos às diversas pessoas e instituições que contribuíram para a realização e conclusão desta Tese: Aos meus orientadores brasileiros, Prof. Dr. Michael Holz, atualmente na Universidade Federal da Bahia (UFBA) e ao Prof. Dr. Elvio P. Bosetti, da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), pela oportunidade de realizar este doutorado, pelos ensinamentos e discussões. Ao meu orientador estrangeiro, Prof. Dr. Michal Kowalewski, da Virginia Polytechnic Institution (VT), por ter me recebido em sua Universidade e possibilitado meu contato com diversos profissionais da área, com materiais de outros períodos e com novas técnicas de trabalho. Ao Prof. Dr. Shuhai Xiao, também da Virginia Polytechnic Institution (VT), pela maneira como me recebeu e pelas enriquecedoras discussões sobre meu objeto de estudo. À Profa. Dra. Valesca Brasil Lemos, ao Prof. Dr. Paulo Alves de Souza e ao Prof. Dr. Cesar Leandro Schultz, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), componentes de minha banca de qualificação, pelas críticas e sugestões imprescindíveis para o aprimoramento de meu trabalho. Ao Prof. Dr. Yngve Grahn pelas discussões nos trabalhos de campo e de laboratório. Ao Instituto de Geociências da UFRGS, ao Departamento de Geociências da UEPG e ao Instituto de Geociências da VT pela infra-estrutura disponibilizada durante a realização de minhas pesquisas. Agradecimento especial à curadora da coleção de Paleontologia do Museu do Estado de Nova Iorque (New York State Museum-NYSM) Linda VanAller Hernick, à curadora da coleção de invertebrados fósseis do Museu Americano de História Natural (American Museum of Natural History-AMNH) Busrha Hussaini, e ao curador da coleção de paleobiologia do Museu Nacional de História Natural (National Museum of Natural History-NMNH) Mark Florence por permitirem minha visita às coleções, e por sua constante ajuda durante minha estadia. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, pelo financiamento concedido na forma de bolsa de doutorado (140659/2007-2) e de bolsa doutorado sanduíche (201147/2009-2) sem as quais eu não teria como realizar esta tese. Ao Prof. Christian C. Emig pelas discussões em relação à taxonomia dos lingulídeos devonianos, objeto de estudo desta tese. Estas discussões contribuíram na construção do terceiro artigo da tese. Ao Dr. Juan Carlos Cisneros (Universidade Federal do Piauí-UFPI) por sua ajuda na tradução do primeiro artigo da tese, pelas aulas de desenho e pela amizade. Ao Dr. James Schiffbauer (VT), que compartilhou comigo seu escritório durante minha permanência na VT, e que me ensinou muito sobre o uso de microscopia eletrônica de varredura, e espectroscopia de raios-x na análise de fósseis. Nossas análises levaram à construção do artigo anexo a esta tese. À Christoph Füllenbach, estudante alemão de geologia da Johannez Guttenberg-Universität Mainz, pela amizade e pela ajuda nas análises de fragmentos de lingulídeos, enquanto estava na VT. Ao Prof. Dr. Sérgio Tebcherani e ao Dr. Evaldo Kuboski, ambos do Departamento de Química de UEPG, e ao Prof. Gilson B. Guimarães, das Geociências da UEPG pela ajuda com os experimentos com ácidos, e discussões sobre geoquímica e diagênese fóssil essenciais para a continuação de minha pesquisa nesta área. Aos membros do Grupo Palaios pelos trabalhos de campo e de laboratório. Em especial aos amigos William Mikio Kurita Matsumura e Rodrigo Scalise Horodyski pelas horas de discussões. Às colegas de curso Ana Emília Quezado, Elizete Holanda, Cristina Félix e Ana Luisa Outa Mori, e àquelas que já se formaram, Dra Cristina Bertoni-Machado, Dra Paula C. Dentzien-Dias, Dra Annie Hsiu muito obrigada pelas dicas e troca de conhecimentos durante estes anos trabalhando juntas. Agradeço especialmente à Elizete e à Cristina por terem me abrigado em suas casas por diversas vezes durante meu mestrado e doutorado. Aos brasileiros que conheci em Blacksburg, em especial Cristiane e Régis Koper, Mariana Bettio e Felipe Bacim, Ulisses Dias, e Elaine Batista; sem vocês esta viagem não teria sido tão prazeirosa. Agradecimento especial ao Ulisses e ao Felipe que até o final de meu doutorado ainda baixavam artigos em .pdf disponíveis na biblioteca digital da VT! Às amigas Andressa Mariano, Raquel Silva, Renata I. Rickli, Leila B.A. de Almeida e Liziane C.C. Brusamarello, pela amizade sempre presente. À argentina Diana Elizabeth Férnandez e à canadense Elizabeth Schatz amigas de congresso que me abriram a cabeça para novas áreas e renovaram meus ânimos já nos meses finais de meu doutorado. A minha família, meu pai A. Maurilo Zabini Jr., sua esposa, Elaine P. Zabini, Bruna, Rodrigo e Sandra; à Maria Aparecia dos Santos, à Terezinha de Jesus Santos e ao Tonhão agradeço o apoio sem o qual eu não teria finalizado este projeto. Agradeço em especial a minha mãe, Ivania Berger, minha fortaleza, que esteve sempre presente, me apoiando, em todos os momentos. Ao meu esposo, Alisson R.S. Prestes, pelas horas a fio no computador, me fazendo entender como programar, me ensinando estatística, discutindo paleontologia, enfim, me aguentando nas loucuras de um doutorado...obrigada! Resumo Fósseis devonianos de braquiópodes infaunais denominados informalmente de lingulídeos compõem o principal objeto de estudo da presente tese. Dados tafonômicos e estratigráficos associados ao registro desses fósseis foram coletados. A abundância dos lingulídeos, suas diferentes formas de ocorrência, sua ausência em determinados afloramentos, e o fato de possuírem pares recentes (i.e. animais semelhantes que vivem nos mares atuais e que podem vir a colaborar na compreensão da paleobiologia, paleoecologia e nos processos tafonômicos dos lingulídeos fósseis) foram os fatores que influenciaram na escolha do grupo como alvo de estudo. No total analisaram-se 32 afloramentos que tiveram descritas suas litologias e estruturas sedimentares, e quando possível, foram realizadas coletas tafonômicas de alta resolução e a inserção de tais afloramentos em arcabouço de estratigrafia de sequências. Nas coletas todos os táxons encontrados foram devidamente considerados. Os afloramentos investigados distribuem-se pela sucessão devoniana da bacia sedimentar do Paraná, e atualmente encontram-se na região fitogeográfica Campos Gerais, estado do Paraná, Brasil. Para análise do material coletado foi construído um banco de dados tafonômicos. Também foram realizadas análises com microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva, para alguns lingulídeos extremamente bem preservados, durante o período de estágio sanduíche. Ainda neste intervalo, métodos estatísticos foram aplicados com material de lingulídeos fósseis devonianos e também com material Miocênico/Eocênico contendo lingulídeos. Visitas a coleções de museus no exterior foram realizadas com intuito comparativo, uma vez que a incerteza taxonômica dos fósseis devonianos já havia adentrado a tese como mais uma problemática. As principais questões abordadas na presente tese se referem à possibilidade (1) de utilização de dados de lingulídeos atuais na interpretação do registro devoniano destes animais; (2) das características intrínsecas dos lingulídeos (i.e. concha quitinofosfática,