Paleossolos como indicadores climáticos da formação Rio do Rasto, permiano médio a superior da Bacia do Paraná

Abstract

O clima é o fator ambiental mais ativo na gênese do solo e que condiciona o tipo e a intensidade do intemperismo e dos processos pedogenéticos atuantes. Desta forma, os paleossolos são importantes marcos estratigráficos no registro geológico, visto que concentram informações climáticas acerca do seu período de exposição e revelam detalhes sobre a evolução do clima ao longo do tempo. Ademais, os paleossolos também registram informações sobre a paleovegetação, o paleorelevo e as taxas de sedimentação durante a deposição. Os paleossolos identificados na Formação Rio do Rasto, Bacia do Paraná, afloram nos estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Eles correspondem a importantes ciclos deposicionais do Permiano na bacia, contendo informações a respeito da evolução paleoclimática deste intervalo que precede a extinção Permo-Triássica. A Formação Rio do Rasto compreende um grande sistema fluvial distributivo que integra diferentes subsistemas deposicionais. A unidade basal é composta por depósitos predominantemente lacustres do Membro Serrinha, sendo sobrepostos por depósitos de canais fluviais, eólicos, lacustres e de overbank do Membro Morro Pelado. Estes paleossolos são ricos em informações importantes para a compreensão das mudanças climáticas e ambientais que se sucederam ao longo do Permiano Médio a Superior na Bacia do Paraná. A área de estudo da pesquisa é delimitada pelos estados da região sul do Brasil ? Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, tendo sido subdividida em porção norte (Seção 1, PR), central (Seções 2 e 3, SC) e sul (Seções 4 e 5, RS). As seções norte e central contam com dados adquiridos de afloramentos, enquanto os dados relacionados às seções sul provêm de testemunhos de sondagem e dados bibliográficos. Sobre estas seções, foi realizada a análise integrada de dados macro e micromorfológicos, geoquímicos (Índice de Alteração Química a partir de Fluorescência de Raios-X) e mineralógicos (Difração de Raios-X). As informações obtidas destacaram sazonalidade bem definida para os perfis de 1 a 3, enquanto para os perfis 4 e 5 o mesmo padrão sazonal está presente apenas nas porções basais, cedendo espaço para condições climáticas mais hostis. Da região norte a central, domina um clima árido a semiárido, marcado pela ocorrência abundante de esmectita, sugerindo regimes hidrológicos bem estabelecidos, enquanto a presença de minerais como caulinita e ilita indica períodos mais longos de exposição subaérea. Características pedogenéticas como gretas de contração, slickensides, bioturbação intensa e feições redoximórficas reforçam esse cenário climático sazonal. O mesmo se repete para a base das Seções 4 e 5. Ademais, a abundância de carbonatos e as fases evaporíticas aumentam progressivamente em direção ao topo e ao domínio sul, indicando uma tendência de aridização relacionada à continentalização de Gondwana durante o Permiano Médio e Superior. Os valores molares da CIA demonstram um gradiente climático regional, com condições mais áridas nos paleossolos das porções proximais e semiáridas nas regiões intermediárias, enquanto as porções distais refletem um ambiente árido com configurações evaporíticas. Desta forma, os paleossolos atuam como indicadores climáticos sensíveis, contribuindo significativamente para a compreensão das condições ambientais anteriores ao limite Permiano-Triássico.

Abstract: Climate is the main factor governing soil genesis and determining the type and intensity of weathering and pedogenetic processes. Therefore, paleosols are important stratigraphic markers in the geological record, as they contain climatic information about their period of exposure and reveal details about climate evolution over time. They also record information about paleovegetation, paleorelief, and sedimentation rates during deposition. The paleosols identified in the Rio do Rasto Formation, Paraná Basin, outcrop in the states of Paraná, Santa Catarina, and Rio Grande do Sul. They correspond to important Permian depositional cycles in the basin, containing information about the paleoclimatic evolution of this interval, which precedes the Permo-Triassic extinction. The Rio do Rasto Formation comprises a large distributary fluvial system that integrates different depositional subsystems. The basal unit is composed of predominantly lacustrine deposits of the Serrinha Member, overlain by fluvial channel, aeolian, lacustrine, and overbank deposits of the Morro Pelado Member. These paleosols are rich in important information for understanding the climatic and environmental changes that occurred throughout the Middle to Late Permian in the Paraná Basin. The study area is delimited by the southern Brazilian states of Paraná, Santa Catarina, and Rio Grande do Sul, and has been subdivided into the northern (Section 1, PR), central (Sections 2 and 3, SC), and southern (Sections 4 and 5, RS) portions. The northern and central sections contain data acquired from outcrops, while data related to the southern sections come from drill cores and bibliographic data. An integrated analysis of macro- and micromorphological, geochemical (Chemical Alteration Index from X-ray Fluorescence), and mineralogical (X-ray Diffraction) data was performed on these sections. Profiles 1 to 3 shows a well-defined seasonality. Profiles 4 and 5 present a seasonal pattern only in the basal portions, revealing more hostile climatic conditions towards the top. From the north to the central region, an arid to semiarid climate dominates, marked by the abundant occurrence of smectite, suggesting well-established hydrological regimes, while the presence of minerals such as kaolinite and illite indicates longer periods of subaerial exposure. Pedogenetic features such as mudcracks, slickensides, intense bioturbation, and redoximorphic features reinforce this seasonal climatic scenario. The abundance of carbonates and evaporite phases progressively increases toward the top and the southern domain, indicating an aridization trend related to the continentalization of Gondwana during the Middle and Late Permian. The molar values of the CIA demonstrate a regional also reflect this climatic gradient, with more arid conditions in the paleosols of the proximal portions and semiarid conditions in the intermediate regions, while the distal portions reflect an extreme arid environment. Consequently, paleosols represent highly sensitive archives of terrestrial paleoclimatic information, providing critical evidence for interpreting climatic trends and environmental settings prior to the Permian?Triassic boundary.