Reconstrução paleoclimática do Pantanal sul-mato-grossense : caracterização geoquímica de testemunhos de sondagens na Lagoa do Meio, Baixa Nhecolândia, Megaleque do Rio Taquari (Corumbá-MS)

Abstract

Resumo: As zonas úmidas figuram entre os ecossistemas mais estratégicos do planeta, atuando como grandes sumidouros de carbono e reguladores essenciais do clima global. Entretanto, sua extrema sensibilidade às mudanças climáticas as torna vulneráveis a alterações hidrológicas, transformando-as de armazenadores em fontes emissoras de gases de efeito estufa. O Pantanal, maior zona úmida continental do planeta, destaca-se por sua importância ecológica. No entanto, a avaliação da resiliência climática do Pantanal é dificultada pela escassez de registros sedimentares profundos, pela predominância de depósitos siliciclásticos pouco consolidados e pela influência de processos redoximórficos. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo reconstruir a evolução paleoclimática da Baixa Nhecolândia, região central do Pantanal, por meio de análises geoquímicas realizadas em dois furos de sondagem obtidos na Lagoa do Meio: um com 11,8 m, coletado na margem (S-ML), e outro com 9 m, extraído de uma elevação arenosa conhecida como "cordilheira" (S-COR), que circunda a lagoa. Ambos foram coletados na Fazenda Nhumirim, sob gestão da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Pantanal). A amostragem ao logo dos perfis foi orientada por variações texturais e mineralógicas, complementadas por triagens geoquímicas preliminares por fluorescência de raios X portátil (pFRX) e espectroscopia gama (GRS). Foram analisadas 37 amostras do testemunho S-ML, incluindo dois níveis com concreções de ferro (Fe) e manganês (Mn), e 27 amostras da S-COR. Como etapa inicial da análise paleoclimática, utilizou-se o testemunho S-ML, no qual a caracterização mineralógica e geoquímica foi conduzida por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Os dados obtidos por fluorescência de raios X (FRX) foram analisados por componentes principais (PCA), permitindo a identificação de seis fácies geoquímicas associadas a proxies de intemperismo químico (Rb/Sr, Ba/Sr e índice CPA) e de concentração de Hg (ng/g). As concreções foram investigadas por técnicas avançadas baseadas em luz síncrotron, como micro-fluorescência de raios X (µFRX) e espectroscopia de absorção de raios X próxima à estrutura da borda (XANES), revelando composição detalhada e estados de oxidação do Fe. Os resultados mostram ausência de diagênese avançada e sinais de pedogênese incipiente evidenciados pelas concreções, mas com predominância de aportes detríticos. A S-ML mostra três grandes estágios climáticos (dois períodos quentes intercalados por um período frio intermediário) subdivididos em sete fases de variação na umidade, refletindo ciclos hidrológicos. As concreções indicam condições ambientais flutuantes entre úmido e seco, provavelmente influenciadas por atividade radicular e variações do lençol freático. Comparações com dados paleoclimáticos da Serra da Bodoquena, na borda sudoeste do Pantanal, mostram sincronia regional e que o Pantanal funciona como um sistema de memória climática, altamente sensível a variações orbitais e mudanças nos padrões atmosféricos tropicais. Entretanto, dados recentes das estações pluviométricas indicam uma possível ruptura no regime hidrológico atual, com ausência de sinais nítidos de recuperação das condições úmidas típicas do passado. O contraste entre a resiliência paleoclimática e a ruptura pluviométrica recente sugere resposta à crise climática atual, reforçando a urgência de conservação do Pantanal

Abstract: Wetlands rank among the planet’s most strategic ecosystems, acting as major carbon sinks and playing a critical role in regulating the global climate. However, their high sensitivity to climate change makes them particularly vulnerable to hydrological shifts that can reverse their function, from carbon sinks to significant sources of greenhouse gas emissions. The Pantanal, the largest continental wetland on Earth, is ecologically prominent in this context. Yet, assessing its climate resilience remains challenging due to the scarcity of deep sedimentary records, the prevalence of poorly consolidated siliciclastic deposits, and the influence of redoximorphic processes. Against this backdrop, the present study aims to reconstruct the paleoclimate history of Baixa Nhecolândia, located in the central Pantanal, through geochemical analyses of two sediment cores obtained from Lagoa do Meio: one 11.8 m core from the lake margin (S-ML) and another 9 m core from a sandy elevation known as a "cordilheira" (S-COR), surrounding the lake. Both cores were collected within Fazenda Nhumirim, a research site managed by Embrapa Pantanal. Sampling along the profiles was guided by variations in sediment texture and mineralogy and supported by preliminary geochemical screening using portable X-ray fluorescence (pXRF) and gamma-ray spectroscopy (GRS). A total of 37 samples from S-ML, including two levels containing iron (Fe) and manganese (Mn) concretions, and 27 samples from S-COR were analyzed. The initial paleoclimate reconstruction focused on the S-ML core, where mineralogical and geochemical characterization was carried out using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Bulk geochemical data from XRF were subjected to principal component analysis (PCA), revealing six distinct geochemical facies linked to chemical weathering proxies (e.g., Rb/Sr, Ba/Sr ratios, and the Chemical Proxy of Alteration – CPA) and mercury concentrations (ng/g). The Fe-Mn concretions were further investigated using advanced synchrotron-based techniques, including micro-X-ray fluorescence (µXRF) and X-ray absorption near-edge structure spectroscopy (XANES), which provided detailed elemental composition and Fe oxidation states. Results indicate the absence of advanced diagenetic alteration and the presence of incipient pedogenic processes, as evidenced by the concretions, with a dominant signal of detrital input. The S-ML core records three major climatic intervals—two warm periods separated by a cooler intermediate phase—further subdivided into seven humidity variation phases that reflect regional hydrological cycles. The concretions reflect fluctuating environmental conditions ranging from wet to dry, likely driven by root activity and fluctuations in the groundwater table. Comparison with paleoclimate data from the Serra da Bodoquena, located on the southwestern margin of the Pantanal, suggests regional synchrony and supports the interpretation of the Pantanal as a sensitive climatic archive, highly responsive to orbital forcing and shifts in tropical atmospheric circulation. However, recent rainfall records indicate a potential disruption in the current hydrological regime, with no clear evidence of recovery to the historically wet conditions. The contrast between paleoclimatic resilience and the recent pluviometric disruption suggests a response to the current climate crisis, reinforcing the urgency of Pantanal conservation