Abrupt, millennial-scale climate oscillations, known as Dansgaard-Oeschger (D-O) cycles, characterized the climate system during the last ice age. Proxy evidence suggests these climate oscillations resulted in global-scale reorganizations in the hydrological cycle. For this study, Mg/Ca-paleothermometry and stable isotope measurements were combined on the planktonic foraminifera Globigerinoides ruber (white variety) from Florida Straits sediment core KNR166-2 JPC26 (24*19.61'N, 83*15.14'W; 546 m depth) to reconstruct a high-resolution record of sea surface temperature and delta18OSW (a proxy for upper water column salinity) during Marine Isotope Stages 2 and 3 from 20-35.45 ka BP. As additional proxies for upper water column salinity change, Ba/Ca ratios in G. ruber were also measured to determine the relative contribution of local riverine input on the delta18OSW record and a faunal abundance count record of the planktonic foraminifera N. dutertrei abundance was developed. These results show that rapid upper water column salinity changes occurred across D-O events in the Florida Straits, coeval with climate change in the high-latitude North Atlantic. Furthermore, the G. ruber Ba/Ca record suggests that riverine-derived meltwater from the Gulf of Mexico did not significantly impact surface salinity in the Florida current, calling into question the role of Mississippi River discharge on Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) during MIS 2 and 3. Instead, the most likely cause of MIS 2 and 3 salinity changes in the Florida Straits were variations in the strength and position of the Intertropical Convergence Zone. Finally, the timing of surface salinity change was compared with the benthic delta18OC record from the same core. A recent study showed that benthic delta18OC changes on the Florida Margin can be combined with contemporaneous records from the Bahamas Margin to reconstruct Florida Current transport related to AMOC variability. These results show that atmospheric circulation changes lead AMOC changes on the transition out of cold stadial events, suggesting the trigger for these abrupt climate events may reside in the tropics rather than in the high-latitude North Atlantic as previously thought.

O objetivo do presente estudo foi investigar a resposta da assembleia de foraminíferos planctônicos frente às variações paleoceanográficas superficiais na porção oeste do Atlântico Sul, o qual desempenha um papel fundamental na Célula de Revolvimento Meridional do Atlântico (AMOC, Meridional Overturning Circulation). Para esta finalidade, foi analisado um registro sedimentar marinho contínuo desde o Último Máximo Glacial até o presente, com base na assembleia de foraminíferos planctônicos, isótopos de oxigênio e na razão Mg/Ca. Adicionalmente, foram avaliadas as variações na ocorrência e na geoquímica dos dois morfotipos de G. ruber (branca), principal espécie utilizada em estudos paleoceanográficos de regiões tropicais e subtropicais. Os resultados mostraram que as diferenças geoquímicas e de abundância relativa dos morfotipos de G. ruber branca evidenciam dois grupos de espécimes ecologicamente distintos, confirmando que o morfotipo sensu stricto calcifica em menores profundidades com relação ao morfotipo sensu lato e que reconstituições paleoceanográficas baseadas no uso não-seletivo dos morfotipos poderiam ser tendenciosas. A Análise Fatorial realizada nos dados de abundância relativa dos foraminíferos planctônicos identificou 4 fatores principais: o Fator 1, representado pelas espécies G. tenella, G. calida, e G. rubescens e relacionado com a temperatura subsuperficial; o Fator 2, representado pelas espécies N. incompta, N. dutertrei e G. truncatulinoides, relacionado com a profundidade da termoclina; o Fator 3, representado pela espécie G. bulloides, associado com o processo de ressurgência e o Fator 4, representado pelas espécies G. ruber e G. glutinata, associado com a intensidade da Corrente do Brasil. As variações mais expressivas de paleotemperatura e paleosalinidade da superfície do mar e da fauna de foraminíferos planctônicos estão relacionadas com os eventos climáticos abruptos do Hemisfério Norte ocorridos durante a deglaciação, tendo sido moduladas pelas variações de arranjo e intensidade da AMOC. Durante os eventos frios Heinrich 1 e Younger Dryas, relacionados a um enfraquecimento da AMOC, foi observado um aumento das paleotemperatura e paleosalinidade e da intensidade da Corrente do Brasil (Fator 4). Contrariamente, durante o evento quente Bolling-Allerod, a paleotemperatura e a paleosalinidade diminuíram expressivamente, como resposta à retomada da AMOC, e houve aumento da produtividade e presença de uma termoclina mais rasa (Fatores 2 e 3). Sugere-se ainda, que entre 26 e 15 ka houve um deslocamento para norte da Confluência Brasil-Malvinas, possivelmente alcançando a latitude da área de estudo (∼23°S), inferido pela presença da espécie G. inflata. Durante o Holoceno, também foi registrada variação significativa na intensidade da Corrente do Brasil, indicada pelos valores máximos do Fator 4 em torno de 7 ka. O reaparecimento das espécies do plexo G. menardii se deu em 8 ka, assim como o aumento das espécies de foraminíferos planctônicos subsuperficiais, indicado pelo Fator 1. Essas mudanças no Holoceno foram atribuídas à entrada efetiva das águas quentes e salinas do Oceano Índico via vazamento das Agulhas, as quais foram essenciais para o restabelecimento da AMOC moderna. / The objective of the present study was to investigate the response of the planktonic foraminiferaassemblage to the superficial paleoceanographic variations in the western South Atlantic, which plays a key role in the AMOC. For this purpose, a continuous marine sedimentary record was analyzed from the Late Glacial Maximum to the present, based on the planktonic foraminifera assemblage, oxygen isotopes and the Mg/Ca ratio. In addition, variations in the occurrence and geochemistry of the two morphotypes of G. ruber (white) were evaluated. This is the main species used in paleoceanographic studies of tropical and subtropical regions. The results showed that the geochemical and relative abundance differences between the G. ruber morphotypes show two ecologically distinct groups of specimens, confirming that the morphotype sensu stricto calcifies at lower depths with respect to the morphotype and sensu lato, and paleoceanographic and paleoceanographic reconstructions using non-selective mixture of morphotypescould potentially be biased. The Factorial Analysis identified four factors: Factor 1, represented by G. tenella, G. calida, and G. rubescens, is related to the subsurface temperature; Factor 2, represented by N. incompta, N. dutertrei and G. truncatulinoides is related to the depth of the thermocline; Factor 3, represented by G. bulloides, is related toupwelling; and Factor 4, represented by G. ruber and G. glutinata, is related to the intensity of the Brazil Current. The results showed that the most significant variations of paleotemperature and paleosalinity and the planktonic foraminifera assemblage are related to the abrupt climatic events of the Northern Hemisphere occurred during deglaciation and were modulated by variations in AMOC arrangement and intensity. During the cold events Heinrich 1 and Younger Dryas, related to a weakening of the AMOC, an increase of paleotemperature and paleosalinity and intensity of the Brazil Current (Factor 4) in the western portion of the South Atlantic was observed. Conversely, during the hot event Bolli-Allerod, paleotemperature and paleosalinity decreased expressively, as a response to AMOC resumption, with increased productivity and presence of a shallower thermocline (Factors 2 and 3). It is also suggested that between 26 and 15 ka there was a displacement to the north of the Brazil-Malvinas Confluence, possibly reaching the latitude of the study area (∼23°S), inferred by the presence of the G. inflata. Along the Holocene, there was also a significant variation in the intensity of the Brazil Current, indicated by the maximum values of Factor 4 around 7ka. The reappearance of G. menardii plexus occurred in 8ka, as well as the increase of the species of subsurface planktonic foraminifera, indicated by Factor 1. These changes in the Holocene were attributed to the effective entrance of the hot and saline waters from the Indian Ocean via the Agulhas Leakage, which were essential for the reestablishment of the modern AMOC.

O objetivo do presente estudo foi investigar a resposta da assembleia de foraminíferos planctônicos frente às variações paleoceanográficas superficiais na porção oeste do Atlântico Sul, o qual desempenha um papel fundamental na Célula de Revolvimento Meridional do Atlântico (AMOC, Meridional Overturning Circulation). Para esta finalidade, foi analisado um registro sedimentar marinho contínuo desde o Último Máximo Glacial até o presente, com base na assembleia de foraminíferos planctônicos, isótopos de oxigênio e na razão Mg/Ca. Adicionalmente, foram avaliadas as variações na ocorrência e na geoquímica dos dois morfotipos de G. ruber (branca), principal espécie utilizada em estudos paleoceanográficos de regiões tropicais e subtropicais. Os resultados mostraram que as diferenças geoquímicas e de abundância relativa dos morfotipos de G. ruber branca evidenciam dois grupos de espécimes ecologicamente distintos, confirmando que o morfotipo sensu stricto calcifica em menores profundidades com relação ao morfotipo sensu lato e que reconstituições paleoceanográficas baseadas no uso não-seletivo dos morfotipos poderiam ser tendenciosas. A Análise Fatorial realizada nos dados de abundância relativa dos foraminíferos planctônicos identificou 4 fatores principais: o Fator 1, representado pelas espécies G. tenella, G. calida, e G. rubescens e relacionado com a temperatura subsuperficial; o Fator 2, representado pelas espécies N. incompta, N. dutertrei e G. truncatulinoides, relacionado com a profundidade da termoclina; o Fator 3, representado pela espécie G. bulloides, associado com o processo de ressurgência e o Fator 4, representado pelas espécies G. ruber e G. glutinata, associado com a intensidade da Corrente do Brasil. As variações mais expressivas de paleotemperatura e paleosalinidade da superfície do mar e da fauna de foraminíferos planctônicos estão relacionadas com os eventos climáticos abruptos do Hemisfério Norte ocorridos durante a deglaciação, tendo sido moduladas pelas variações de arranjo e intensidade da AMOC. Durante os eventos frios Heinrich 1 e Younger Dryas, relacionados a um enfraquecimento da AMOC, foi observado um aumento das paleotemperatura e paleosalinidade e da intensidade da Corrente do Brasil (Fator 4). Contrariamente, durante o evento quente Bolling-Allerod, a paleotemperatura e a paleosalinidade diminuíram expressivamente, como resposta à retomada da AMOC, e houve aumento da produtividade e presença de uma termoclina mais rasa (Fatores 2 e 3). Sugere-se ainda, que entre 26 e 15 ka houve um deslocamento para norte da Confluência Brasil-Malvinas, possivelmente alcançando a latitude da área de estudo (∼23°S), inferido pela presença da espécie G. inflata. Durante o Holoceno, também foi registrada variação significativa na intensidade da Corrente do Brasil, indicada pelos valores máximos do Fator 4 em torno de 7 ka. O reaparecimento das espécies do plexo G. menardii se deu em 8 ka, assim como o aumento das espécies de foraminíferos planctônicos subsuperficiais, indicado pelo Fator 1. Essas mudanças no Holoceno foram atribuídas à entrada efetiva das águas quentes e salinas do Oceano Índico via vazamento das Agulhas, as quais foram essenciais para o restabelecimento da AMOC moderna. / The objective of the present study was to investigate the response of the planktonic foraminiferaassemblage to the superficial paleoceanographic variations in the western South Atlantic, which plays a key role in the AMOC. For this purpose, a continuous marine sedimentary record was analyzed from the Late Glacial Maximum to the present, based on the planktonic foraminifera assemblage, oxygen isotopes and the Mg/Ca ratio. In addition, variations in the occurrence and geochemistry of the two morphotypes of G. ruber (white) were evaluated. This is the main species used in paleoceanographic studies of tropical and subtropical regions. The results showed that the geochemical and relative abundance differences between the G. ruber morphotypes show two ecologically distinct groups of specimens, confirming that the morphotype sensu stricto calcifies at lower depths with respect to the morphotype and sensu lato, and paleoceanographic and paleoceanographic reconstructions using non-selective mixture of morphotypescould potentially be biased. The Factorial Analysis identified four factors: Factor 1, represented by G. tenella, G. calida, and G. rubescens, is related to the subsurface temperature; Factor 2, represented by N. incompta, N. dutertrei and G. truncatulinoides is related to the depth of the thermocline; Factor 3, represented by G. bulloides, is related toupwelling; and Factor 4, represented by G. ruber and G. glutinata, is related to the intensity of the Brazil Current. The results showed that the most significant variations of paleotemperature and paleosalinity and the planktonic foraminifera assemblage are related to the abrupt climatic events of the Northern Hemisphere occurred during deglaciation and were modulated by variations in AMOC arrangement and intensity. During the cold events Heinrich 1 and Younger Dryas, related to a weakening of the AMOC, an increase of paleotemperature and paleosalinity and intensity of the Brazil Current (Factor 4) in the western portion of the South Atlantic was observed. Conversely, during the hot event Bolli-Allerod, paleotemperature and paleosalinity decreased expressively, as a response to AMOC resumption, with increased productivity and presence of a shallower thermocline (Factors 2 and 3). It is also suggested that between 26 and 15 ka there was a displacement to the north of the Brazil-Malvinas Confluence, possibly reaching the latitude of the study area (∼23°S), inferred by the presence of the G. inflata. Along the Holocene, there was also a significant variation in the intensity of the Brazil Current, indicated by the maximum values of Factor 4 around 7ka. The reappearance of G. menardii plexus occurred in 8ka, as well as the increase of the species of subsurface planktonic foraminifera, indicated by Factor 1. These changes in the Holocene were attributed to the effective entrance of the hot and saline waters from the Indian Ocean via the Agulhas Leakage, which were essential for the reestablishment of the modern AMOC.