Esta tese constitui uma síntese de dados acerca das associações de dinoflagelados do Cretáceo do Brasil e introduz modelos para interpretações de naturezas paleobiogeográfica e paleoceanográfica para o Atlântico Sul primitivo. Os dinoflagelados, por constituírem o plâncton marinho em sua maioria, tendem a serem considerados como cosmopolitas. Entretanto, o fato que vem sendo constatado nas últimas décadas é de que uma parcela significativa de suas espécies é endêmica ou, senão, intimamente vinculada a um padrão biogeográfico que caracteriza um provincialismo. A evolução do padrão biogeográfico no decorrer do Cretáceo no Brasil, mais precisamente do Aptiano ao Maastrichtiano, relaciona-se ao processo de instalação do Atlântico Sul, intimamente ligado à separação dos continentes América do Sul e África. A diferenciação paleobiogeográfica observada no Aptiano foi ocasionada sobretudo em função das barreiras físicas que então coibiam a livre mistura das águas oceânicas entre o Atlântico Sul meridional e o resto do oceano ao norte. No decorrer do Albiano, houve início da mistura das águas austrais, vindas do sul, com aquelas tetianas, vindas do Atlântico Central. A partir do início do Senoniano (Coniaciano – Santoniano), o padrão de circulação oceânica deve ter adquirido uma feição similar à observada hoje, permitindo instalação de um fluxo marítimo semelhante ao da atual Corrente das Malvinas. Em função da mistura de águas, o provincialismo tendia a esmaecer no final do Cretáceo (Maastrichtiano), mas macrozonas oceânicas latitudinais, ditadas pela diferença de temperatura, persistiram. Além da reconstituição paleooceanográfica, o estudo de provincialismo traz nova luz à bioestratigrafia global, apontando os fósseis-guias adequadas para cada região do planeta. / This thesis aims to enhance the understanding and application of Cretaceous dinoflagellate assemblages. Because most dinoflagellates are part of the marine plankton, they are generally regarded as cosmopolitan organisms. Nevertheless, several studies in recent decades demonstrate that a significant proportion of dinoflagellate species are endemic, or at least exhibit some biogeographic distributional patterns akin to provincialism. The evolution of Cretaceous biogeographic patterns in Brazil, especially during the Aptian to Maastrichtian interval, is related to the opening of the South Atlantic caused by the separation of the South American and African continents. The biogeographic differentiation observed in the Aptian is due mainly to the presence of physical barriers that prevented the free circulation and mixing of waters between the southern South Atlantic and that part of the Atlantic Ocean north of the Florianópolis High. The exchange of waters between these two water masses began in Albian; this produced the mixing of Austral waters emanating from southernmost oceans and Tethyan waters coming from the Central and North Atlantic. Oceanic circulation patterns very similar to those of the present day were probably initiated in the Senonian (Coniacian–Santonian); possibly, an early Falkland Current (Malvinas Current) began to circulate at that time. The effective mixing of waters led to reduction of biogeographic differentiation and provincialism at the end of the Cretaceous (Maastrichtian), but significant latitudinal oceanic macrozones, reflecting temperature gradients, continued to exist. In addition to their obvious significance in paleooceanographic reconstructions, provincialism studies contribute to refinement of global biostratigraphy through discernment of the most useful regional index fossils in conjunction with those of wider distribution.

Esta tese constitui uma síntese de dados acerca das associações de dinoflagelados do Cretáceo do Brasil e introduz modelos para interpretações de naturezas paleobiogeográfica e paleoceanográfica para o Atlântico Sul primitivo. Os dinoflagelados, por constituírem o plâncton marinho em sua maioria, tendem a serem considerados como cosmopolitas. Entretanto, o fato que vem sendo constatado nas últimas décadas é de que uma parcela significativa de suas espécies é endêmica ou, senão, intimamente vinculada a um padrão biogeográfico que caracteriza um provincialismo. A evolução do padrão biogeográfico no decorrer do Cretáceo no Brasil, mais precisamente do Aptiano ao Maastrichtiano, relaciona-se ao processo de instalação do Atlântico Sul, intimamente ligado à separação dos continentes América do Sul e África. A diferenciação paleobiogeográfica observada no Aptiano foi ocasionada sobretudo em função das barreiras físicas que então coibiam a livre mistura das águas oceânicas entre o Atlântico Sul meridional e o resto do oceano ao norte. No decorrer do Albiano, houve início da mistura das águas austrais, vindas do sul, com aquelas tetianas, vindas do Atlântico Central. A partir do início do Senoniano (Coniaciano – Santoniano), o padrão de circulação oceânica deve ter adquirido uma feição similar à observada hoje, permitindo instalação de um fluxo marítimo semelhante ao da atual Corrente das Malvinas. Em função da mistura de águas, o provincialismo tendia a esmaecer no final do Cretáceo (Maastrichtiano), mas macrozonas oceânicas latitudinais, ditadas pela diferença de temperatura, persistiram. Além da reconstituição paleooceanográfica, o estudo de provincialismo traz nova luz à bioestratigrafia global, apontando os fósseis-guias adequadas para cada região do planeta. / This thesis aims to enhance the understanding and application of Cretaceous dinoflagellate assemblages. Because most dinoflagellates are part of the marine plankton, they are generally regarded as cosmopolitan organisms. Nevertheless, several studies in recent decades demonstrate that a significant proportion of dinoflagellate species are endemic, or at least exhibit some biogeographic distributional patterns akin to provincialism. The evolution of Cretaceous biogeographic patterns in Brazil, especially during the Aptian to Maastrichtian interval, is related to the opening of the South Atlantic caused by the separation of the South American and African continents. The biogeographic differentiation observed in the Aptian is due mainly to the presence of physical barriers that prevented the free circulation and mixing of waters between the southern South Atlantic and that part of the Atlantic Ocean north of the Florianópolis High. The exchange of waters between these two water masses began in Albian; this produced the mixing of Austral waters emanating from southernmost oceans and Tethyan waters coming from the Central and North Atlantic. Oceanic circulation patterns very similar to those of the present day were probably initiated in the Senonian (Coniacian–Santonian); possibly, an early Falkland Current (Malvinas Current) began to circulate at that time. The effective mixing of waters led to reduction of biogeographic differentiation and provincialism at the end of the Cretaceous (Maastrichtian), but significant latitudinal oceanic macrozones, reflecting temperature gradients, continued to exist. In addition to their obvious significance in paleooceanographic reconstructions, provincialism studies contribute to refinement of global biostratigraphy through discernment of the most useful regional index fossils in conjunction with those of wider distribution.

Esta tese constitui uma síntese de dados acerca das associações de dinoflagelados do Cretáceo do Brasil e introduz modelos para interpretações de naturezas paleobiogeográfica e paleoceanográfica para o Atlântico Sul primitivo. Os dinoflagelados, por constituírem o plâncton marinho em sua maioria, tendem a serem considerados como cosmopolitas. Entretanto, o fato que vem sendo constatado nas últimas décadas é de que uma parcela significativa de suas espécies é endêmica ou, senão, intimamente vinculada a um padrão biogeográfico que caracteriza um provincialismo. A evolução do padrão biogeográfico no decorrer do Cretáceo no Brasil, mais precisamente do Aptiano ao Maastrichtiano, relaciona-se ao processo de instalação do Atlântico Sul, intimamente ligado à separação dos continentes América do Sul e África. A diferenciação paleobiogeográfica observada no Aptiano foi ocasionada sobretudo em função das barreiras físicas que então coibiam a livre mistura das águas oceânicas entre o Atlântico Sul meridional e o resto do oceano ao norte. No decorrer do Albiano, houve início da mistura das águas austrais, vindas do sul, com aquelas tetianas, vindas do Atlântico Central. A partir do início do Senoniano (Coniaciano – Santoniano), o padrão de circulação oceânica deve ter adquirido uma feição similar à observada hoje, permitindo instalação de um fluxo marítimo semelhante ao da atual Corrente das Malvinas. Em função da mistura de águas, o provincialismo tendia a esmaecer no final do Cretáceo (Maastrichtiano), mas macrozonas oceânicas latitudinais, ditadas pela diferença de temperatura, persistiram. Além da reconstituição paleooceanográfica, o estudo de provincialismo traz nova luz à bioestratigrafia global, apontando os fósseis-guias adequadas para cada região do planeta. / This thesis aims to enhance the understanding and application of Cretaceous dinoflagellate assemblages. Because most dinoflagellates are part of the marine plankton, they are generally regarded as cosmopolitan organisms. Nevertheless, several studies in recent decades demonstrate that a significant proportion of dinoflagellate species are endemic, or at least exhibit some biogeographic distributional patterns akin to provincialism. The evolution of Cretaceous biogeographic patterns in Brazil, especially during the Aptian to Maastrichtian interval, is related to the opening of the South Atlantic caused by the separation of the South American and African continents. The biogeographic differentiation observed in the Aptian is due mainly to the presence of physical barriers that prevented the free circulation and mixing of waters between the southern South Atlantic and that part of the Atlantic Ocean north of the Florianópolis High. The exchange of waters between these two water masses began in Albian; this produced the mixing of Austral waters emanating from southernmost oceans and Tethyan waters coming from the Central and North Atlantic. Oceanic circulation patterns very similar to those of the present day were probably initiated in the Senonian (Coniacian–Santonian); possibly, an early Falkland Current (Malvinas Current) began to circulate at that time. The effective mixing of waters led to reduction of biogeographic differentiation and provincialism at the end of the Cretaceous (Maastrichtian), but significant latitudinal oceanic macrozones, reflecting temperature gradients, continued to exist. In addition to their obvious significance in paleooceanographic reconstructions, provincialism studies contribute to refinement of global biostratigraphy through discernment of the most useful regional index fossils in conjunction with those of wider distribution.

A dissolução do carbonato está ligada à circulação dos oceanos e às variações climáticas. Através desse estudo foi possível identificar, durante o último ciclo glacial (150 mil anos), três eventos de dissolução na Bacia de Santos, durantes os estágios isotópicos marinhos 5d, 5b e 4. Para isso foram utilizados indicadores de dissolução micropaleontológicos, geoquímicos e sedimentares. Através destes indicadores foi possível inferir quais processos estão associados à dissolução do carbonato durante estes períodos. Os indicadores micropaleontológicos densidade área (ρA), espécies resistentes à dissolução (ERD e BDI) e índice de fragmentação (IF) foram capazes de identificar o início dos eventos de dissolução, enquanto os indicadores de variação tamanho de grão no sedimento bruto, teor de carbonato de cálcio (%CaCO3) em diferentes frações de tamanho, razão entre foraminíferos bentônicos e planctônicos (B/P) e peso normalizado (SBW) foram relacionados ao auge da dissolução. Os indicadores com base em cocolitoforídeos (CEX\'), índice Broecker/Clark e índice Chiu/Broecker apresentaram resultados inconclusivos. Observou-se que durante os três eventos de dissolução houve um aumento na contribuição de uma massa d\'água de origem sul (mais corrosiva ao carbonato) na região, indicado a partir da variação de δ13Cbentônico. Os eventos de dissolução também coincidiram com o aumento do aporte de sedimento não-carbonático (indicador de aporte continental, Fe/Ti e Ti/Ca). Os indicadores de paleoprodutividade (PP, RN e razão G. bulloides/G. ruber) não indicaram um aumento de produtividade primária durante os eventos de dissolução, de modo que a produtividade não foi considerada como um dos processos principais que induziram os eventos de dissolução neste estudo. As profundidades em que estes testemunhos se encontram (∼2000 m) também eliminam a possibilidade de que a dissolução tenha ocorrido em função da variação da posição da lisoclina, mesmo considerando que esta tenha estado ∼1000 m mais rasa durante o último período glacial. Desta forma, acreditamos que os eventos de dissolução estejam relacionados com a maior contribuição de uma massa d\'água de sul, mais corrosiva ao carbonato, em torno de 2000 m de profundidade, durante os MIS 5d, 5b e 4, como resultado da reorganização das massas d\'água profundas na região (uma redução na intensidade da AMOC) nestes períodos. / The calcium carbonate dissolution is linked to ocean circulation and climate change. Through this study it was possible to identify, during last glacial cycle (150 kyrs), three dissolution events occurring in the Santos Basin, during MIS 5d, 5b and 4. For this, micropaleontological, geochemical and sedimentary proxies were used. Through these proxies it was possible to infer which processes are associated with the carbonate dissolution during this period. The micropaleontological proxies of area density (ρA), dissolution resistent species (ERD and BDI) and fragmentation index (IF), were able to identify the beginning of the dissolution events, while the proxies of grain size variation, calcium carbonate content in different size fractions, benthic/planktonic ratio (B/P) and size normalized weight (SBW) were related with the dissolution peak. The proxies based in cocoliths (CEX\'), Broecker/Clark Index and Chiu/Broecker Index presented inconclusive results. It was observed that during the three dissolution events there was an increase in the contribution of the water mass of southern origin (more corrosive to the carbonate) in the region, indicated from the variation of δ13C in benthic foraminifera. This increase also coincided with the increase in the contribution of non-carbonate sediment (continental input indicator -IAC, Fe/Ca and Ti/Ca). The paleoproductivity proxies (based in cocoliths - PP, RN, and G. bulloides/G. ruber ratio) did not indicate an increase in primary productivity during dissolution events, therefore productivity was not considered as one of the processes that led to dissolution in this study. The depths at which these sediment cores are found (∼2000 m) also eliminate the possibility that the dissolution occurred as a function of the variation of the position of the lysocline, even if considering that it was ∼1000 m shallower during the last glacial period. In this way, we believe that the dissolution events are related to an increased southern-sourced water mass more corrosive to the carbonate during MIS 5d, 5b and 4, which implies the reorganization of the water masses in the region and a reduction in the strength of AMOC during these periods.

Para melhor entender a relação entre os oceanos e as variações climáticas são necessários registros destes eventos. O presente trabalho tem por objetivo principal estudar as variações climáticas e oceanográficas utilizando os registros de conteúdo de carbonato em dois sedimentos coletados na Bacia de Campos. A cronologia dos testemunhos foi primeiramente estabelecida através do conteúdo de carbonato. Sua validação foi feita através das análises de radiocarbono em duas amostras próximas do topo de cada testemunho. Outros métodos usados para corroborar a cronologia foram o biozoneamento com base nos foraminíferos planctônicos Globorotalia menardii e Pulleniatina obliquiloculata, executadas em ambos os testemunhos; análises de isótopos de oxigênio em foraminíferos planctônicos Globigerinoides ruber em amostras do KF-13; e dados de susceptibilidade magnética para o KF-14. Com exceção de radiocarbono, os outros métodos não fornecem idades absolutas Foi então necessário compará-los com estratos de idade conhecida. Para isso utilizaram-se dados do SPECMAP, tornando possível a inferência dos estágios isotópicos marinhos para estes testemunhos. Estabelecida a estratigrafia para os testemunhos com base no conteúdo de carbonato, identificamos as diferentes condições climáticas nas quais os sedimentos foram depositados. As curvas de conteúdo de carbonato para ambos os testemunhos, junto com os dados de isótopos de oxigênio para o KF-13 e a de susceptibilidade magnética para o KF-14 foram comparados com a curva de isótopos de oxigênio do SPECMAP, inferindo assim idades aproximadas para algumas das feições apresentadas. Também foram utilizadas as biozonas de foraminíferos planctônicos identificadas para estimar as idades aproximadas em pontos ao longo do testemunho, além dos dados de radiocarbono. Estabelecida essa cronologia foi possível fazer o cálculo das taxas de sedimentação. Os resultados aqui apresentados mostram a importância que o conteúdo de carbonato nos sedimentos tem para estudos de variações climáticas. / Records of climatic variations are necessary for better understanding of the relationship between the oceans and these events. The main objective of this work is to study climate and ocean variations using carbonate records in two sediment cores collected from the Campos Basin. The chronology of the sediment cores was established through carbonate content. Validation was achieved through radiocarbon analysis in two samples from the top of each core. Other methods used to corroborate chronology were the establishment of biozones based on the planktonic foraminifera Globorotalia menardii and Pulleniatina obliquiloculata, used in both sediment cores; oxygen isotope analysis on the planktonic foraminifera Globigerinoides ruber in samples from KF-13; and magnetic susceptibility data for KF-14. With the exception of radiocarbon, other methods do not provide absolute ages, making it necessary therefore to compare with other stratum of known ages. Data from SPECMAP were used enabling inference of marine isotopic stages for this sediment cores. Once the stratigraphy was established based on the carbonate content, it was possible to identify the climate conditions in which the sediments were deposited. Carbonate content curves for both cores along with the oxygen isotope data for the KF-13 and KF-14 magnetic susceptibility data were compared with the oxygen isotope curve from SPECMAP, inferring approximate ages for some of the features presented. Identified foraminiferal biostratigraphic zones were used to estimate the approximate ages in certain points along the core, along with radiocarbon dating. Once this chronology was established, it was possible to calculate sedimentation rates along the sediment cores. The results here presented demonstrate the importance of carbonate content variations in sediment cores as a means to understanding climate variations.

Os depósitos rítmicos do Cenomaniano e Turoniano, das bacias marginais brasileiras e oceânicas do Atlântico Sul, têm sido pouco estudados sobre o enfoque cicloestratigráfico. Neste trabalho verifica-se a existência de periodicidade climática-orbital nos estratos desta idade e determina-se os principais processos climáticos relacionados à formação das seqüências rítmicas. Neste sentido, a integração do estudo bioestratigráfico e paleoecológico com ênfase nos nanofósseis calcários e de dados geoquímicos, aliados a uma análise cicloestratigráfica, permitiram quantificar a amplitude temporal de diversas seções marinhas do Cenomaniano superior e Turoniano do Oceano Atlântico Sul, além de propor um modelo genético para a origem dos depósitos rítmicos. Foram estudados, segundo este propósito, duas bacias na margem continental do Brasil (bacias de Sergipe e Santos) e quatro poços do DSDP posicionados na Bacia de Angola (DSDP-364 e DSDP-530A) e nos platôs de São Paulo (DSDP-356) e das Malvinas (DSDP- 511 ). Com exceção da seção registrada no poço DSDP-511 , as demais são caracterizadas por ritmitos constituídos por calciturbiditos finos, turbiditos síltico-argilosos e depósitos hemipelágicos-pelágicos ricos em matéria orgânica, argila ou carbonato. Os atributos paleobiológicos, sedimentológicos e geoquímicos destas rochas variam segundo uma periodicidade correlacionável com os principais ciclos de Milankovitch (excentricidade, obliqüidade e precessão) e expressam ciclos de dissolução, diluição, oxi-redução e produtividade primária. A interpretação bioestratigráfica e cicloestratigráfica tornou possível reconhecer quatro importantes eventos erosivos: neocenomaniano, eoturoniano, meso-neoturoniano e pós-turoniano, responsáveis pela pouca espessura dos andares Cenomaniano e Turoniano no Atlântico Sul. Adicionalmente, foram reconhecidos dois importantes eventos transgressivos, o mais antigo no neocenomaniano-eoturoniano, de caráter global; e o mais novo de idade mesoturoniana, registrado exclusivamente na parte setentrional do Oceano Atlântico Sul. Tais eventos resultam de modificações nos padrões de circulação oceânica induzidas pela separação da porção equatorial da América do Sul do continente africano, e de alterações nas taxas de soerguimento da cadeia meso-oceânica e de espalhamento do fundo oceânico. A integração do estudo ao microscópio eletrônico e da análise quantitativa dos nanofósseis, dados de isótopos de carbono e oxigênio da fração carbonática, COT e teor de CaCO3 realizados em diferentes fácies e contextos deposicionais, permitiu identificar os padrões de comportamento destes parâmetros frente aos ciclos de produtividade, oxi-redução e dissolução. Os poços DSDP-364 e DSDP-356 apresentam um padrão de sedimentação cíclica com alternância de carbonatos de cor clara e folhelbos escuros. As assembléias oligotáxicas de nanofósseis reconhecidas nos carbonatos do poço DSDP-356 resultam da dissolução de espécies menos resistente. A dissolução da fração fina do carbonato foi induzida pela degradação da grande quantidade de matéria orgânica. acumulada nos estratos adjacentes. As camadas carbonáticas do poço DSDP 364 possuem uma alta proporção de nanofósseis bem preservados e com alta diversidade, equanto que as camadas escuras são caracterizadas por teores de carbono orgânico baixo-moderado e carbonato reduzido, o 13C mais positivo e ausência de nanofósseis ou assembléias ,monoespecíficas destes constituintes. O 13C mais pesado reflete o enriquecimento de 13C durante eventos de alta produtividade. As alterações na taxa de produtividade de carbonato na plataforma, relacionadas a mudanças no influxo continental de sedimentos argilosos e nutrientes, constituem-se no principal mecanismo de controle na formação dos pares de margalcarbonato (Bacia de Sergipe) e folhelhos/margas (Bacia de Santos). A sucessão de folhelhos negros e argilitos depositados no fundo da Bacia de Angola reflete mudanças na produtividade primária e nas condições de oxi-redução controladas pelo influxo continental. Os depósitos rítmicos do Oceano Atlântico Sul localizam-se ao norte da barreira oceanográfica formada pelas elevações de Rio Grande e Walvis, sendo geneticamente associados à existência de condições oceanográficas e climáticas propícias à geração e preservação de carbonatos e folhelhos negros. A configuração paleogeográfica dos continentes africano e sul-americano moldou um padrão de circulação oceânica que permitiu o estabelecimento de condições de temperatura, nível trófico e balanço de oxigênio (consumo versus suprimento) adequadas à formação de carbonatos e folhelhos negros. Entretanto, o caráter periódico destes depósitos demonstra controle climático, no qual determinadas faixas latitudinais são caracterizadas pela alternância rítmica de fases úmidas e secas moduladas pelos ciclos orbitais. Nos períodos úmidos, a elevação do influxo continental e da produtividade primária propiciaram a formação dos folhelhos negros (Bacias de Angola e Platô de São Paulo) ou rnargas nas seções dominantemente carbonáticas (Bacia de Sergipe). Durante a fase seca desenvolveram-se as camadas ricas em carbonato biogênico, seja ele de origem pelágica (bacias de Santos e Angola) ou plataforma (Bacia de Sergipe). As curvas do o180 representam variações na intensidade e no volume das correntes oceânicas de águas frias e quentes na região austral do Oceano Atlântico Sul (Platô da Malvinas; DSDP-51) e na parte setentrional deste oceano (bacias de Sergipe e Angola; poços SE-1 e DSDP-364). No Platô das Malvinas durante o rnesoturoniano observa-se urna maior influência de águas quentes, provavelmente corno reflexo da diminuição da cornpartirnentação do Oceano Atlântico e maior influência das águas oceânicas de origem tetiana. Em contrapartida, existe urna tendência de resfriamento das águas na parte setentrional. / This study verifies the existence of orbital-climatically driven cycles in the Upper Cenomanian - Turonian deposits of the Brazilian margin and oceanic basins of the South Atlantic Ocean. The integration o f the biostratigraphic and paleoecological study of calcareous nannofossil and geochemical data, associated with detailed cyclostratigraphic analyses, have, made possible to quantify the time span of different marine sections of the South Atlantic Ocean, and to propose a genetic model for the origin of the rhythrpic deposits. Two basins on the continental margin of Brazil (Sergipe and Santos basins) and four DSDP sites (Angola Basin, DSDP-364 and DSDP-530A; São Paulo Plateau, DSDP-356; Malvinas Plateau, DSDP-511) have been investigated. Except for the section registered in well DDDP-511, the others are characterized by rhythmites constituted by fine calciturbidites, silic-argillarceous turbidites, black shales and hemipelagic-pelagic deposits. The paleobiological,, sedimentological, and geochemical attributes of these rocks were sensitive to the orbit cycles (eccentricity, obliquity and precession). These orbital variations lead to sedimtary cycles by oscillating the organic primary productivity (productivity cycles), the supply of terrignous influx (dillution cycles), carbonate dissolution (dissolution cycles) and changes in redox çonditions (redox cycles). The small thickness of the Upper Cenomanian - Turonian in the South Atlantic Ocean is related to four erosive events. These occurred respectively in the late Cenomanian - early Turonian (Biozones UC-5/UC-6), mid-Turonian (Biozones UC-6b and UC-7) and pós-Turoniam. In addition, two important transgressive events have been recognized; the global event late, cenomanian - early Turonian (Biozones UC-5c/UC-6a), and a midTuronian event (Biozones UC-8), exclusively registered in the northern part of the South Atlantic Ocean. Such events resulted from modifications in oceanic circulation pattems induced by the break-up of the equatorial portion of South America from Africa, and from changes in the uplift rates of the mid-oceanic ridge and spreading rate of the oceanic bottom. The integration of the SEM study and quantitative analyses of nannofossils with data on carbon and oxygen isotopes, TOC and CaCO3 content, performed on different depositional settings and facies, has made it possible to identify the behavior pattern of these parameters in response to productivity, redox and dissolution cycles. The DSDP-364 and DSDP-356 wells show cyclic sedimentation pattems involving light nannofossil chalks and dark mudstones. The oligotaxic assemblages of nannofossils recognized in the chalks of the DSDP-356 can be explained as dissolution of non-resistant nannofossil species. The fine carbonate is dissolved due to organic matter degradation from adjacent organic-rich layers. The limestones of DSDP-364 have a higher proportion of well-preserved and high-diversity nannofossil assemblages, whereas the dark layers are characterized by moderate TOC, lower carbonate content, heavier S13C values and nannofossil absence or nannofossil oligotaxic assemblages. The isotopic carbon shifts toward positive values demonstrate that carbonate was enriched in 13C during productivity increase. Oscillation in platform carbonate productivity, related to changes in continental run-off and fluctuations of primary productivity, was the main controlling mechanism on the formation of limestone/marlstone couplets in Sergipe Basin (carbonate dominated system), and black shales/marlstones in Santos Basin (siliciclastic dominated system). The black shales/mudstones sequence deposited in the deeper part of the Angola Basin (DSDP530A) reflect changes in primary productivity and redox conditions in response to run-off variations. These rythimic deposits are primarily located in the South Atlantic Ocean, north of the oceapographic barrier fofllled by the Rio Grande and Walvis Ridges. The paleogeographic configuration of the African and South-American continents has molded a pattern of oceanic circulation that allowed the establishment of temperature gradients trophic levels, anel oxygen balance (consumption vs. supply) suitable to the formation and preservation of black shales and carbonates. The periodic character of these deposits demonstrates climatic control, where certain latitudinal belts are characterized by the alternance of wet and dry phases modulated by orbital cycles. During wet periods, the rise of the continental inflow and primary productivity favored the formation of black shales (Angola Basin and São Paulo Plateau) or marlstones in predominantly carbonaceous sections (Sergipe Basin). During the dry phase, layers rich in biogenic carbonate developed, either from a pelagic origin (Santos and Angola basins) or from a carbonate platform (Sergipe Basin). The 18O curves in the Malvinas Plateau (DSDP-511) and Sergipe and Angola basins (SE-1, DSDP-364) record variations in the intensity and volume of oceanic currents of cold and warm water masses in the South Atlantic Ocean. In the southem (Austral region) a negative 18O trend suggests a greater influence of warm waters during the mid-Turonian due to the increase of oceanic circulation with mixing of Tethyan water masses. In northem of South Atlantic, the 18O curve indicates a cooling trend.

Estudos paleoceanográficos são baseados em indicadores indiretos, ou seja, informações sedimentológicas, paleontológicas e geoquímicas que refletem as condições ambientais dos oceanos no passado geológico. Processos tafonômicos como a dissolução podem enviesar a informação contida nestes indicadores. Porém, quando corretamente identificada, a dissolução pode se tornar uma ferramenta para caracterizar mudanças oceanográficas, como variações na distribuição das massas d’água e a acidificação dos oceanos. O objetivo deste estudo é entender como ocorre este enviesamento, identificar indicadores que determinam a presença ou ausência da dissolução e identificar alterações oceanográficas no Quaternário tardio da Bacia de Pelotas em função deste processo. Esta tese compreende várias etapas, incluindo a realização de experimentos de dissolução em varias espécies de foraminíferos provenientes do oeste do Atlântico Sul, a comparação entre dados de fauna de foraminíferos planctônicos de sedimento com as condições ambientais do oceano Atlântico Sul e, finalmente, as análises de testemunhos do Quaternário tardio da Bacia de Pelotas (foraminíferos, cocolitoforídeos, teor de carbonato, granulometria, δ18O, AMS 14C). Os experimentos geraram um ranking de susceptibilidade à dissolução para foraminíferos, identificando Orbulina universa e Hoeglundina sp. como bons indicadores de pouca dissolução, além de identificar a razão entre foraminíferos planctônicos e bentônicos como imprópria para indicar o grau de dissolução. A análise da fauna de foraminíferos planctônicos do Atlântico Sul identificou maior enviesamento por condições ambientais de fundo em áreas com massas d’água mais corrosivas provenientes do sul, bem como o viés observado nas espécies frágeis pode ser relacionado aos erros em estimativas de paleotemperaturas baseadas em censos de fauna. Baseado nos indicadores aqui elaborados, combinado com outros indicadores comuns, as alterações oceanográficas na Bacia de Pelotas indicam um aumento da dissolução em períodos glaciais em função do avanço da Água Antartica de Fundo e da Água Circumpolar Superior. Finalmente, na parte conceitual desta tese, é proposta uma definição de zona tafonômicamente ativa para sistemas pelágicos, que deve considerar a coluna d’água como seu limite superior. / Paleoceanographic studies are based on proxy data, i.e. sedimentological, paleontological and geochemical information that reflect the environmental conditions of the oceans in the geological past. Taphonomic processes such as dissolution may bias the information contained in these proxies. However, when correctly identified, dissolution can become a tool to characterize oceanographic changes, such as variations in the water masses distribution and acidification of the oceans. The purpose of this study is to understand how this bias occurs, to identify proxies that determine the presence or absence of dissolution and to identify late Quaternary oceanographic changes in the Pelotas Basin as a function of this process. This thesis comprises several stages, including dissolution experiments on several foraminifera species from the western South Atlantic, comparison between sediment plankton foraminifera fauna data with environmental conditions of the South Atlantic Ocean, and finally, the analyses of late Quaternary of the Pelotas Basin cores (foraminifera, coccolith, carbonate content, grain size, δ18O, and AMS 14C). The experiments generated a ranking of susceptibility to dissolution for foraminifera, identifying Orbulina universa and Hoeglundina sp. as good proxies of low dissolution, besides identifying the planktonic and benthic foraminifera ratio as inappropriate for indicating the degree of dissolution. The analysis of the planktonic foraminifera fauna of the South Atlantic identified greater bias due to bottom environmental conditions in areas with more corrosive water masses from the south, as well as the observed bias in fragile species may be related to errors in paleotemperature estimates based on fauna census counts. Based on the proxies developed here, and other indicators frequently used, the late Quaternary oceanographic changes in the Pelotas Basin indicate an increase of the dissolution in glacial periods due to the advance of Antarctic Bottom Water and Upper Circumpolar Deep Water. Finally, in the conceptual part of this thesis, a taphonomically active zone for pelagic systems is proposed, which should consider the water column as its upper limit.

A dissolução do carbonato está ligada à circulação dos oceanos e às variações climáticas. Através desse estudo foi possível identificar, durante o último ciclo glacial (150 mil anos), três eventos de dissolução na Bacia de Santos, durantes os estágios isotópicos marinhos 5d, 5b e 4. Para isso foram utilizados indicadores de dissolução micropaleontológicos, geoquímicos e sedimentares. Através destes indicadores foi possível inferir quais processos estão associados à dissolução do carbonato durante estes períodos. Os indicadores micropaleontológicos densidade área (ρA), espécies resistentes à dissolução (ERD e BDI) e índice de fragmentação (IF) foram capazes de identificar o início dos eventos de dissolução, enquanto os indicadores de variação tamanho de grão no sedimento bruto, teor de carbonato de cálcio (%CaCO3) em diferentes frações de tamanho, razão entre foraminíferos bentônicos e planctônicos (B/P) e peso normalizado (SBW) foram relacionados ao auge da dissolução. Os indicadores com base em cocolitoforídeos (CEX\'), índice Broecker/Clark e índice Chiu/Broecker apresentaram resultados inconclusivos. Observou-se que durante os três eventos de dissolução houve um aumento na contribuição de uma massa d\'água de origem sul (mais corrosiva ao carbonato) na região, indicado a partir da variação de δ13Cbentônico. Os eventos de dissolução também coincidiram com o aumento do aporte de sedimento não-carbonático (indicador de aporte continental, Fe/Ti e Ti/Ca). Os indicadores de paleoprodutividade (PP, RN e razão G. bulloides/G. ruber) não indicaram um aumento de produtividade primária durante os eventos de dissolução, de modo que a produtividade não foi considerada como um dos processos principais que induziram os eventos de dissolução neste estudo. As profundidades em que estes testemunhos se encontram (∼2000 m) também eliminam a possibilidade de que a dissolução tenha ocorrido em função da variação da posição da lisoclina, mesmo considerando que esta tenha estado ∼1000 m mais rasa durante o último período glacial. Desta forma, acreditamos que os eventos de dissolução estejam relacionados com a maior contribuição de uma massa d\'água de sul, mais corrosiva ao carbonato, em torno de 2000 m de profundidade, durante os MIS 5d, 5b e 4, como resultado da reorganização das massas d\'água profundas na região (uma redução na intensidade da AMOC) nestes períodos. / The calcium carbonate dissolution is linked to ocean circulation and climate change. Through this study it was possible to identify, during last glacial cycle (150 kyrs), three dissolution events occurring in the Santos Basin, during MIS 5d, 5b and 4. For this, micropaleontological, geochemical and sedimentary proxies were used. Through these proxies it was possible to infer which processes are associated with the carbonate dissolution during this period. The micropaleontological proxies of area density (ρA), dissolution resistent species (ERD and BDI) and fragmentation index (IF), were able to identify the beginning of the dissolution events, while the proxies of grain size variation, calcium carbonate content in different size fractions, benthic/planktonic ratio (B/P) and size normalized weight (SBW) were related with the dissolution peak. The proxies based in cocoliths (CEX\'), Broecker/Clark Index and Chiu/Broecker Index presented inconclusive results. It was observed that during the three dissolution events there was an increase in the contribution of the water mass of southern origin (more corrosive to the carbonate) in the region, indicated from the variation of δ13C in benthic foraminifera. This increase also coincided with the increase in the contribution of non-carbonate sediment (continental input indicator -IAC, Fe/Ca and Ti/Ca). The paleoproductivity proxies (based in cocoliths - PP, RN, and G. bulloides/G. ruber ratio) did not indicate an increase in primary productivity during dissolution events, therefore productivity was not considered as one of the processes that led to dissolution in this study. The depths at which these sediment cores are found (∼2000 m) also eliminate the possibility that the dissolution occurred as a function of the variation of the position of the lysocline, even if considering that it was ∼1000 m shallower during the last glacial period. In this way, we believe that the dissolution events are related to an increased southern-sourced water mass more corrosive to the carbonate during MIS 5d, 5b and 4, which implies the reorganization of the water masses in the region and a reduction in the strength of AMOC during these periods.

Os depósitos rítmicos do Cenomaniano e Turoniano, das bacias marginais brasileiras e oceânicas do Atlântico Sul, têm sido pouco estudados sobre o enfoque cicloestratigráfico. Neste trabalho verifica-se a existência de periodicidade climática-orbital nos estratos desta idade e determina-se os principais processos climáticos relacionados à formação das seqüências rítmicas. Neste sentido, a integração do estudo bioestratigráfico e paleoecológico com ênfase nos nanofósseis calcários e de dados geoquímicos, aliados a uma análise cicloestratigráfica, permitiram quantificar a amplitude temporal de diversas seções marinhas do Cenomaniano superior e Turoniano do Oceano Atlântico Sul, além de propor um modelo genético para a origem dos depósitos rítmicos. Foram estudados, segundo este propósito, duas bacias na margem continental do Brasil (bacias de Sergipe e Santos) e quatro poços do DSDP posicionados na Bacia de Angola (DSDP-364 e DSDP-530A) e nos platôs de São Paulo (DSDP-356) e das Malvinas (DSDP- 511 ). Com exceção da seção registrada no poço DSDP-511 , as demais são caracterizadas por ritmitos constituídos por calciturbiditos finos, turbiditos síltico-argilosos e depósitos hemipelágicos-pelágicos ricos em matéria orgânica, argila ou carbonato. Os atributos paleobiológicos, sedimentológicos e geoquímicos destas rochas variam segundo uma periodicidade correlacionável com os principais ciclos de Milankovitch (excentricidade, obliqüidade e precessão) e expressam ciclos de dissolução, diluição, oxi-redução e produtividade primária. A interpretação bioestratigráfica e cicloestratigráfica tornou possível reconhecer quatro importantes eventos erosivos: neocenomaniano, eoturoniano, meso-neoturoniano e pós-turoniano, responsáveis pela pouca espessura dos andares Cenomaniano e Turoniano no Atlântico Sul. Adicionalmente, foram reconhecidos dois importantes eventos transgressivos, o mais antigo no neocenomaniano-eoturoniano, de caráter global; e o mais novo de idade mesoturoniana, registrado exclusivamente na parte setentrional do Oceano Atlântico Sul. Tais eventos resultam de modificações nos padrões de circulação oceânica induzidas pela separação da porção equatorial da América do Sul do continente africano, e de alterações nas taxas de soerguimento da cadeia meso-oceânica e de espalhamento do fundo oceânico. A integração do estudo ao microscópio eletrônico e da análise quantitativa dos nanofósseis, dados de isótopos de carbono e oxigênio da fração carbonática, COT e teor de CaCO3 realizados em diferentes fácies e contextos deposicionais, permitiu identificar os padrões de comportamento destes parâmetros frente aos ciclos de produtividade, oxi-redução e dissolução. Os poços DSDP-364 e DSDP-356 apresentam um padrão de sedimentação cíclica com alternância de carbonatos de cor clara e folhelbos escuros. As assembléias oligotáxicas de nanofósseis reconhecidas nos carbonatos do poço DSDP-356 resultam da dissolução de espécies menos resistente. A dissolução da fração fina do carbonato foi induzida pela degradação da grande quantidade de matéria orgânica. acumulada nos estratos adjacentes. As camadas carbonáticas do poço DSDP 364 possuem uma alta proporção de nanofósseis bem preservados e com alta diversidade, equanto que as camadas escuras são caracterizadas por teores de carbono orgânico baixo-moderado e carbonato reduzido, o 13C mais positivo e ausência de nanofósseis ou assembléias ,monoespecíficas destes constituintes. O 13C mais pesado reflete o enriquecimento de 13C durante eventos de alta produtividade. As alterações na taxa de produtividade de carbonato na plataforma, relacionadas a mudanças no influxo continental de sedimentos argilosos e nutrientes, constituem-se no principal mecanismo de controle na formação dos pares de margalcarbonato (Bacia de Sergipe) e folhelhos/margas (Bacia de Santos). A sucessão de folhelhos negros e argilitos depositados no fundo da Bacia de Angola reflete mudanças na produtividade primária e nas condições de oxi-redução controladas pelo influxo continental. Os depósitos rítmicos do Oceano Atlântico Sul localizam-se ao norte da barreira oceanográfica formada pelas elevações de Rio Grande e Walvis, sendo geneticamente associados à existência de condições oceanográficas e climáticas propícias à geração e preservação de carbonatos e folhelhos negros. A configuração paleogeográfica dos continentes africano e sul-americano moldou um padrão de circulação oceânica que permitiu o estabelecimento de condições de temperatura, nível trófico e balanço de oxigênio (consumo versus suprimento) adequadas à formação de carbonatos e folhelhos negros. Entretanto, o caráter periódico destes depósitos demonstra controle climático, no qual determinadas faixas latitudinais são caracterizadas pela alternância rítmica de fases úmidas e secas moduladas pelos ciclos orbitais. Nos períodos úmidos, a elevação do influxo continental e da produtividade primária propiciaram a formação dos folhelhos negros (Bacias de Angola e Platô de São Paulo) ou rnargas nas seções dominantemente carbonáticas (Bacia de Sergipe). Durante a fase seca desenvolveram-se as camadas ricas em carbonato biogênico, seja ele de origem pelágica (bacias de Santos e Angola) ou plataforma (Bacia de Sergipe). As curvas do o180 representam variações na intensidade e no volume das correntes oceânicas de águas frias e quentes na região austral do Oceano Atlântico Sul (Platô da Malvinas; DSDP-51) e na parte setentrional deste oceano (bacias de Sergipe e Angola; poços SE-1 e DSDP-364). No Platô das Malvinas durante o rnesoturoniano observa-se urna maior influência de águas quentes, provavelmente corno reflexo da diminuição da cornpartirnentação do Oceano Atlântico e maior influência das águas oceânicas de origem tetiana. Em contrapartida, existe urna tendência de resfriamento das águas na parte setentrional. / This study verifies the existence of orbital-climatically driven cycles in the Upper Cenomanian - Turonian deposits of the Brazilian margin and oceanic basins of the South Atlantic Ocean. The integration o f the biostratigraphic and paleoecological study of calcareous nannofossil and geochemical data, associated with detailed cyclostratigraphic analyses, have, made possible to quantify the time span of different marine sections of the South Atlantic Ocean, and to propose a genetic model for the origin of the rhythrpic deposits. Two basins on the continental margin of Brazil (Sergipe and Santos basins) and four DSDP sites (Angola Basin, DSDP-364 and DSDP-530A; São Paulo Plateau, DSDP-356; Malvinas Plateau, DSDP-511) have been investigated. Except for the section registered in well DDDP-511, the others are characterized by rhythmites constituted by fine calciturbidites, silic-argillarceous turbidites, black shales and hemipelagic-pelagic deposits. The paleobiological,, sedimentological, and geochemical attributes of these rocks were sensitive to the orbit cycles (eccentricity, obliquity and precession). These orbital variations lead to sedimtary cycles by oscillating the organic primary productivity (productivity cycles), the supply of terrignous influx (dillution cycles), carbonate dissolution (dissolution cycles) and changes in redox çonditions (redox cycles). The small thickness of the Upper Cenomanian - Turonian in the South Atlantic Ocean is related to four erosive events. These occurred respectively in the late Cenomanian - early Turonian (Biozones UC-5/UC-6), mid-Turonian (Biozones UC-6b and UC-7) and pós-Turoniam. In addition, two important transgressive events have been recognized; the global event late, cenomanian - early Turonian (Biozones UC-5c/UC-6a), and a midTuronian event (Biozones UC-8), exclusively registered in the northern part of the South Atlantic Ocean. Such events resulted from modifications in oceanic circulation pattems induced by the break-up of the equatorial portion of South America from Africa, and from changes in the uplift rates of the mid-oceanic ridge and spreading rate of the oceanic bottom. The integration of the SEM study and quantitative analyses of nannofossils with data on carbon and oxygen isotopes, TOC and CaCO3 content, performed on different depositional settings and facies, has made it possible to identify the behavior pattern of these parameters in response to productivity, redox and dissolution cycles. The DSDP-364 and DSDP-356 wells show cyclic sedimentation pattems involving light nannofossil chalks and dark mudstones. The oligotaxic assemblages of nannofossils recognized in the chalks of the DSDP-356 can be explained as dissolution of non-resistant nannofossil species. The fine carbonate is dissolved due to organic matter degradation from adjacent organic-rich layers. The limestones of DSDP-364 have a higher proportion of well-preserved and high-diversity nannofossil assemblages, whereas the dark layers are characterized by moderate TOC, lower carbonate content, heavier S13C values and nannofossil absence or nannofossil oligotaxic assemblages. The isotopic carbon shifts toward positive values demonstrate that carbonate was enriched in 13C during productivity increase. Oscillation in platform carbonate productivity, related to changes in continental run-off and fluctuations of primary productivity, was the main controlling mechanism on the formation of limestone/marlstone couplets in Sergipe Basin (carbonate dominated system), and black shales/marlstones in Santos Basin (siliciclastic dominated system). The black shales/mudstones sequence deposited in the deeper part of the Angola Basin (DSDP530A) reflect changes in primary productivity and redox conditions in response to run-off variations. These rythimic deposits are primarily located in the South Atlantic Ocean, north of the oceapographic barrier fofllled by the Rio Grande and Walvis Ridges. The paleogeographic configuration of the African and South-American continents has molded a pattern of oceanic circulation that allowed the establishment of temperature gradients trophic levels, anel oxygen balance (consumption vs. supply) suitable to the formation and preservation of black shales and carbonates. The periodic character of these deposits demonstrates climatic control, where certain latitudinal belts are characterized by the alternance of wet and dry phases modulated by orbital cycles. During wet periods, the rise of the continental inflow and primary productivity favored the formation of black shales (Angola Basin and São Paulo Plateau) or marlstones in predominantly carbonaceous sections (Sergipe Basin). During the dry phase, layers rich in biogenic carbonate developed, either from a pelagic origin (Santos and Angola basins) or from a carbonate platform (Sergipe Basin). The 18O curves in the Malvinas Plateau (DSDP-511) and Sergipe and Angola basins (SE-1, DSDP-364) record variations in the intensity and volume of oceanic currents of cold and warm water masses in the South Atlantic Ocean. In the southem (Austral region) a negative 18O trend suggests a greater influence of warm waters during the mid-Turonian due to the increase of oceanic circulation with mixing of Tethyan water masses. In northem of South Atlantic, the 18O curve indicates a cooling trend.

Estudos paleoceanográficos são baseados em indicadores indiretos, ou seja, informações sedimentológicas, paleontológicas e geoquímicas que refletem as condições ambientais dos oceanos no passado geológico. Processos tafonômicos como a dissolução podem enviesar a informação contida nestes indicadores. Porém, quando corretamente identificada, a dissolução pode se tornar uma ferramenta para caracterizar mudanças oceanográficas, como variações na distribuição das massas d’água e a acidificação dos oceanos. O objetivo deste estudo é entender como ocorre este enviesamento, identificar indicadores que determinam a presença ou ausência da dissolução e identificar alterações oceanográficas no Quaternário tardio da Bacia de Pelotas em função deste processo. Esta tese compreende várias etapas, incluindo a realização de experimentos de dissolução em varias espécies de foraminíferos provenientes do oeste do Atlântico Sul, a comparação entre dados de fauna de foraminíferos planctônicos de sedimento com as condições ambientais do oceano Atlântico Sul e, finalmente, as análises de testemunhos do Quaternário tardio da Bacia de Pelotas (foraminíferos, cocolitoforídeos, teor de carbonato, granulometria, δ18O, AMS 14C). Os experimentos geraram um ranking de susceptibilidade à dissolução para foraminíferos, identificando Orbulina universa e Hoeglundina sp. como bons indicadores de pouca dissolução, além de identificar a razão entre foraminíferos planctônicos e bentônicos como imprópria para indicar o grau de dissolução. A análise da fauna de foraminíferos planctônicos do Atlântico Sul identificou maior enviesamento por condições ambientais de fundo em áreas com massas d’água mais corrosivas provenientes do sul, bem como o viés observado nas espécies frágeis pode ser relacionado aos erros em estimativas de paleotemperaturas baseadas em censos de fauna. Baseado nos indicadores aqui elaborados, combinado com outros indicadores comuns, as alterações oceanográficas na Bacia de Pelotas indicam um aumento da dissolução em períodos glaciais em função do avanço da Água Antartica de Fundo e da Água Circumpolar Superior. Finalmente, na parte conceitual desta tese, é proposta uma definição de zona tafonômicamente ativa para sistemas pelágicos, que deve considerar a coluna d’água como seu limite superior. / Paleoceanographic studies are based on proxy data, i.e. sedimentological, paleontological and geochemical information that reflect the environmental conditions of the oceans in the geological past. Taphonomic processes such as dissolution may bias the information contained in these proxies. However, when correctly identified, dissolution can become a tool to characterize oceanographic changes, such as variations in the water masses distribution and acidification of the oceans. The purpose of this study is to understand how this bias occurs, to identify proxies that determine the presence or absence of dissolution and to identify late Quaternary oceanographic changes in the Pelotas Basin as a function of this process. This thesis comprises several stages, including dissolution experiments on several foraminifera species from the western South Atlantic, comparison between sediment plankton foraminifera fauna data with environmental conditions of the South Atlantic Ocean, and finally, the analyses of late Quaternary of the Pelotas Basin cores (foraminifera, coccolith, carbonate content, grain size, δ18O, and AMS 14C). The experiments generated a ranking of susceptibility to dissolution for foraminifera, identifying Orbulina universa and Hoeglundina sp. as good proxies of low dissolution, besides identifying the planktonic and benthic foraminifera ratio as inappropriate for indicating the degree of dissolution. The analysis of the planktonic foraminifera fauna of the South Atlantic identified greater bias due to bottom environmental conditions in areas with more corrosive water masses from the south, as well as the observed bias in fragile species may be related to errors in paleotemperature estimates based on fauna census counts. Based on the proxies developed here, and other indicators frequently used, the late Quaternary oceanographic changes in the Pelotas Basin indicate an increase of the dissolution in glacial periods due to the advance of Antarctic Bottom Water and Upper Circumpolar Deep Water. Finally, in the conceptual part of this thesis, a taphonomically active zone for pelagic systems is proposed, which should consider the water column as its upper limit.