Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 499-503 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X Troncos fósseis do Cretácico Inferior da Formação de Figueira da Foz: implicações paleoambientais e paleoclimáticas Early Cretaceous fossil woods from the Figueira da Foz Formation: palaeoenviromental and palaeoclimatic implications M. M. Mendes1*, J. Dinis2, L. García Esteban3, P. Palacios3, F. García Fernández3, J. Pais1 Artigo Curto Short Article © 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP Resumo: No Cretácico Inferior, a Península Ibérica estabeleceu uma ponte entre a Laurásia e o Norte de Gondwana. Por isso é uma área muito importante para estudos paleoecológicos e paleobiogeográficos. Desde que alguns registos de troncos fósseis do Cretácico Inferior passaram a ser conhecidos na Península Ibérica, a descoberta de novos restos fossilíferos correspondentes a este período tem grande importância para inferir e estabelecer interpretações paleoecológicas. Neste trabalho documenta-se pela primeira vez a ocorrência de conífera atribuível ao género Protocupressinoxylon Eckhold. O fóssil sugere que as condições palaeoclimáticas apresentavam marcada sazonalidade e confirma que a flora da Península Ibérica é muito mais pobre do que a da Europa ocidental durante o mesmo intervalo e tem claramente características da Laurásia. Palavras-chave: Coníferas, Cretácico Inferior, Troncos fósseis, Portugal, Protocupressinoxylon. Abstract: The Iberian Peninsula formed a connecting bridge between Laurasia and northern Gondwana during the Early Cretaceous, making it a very important study area for palaeoecology and palaeobiogeography. Since few Early Cretaceous fossil wood records are currently known in the Iberian Peninsula, the discovery of new remains from this period is of major significance for postulating or strengthening palaeoecological hypotheses. In this work we document the presence of conifers assigned to the genus Protocupressinoxylon Eckhold for the first time in Portugal. The new fossil suggests that the palaeoclimatic conditions had no marked seasonality and confirms that although the wood flora of the Iberian Peninsula is much poorer than in western Europe in the same period, it is clearly Laurasian. Keywords: Conifers, Early Cretaceous, Fossil wood, Portugal, Protocupressinoxylon. 1 CICEGe, Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal. 2 Universidade de Coimbra, IMAR-Marine and Environmental Research Centre, Largo Marquês de Pombal, 3000-272 Coimbra, Portugal. 3 Universidad Politécnica de Madrid, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, Departamento de Ingeniería Forestal, Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain. * Autor correspondente / Corresponding author: [email protected] 1. Introdução A vegetação do Cretácico da maior parte da Península Ibérica ainda é relativamente mal conhecida, principalmente devido aos dados extremamente limitados disponíveis em determinadas áreas apesar dos trabalhos até agora desenvolvidos (e.g. Dieguez et al., 2010). A margem ocidental portuguesa (Bacia Lusitaniana) tem características particulares o que tem permitido a realização de número substancial de estudos paleobotânicos desde finais do século XIX (Saporta & Choffat, 1894; Teixeira, 1948; Boureau, 1949; Friis et al., 2010) tendo em vista a vertente paleoambiental (Mendes et al., 2011, 2014; Heimhofer et al., 2012). Os troncos fósseis de coníferas são frequentemente usados para reconstruir a vegetação do Cretácico. Alguns foram encontrados na Península Ibérica, nomeadamente em Portugal (Boureau, 1957). Neste trabalho documenta-se nova descoberta de troncos fósseis em depósitos de Santa Catarina da Serra (Bacia Lusitaniana), Oeste de Portugal, atribuído a conífera do género Protocupressinoxylon Eckhold. 2. Enquadramento geológico Neste estudo, foram examinados três troncos fósseis do Cretácico Inferior recolhidos no onshore da margem ocidental portuguesa, em depósitos da Bacia Lusitaniana. Esta bacia desenvolveu-se durante o Mesozóico em relação com a fragmentação da Pangeia e a abertura do Atlântico norte. Correspondia a bacia de rift não vulcânico que evoluiu para um tipo de margem atlântica. A bacia é delimitada a Leste pelo maciço Hespérico e a Oeste pelo horst da Berlenga. Apresenta um alongamento de orientação NNE-SSW para 200 km, 100 km de largura e o seu preenchimento atinge um máximo de 5 km (Kullberg et al., 2013). A pós-separação durante o Aptiano terminal e o início do Albiano tem registo inteiramente continental e corresponde ao Norte do onshore da Formação de Figueira da Foz. Esta fase foi seguida por episódio transgressivo com deposição de carbonatos até o final do Cenomaniano, 500 M. M. Mendes et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 499-503 quando a bacia foi totalmente preenchida (Dinis et al., 2008). Os espécimes estudados foram recolhidos em sedimentos pertencentes ao Membro de Calvaria, membro inferior da Formação de Figueira da Foz (Dinis, 2001). De acordo com Teixeira et al. (1968), tendo por base correlações regionais e o estudo de macrorrestos vegetais (Teixeira, 1948), esta sequência corresponde ao AptianoNeocomiano (Fig. 1). Recentemente, tendo por base correlações na bacia e na paleoflora regional, a Formação de Figueira da Foz foi atribuída ao intervalo Aptiano terminal - Cenomaniano, sendo o Membro de Calvaria provavelmente Aptiano terminal ou início do Albiano (Dinis et al., 2008). Fig. 1. A. Tronco fóssil estudado. B. Mapa de localização das jazidas. C. Mapa geológico simplificado com representação da área estudada. Fig. 1. A. Fossil sample studied. B. Map of the location of the site. C. Simplified geological map of the study area. 3. Material e métodos Os três troncos fósseis foram recolhidos perto da localidade de Santa Catarina da Serra (39º 41’N; 8º 41’W). Os troncos foram encontrados em 1989 por habitantes desta localidade durante a realização de escavações (até 5 m de profundidade) para construção de habitações. Embora nenhum dos troncos tenha sido recolhido in-situ pelos autores, a localização original é conhecida. As observações de campo e as referências nos mapas geológicos e topográficos mostram claramente que todos estavam localizados próximo do limite inferior da unidade. Nesta área, existe descontinuidade bem marcada entre a Formação de Figueira da Foz e os calcários do Jurássico Superior (Oxfordiano Superior) conforme indicado no mapa geológico 1:50 000 (Teixeira et al., 1968). Alguns outros fragmentos de troncos silicificados foram encontrados neste Membro da Formação de Figueira da Foz (Dinis, 1999), a cerca de 40 km a Norte, perto de Soure (Quinta de Santa Cruz), embora com processo de fossilização menos avançado. As lâminas preparadas para cada um dos três troncos fossilizados foram observadas no microscópio óptico fotónico Nikon Eclipse E600 acoplado a máquina fotográfica digital Nikon Coolpix 5400 que possibilitou a realização de fotografias. Amostras foram cobertas com ouro durante 60 segundos e observadas num microscópio eletrónico de varrimento Jeol a 20 kV, na Universidad Politécnica de Madrid. Troncos fósseis do Cretácico de Portugal 4. Resultados Descrição sistemática Local: Casal do Estortiga, perto de Santa Catarina da Serra, oeste de Portugal Idade: Cretácico Inferior (Aptiano terminal – início do Albiano) Género: Protocupressinoxylon Eckhold Espécie tipo: Protocupressinoxylon cupressoides (Holden) Eckhold Material examinado: Espécime com a referência SCS, cortado em secções finas com as referências SCS-tr, SCStan, e SCS-rd. O material silicificado foi corado com óxidos e hidróxidos de ferro. Os espécimes SO e QCE foram seccionados segundo a mesma sequência e marcados com as referências “tr”, “tan” e “rd”. Repositório: As lâminas utilizadas neste estudo encontram-se depositadas no Departamento de Ingeniería Forestal, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, Universidad Politécnica de Madrid (Espanha). Troncos com xilema secundário picnoxílico, sem canais resiníferos normais ou traumáticos. Traqueídeos com paredes espessas. Raios homogéneos. Poucas pontuações nas paredes tangenciais dos traqueídeos em fiadas unisseriadas, raramente bisseriadas com arranjo oposto. Pontuações dos campos de cruzamento de tipo 501 oculiporo, localmente crupressoides, dispostas numa fiada radial com 1-3 por campo de cruzamento (Fig. 2). As amostras estudadas apresentam semelhança com Cupressinoxylon vectense Barber. Esta espécie, descrita por Barber (1898), foi mais tarde estudada por Stopes (1915) que considerou que os sintipos de Barber eram heterotípicos e selecionou novo lectotipo. A ilustração apresentada é típica, com traqueídeos com perfurações laterais mistas, tal como se observa nos troncos aqui estudados. O arranjo dos campos de cruzamento é pouco claro; figura de Stopes sugere ooporos. A sua ilustração é bastante semelhante ao que se observa no material português. Kräusel (1949) e Vaudois & Privé (1971) na revisão dos troncos fósseis de Cupressaceae não questionaram a natureza cupressoide de Cupressinoxylon vectense Barber. Assim, o material português é atribuído a Protocupressinoxylon. A espécie Protocupressinoxylon vectense (Barber) Eckhold foi proposta por Eckhold. Esta espécie é originalmente conhecida do Aptiano da ilha de Wight em Inglaterra. Ulteriormente foi reconhecida no Senoniano de Sakhalin (Shimakura, 1937) e, provisoriamente, no Cretácico Inferior do Norte de África (Chudeau & Fritel, 1920), no Cretácico Superior da Gronelândia ocidental (Walton, 1927), no AptianoAlbiano do Nordeste de França (Bertrand, 1954) e na flora (Albiano?) de Choshi, Japão (Nishida, 1962). Fig. 1. Lâminas delgadas dos troncos de Santa Catarina da Serra. A. Secção transversal com anéis de crescimento indistintos, ocasionalmente marcados por duas ou três fiadas de traqueídeos de menor diâmetro; escala 250 µm. B. Raios unisseriados com partes bisseriadas; escala 250 µm. C. Pontuações nas paredes tangenciais dos traqueídeos; escala 100 µm. D. Pontuações unisseriadas dos traqueídeos; escala 150 µm. E. Campo de cruzamento, normalmente com 2-pontuações; escala 50 µm. F. Pontuações dos campos de cruzamento. Fig. 1. Slides from the Santa Catarina da Serra woods. A. Transverse section with indistinct growth rings, occasionally two or three rows of tracheids with a smaller diameter. Scale bar 250 µm. B. Uniseriate rays with biseriate portions. Scale bar 250 µm. C. Abundant tracheid pits on tangential walls. Scale bar 100 µm. D. Uniseriate tracheid pitting. Scale bar 150 µm. E. Cross fields normally with 2-3 pits. Scale bar 50 µm. F. Cross-field pitting. 502 M. M. Mendes et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 499-503 5. Discussão A presença de grandes troncos de coníferas (com cerca de um metro de diâmetro), bem como a ocorrência de outros restos e vegetais fósseis na mesma unidade sugerem floresta bastante desenvolvida, em ambiente com alguma disponibilidade de água, excluindo aridez extrema. Creber (1977) e Creber & Chaloner (1984) propuseram que a presença ou a ausência de anéis de crescimento bem distintos pode representar resposta das árvores ao clima do local de crescimento. Neste caso, a ausência de anéis bem distintos nos três troncos fósseis examinados, com duas ou três fileiras de células, com menor diâmetro radial, indicaria que o paleoclima da região durante o Albiano terminal e início do Aptiano não apresentava sazonalidade. Durante o Cretácico a Península Ibérica passou por significativas alterações paleogeográficas e paleoclimáticas, e a vegetação também sofreu fortes modificações. A reconstrução da vegetação cretácica por Diéguez et al. (2010) aponta para a prevalência de clima subtropical semi-árido. A paisagem seria dominada por savanas secas durante o Jurássico terminal (Titoniano) e início do Cretácico (Berriasiano) sob clima seco com forte sazonalidade (Philippe et al., 2010), com florestas de coníferas xerofíticas que prevaleceram durante o Cretácico Inferior até ao Turoniano. Segundo Diéguez et al. (2010), a vegetação do Cretácico Inferior da Ibéria aponta para temperaturas quentes com ligeira sazonalidade mas, com episódio seco sazonal durante o Barremiano terminal e o Aptiano. O mesmo trabalho aponta já para a existência de angiospérmicas lenhosas durante o Cenomaniano terminal e o Turoniano. Estudos de diversas floras apontam para que o clima na margem ocidental portuguesa (Mendes et al., 2010; Heimhofer et al., 2012) seria quente e húmido durante a maior parte de Barremiano-Aptiano, tornando-se mais quente e seco durante o Albiano, condições que prevaleceram durante a maior parte do Cretácico Superior. Ao estudar a palinologia de depósitos continentais localizados a Sul da Bacia Lusitaniana, Heimhofer et al. (2012) deduziram existir floresta dominada por cupressáceas e taxodiáceas em combinação com plantas higrófilas. Por outro lado, a presença quase exclusiva de caulinite entre as argilas, também aponta para condições húmidas. A Formação de Figueira da Foz contém depósitos de argilas dominados por caulinite, paleossolos hidromórficos e carvão, embora não abundante. Esta combinação sugere condições ambientais quentes e, pelo menos sazonalmente, clima húmido durante a Barremiano e início do Albiano, surgindo mais tarde no Albiano condições mais quentes e secas (Mendes et al., 2011). Os troncos silicificados aqui estudados foram provisoriamente atribuídos ao género Protocupressinoxylon Eckhold. Tendo em conta que as três amostras examinadas têm anéis de crescimento indistintos, o que pode ser interpretado como ausência de sazonalidade bem marcada, embora não exclua a possibilidade de alguma sazonalidade. Pode concluir-se que os troncos fósseis foram depositados sob clima predominantemente quente e húmido. Os nossos resultados suportam as conclusões de Peralta-Medina & Falcon-Lang (2012), de acordo com as quais as cupressáceas preferem ecótono entre os climas temperados húmidos tropicais e áridos. Os resultados obtidos com este novo registo fóssil reforçam a ideia de que o contraste climático entre o Norte de Gondwana e a Laurásia era a força motriz por detrás das relações biogeográficas na zona ocidental do Tethys durante o Cretácico Inferior. A Península Ibérica pode ser considerada como ponte entre o Norte de Gondwana e a Laurásia, actuando como transição e zona transiente separando duas regiões biogeográficas claramente diferenciadas. Agradecimentos A Vasco Silva e Miguel Marques (Santa Catarina da Serra), Anabela Gonçalves (Aterro do Vale) e Mário Alves pelo acesso aos troncos fósseis. Contribuição para o Projecto CretaCarbo - PTDC/CTEGIX/2009. Referências Barber, C.A., 1898. Cupressinoxylon vectense: a fossil Conifer from the Lower Greensand of Shanklin, in the Isle of Wight. Annals of Botany, 12, 329-361. Bertrand, L., 1954. La limite entre les étages aptien et albien dans la région de Saint-Dizier (Haute-Marne). Bulletin de la Societe Geologique de France, 4, 585-596. 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