THE IMPRINT OF THE GEOLOGICAL INHERITANCE AND PRESENT DYNAMICS ON URUGUAYAN INNER SHELF SEDIMENTS (SOUTH-WESTERN ATLANTIC)

2019 
The Uruguayan continental shelf is characterised by a unique hydrographic system, composed of the Rio de la Plata buoyant plume (RdlP-BP), and by water masses of contrasting thermohaline characteristics. Below the RdlP-BP the southward-flowing Subtropical Shelf Water and the northward-flowing Subantarctic Shelf Water converge at the Subtropical Shelf Front, which is the shelf extension of the Brazil-Malvinas Confluence. Three main sedimentary environments can be described associated with; I) “Atlantic coastal sands” (i.e. onshore from the palaeovalley); II) the SW-NE running “RdlP palaeovalley” and; III) “Relict sands” (i.e., offshore of the RdlP palaeovalley). Three exposed sedimentary units (U1 to U3) identified from acoustic profiles and sediment cores (sedimentary characteristics of stratigraphic units) almost entirely restricted to the palaeovalley. The transect here studied intersects these three environments contributing thus with the description of the morphological setting and sedimentary coverture. Physical and geochemical data were integrated and used to characterise the sedimentary facies previously described in the inner shelf and to understand environmental control on the development of these facies. Sediments from U1 show the terrestrial imprint of the RdlP and drier regional conditions, while sediments that characterised U3 indicate a sandy facies (quartz and bioclasts: whole and fragmented shells and polychaetes tubes) corresponding to an ancient coast. This last (with approximately 11 m height), is probably related to sea-level stabilization, between 20 and 25 m occurring during the Upper Pleistocene and Holocene for the South-Western Atlantic. The sediment from U3 reflects the colder and drier conditions prevailing in the region during the formation of this facies (13.7 and 9.7 cal ka BP). Eroded sediments (e.g., from U3; ancient coast) are deposited inside the palaeovalley and on the onshore region (between the palaeovalley and coastal sands). Also, U1 extends from the palaeovalley covering the onshore region. The outcrop of warmer oceanic shelf waters was probably a consequence of the geomorphology of the palaeovalley (edge of the palaeovalley) and related to the still fall presence of waters typical of the austral warm season when higher advection of Brazil Current occurs over the shelf. In this regard, the mound-like feature should induce bottom water to rise, operating as a ramp. Productivity proxies (Si/Ti, Ba/Ti, Ca/Ti and P/Ti) present the highest values in these stations (S16-S18), reflecting the imprint of the upwelling in the sediment. The information reported in this work is particularly important to better understand sedimentological dynamics in the Uruguayan inner shelf and the Southwestern Atlantic region. It is also important for elaborating more precise paleoenvironmental and palaeoceanographic reconstructions. Resumo A plataforma continental uruguaia e caracterizada por um sistema hidrografico unico, composto pela pluma turbida do Rio de la Plata (RdlP-BP) e por massas de agua com caracteristicas termohalinas contrastantes. Abaixo da RdlP-BP, a agua subtropical da plataforma que flui para sul e a agua subantartica da plataforma que flui para norte convergem para a frente subtropical da plataforma, a qual e a extensao da Confluencia Brasil-Malvinas. Tres principais ambientes sedimentares podem ser descritos associados: I) a "areias costeiras atlânticas" (com ocorrencia em direcao a terra a partir do “Paleovale do RdlP”); II) o “Paleovale do RdlP” com direcao SW-NE e; III) a "Areias reliquia" (para offshore do “Paleovale do RdlP”). Tres unidades sedimentares estratigraficas expostas (U1 a U3) identificadas a partir de perfis acusticos e testemunhos de sedimentos quase que totalmente restritas ao paleovale. Dados fisicos e geoquimicos foram integrados e utilizados para caracterizar as facies sedimentares encontradas na plataforma continental interna e para entender o controle ambiental sobre o desenvolvimento dessas facies. Os sedimentos da unidade U1 representam o registo terrestre da RdlP e condicoes regionais mais secas, enquanto os sedimentos que caracterizam a unidade U3 indicam facies arenosas (quartzo e bioclastos: conchas inteiras e fragmentadas e tubos de poliquetas) correspondente a uma costa antiga. Este ultimo (com aproximadamente 11 m de altura) esta provavelmente relacionado a estabilizacao do nivel do mar, entre 20 e 25 m durante o Pleistoceno Superior e o Holoceno, no Atlântico Sudoeste. O sedimento da unidade U3 reflete as condicoes mais frias e secas da regiao durante a formacao desta facies (entre 13,7 e 9,7 cal ka BP). Sedimentos erodidos (por exemplo, de U3; costa antiga) sao depositados dentro do paleovale e na regiao onshore (entre o paleovale e as areias costeiras). Alem disso, a unidade U1 estende-se do paleovale ate ao continente. O afloramento de aguas oceânicas mais quentes, foi provavelmente uma consequencia da geomorfologia do paleovale e esta relacionado a presenca de aguas tipicas da estacao quente austral, quando ocorre maior adveccao da corrente do Brasil na plataforma. A estrutura semelhante a um monte deve induzir a subida da agua no fundo, operando como uma rampa. Os proxies de produtividade (Si/Ti, Ba/Ti, Ca/Ti e P/Ti) apresentam os maiores valores nessas estacoes (S16-S18), refletindo a impressao da ressurgencia no sedimento. As informacoes obtidas atraves deste trabalho sao particularmente importantes para melhor compreender a dinâmica sedimentar na plataforma interna uruguaia e na regiao do sudoeste do Atlântico. Tambem e importante para elaborar reconstituicoes paleoambientais e paleoceanograficas mais precisas. Palavras-chave: Dinâmica sedimentar. Dinâmica hidrografica. Estuario do Rio de la Prata. Atlântico sudoeste. Plataforma continental interna.
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