Gênese e classificação de solos na península Coppermine (ilha Robert) e ilha Barrientos, Antártica marítima

Abstract

A península Coppermine e a ilha Barrientos se localizam ao longo do arquipélago das Shetland do Sul, na Antártica marítima. As rochas encontradas nestes dois locais são formadas por lavas de olivina-basalto, do Cretáceo Superior. A olivina cristaliza-se primeiro, deixando um magma mais pobre em sílica e mais rico em ferro e magnésio, enquanto as demais rochas ígneas de origem vulcânica entre as ilhas Rei George e Low são em sua maioria, constituídas de andesitos, mais ricos em sílica e pobres em ferro. Considerando essa particularidade litológica foi proposta uma unidade litoestratigráfica separada: a “Formação Coppermine”. Nesse contexto, este é o primeiro trabalho pedológico realizado na “Formação Coppermine”, ou seja, em áreas onde predominam basaltos ricos em olivina. Os objetivos deste trabalho são estudar as características físicas, químicas e mineralógicas dos solos desenvolvidos sob lava olivina-basalto na península Coppermine (ilha Robert); e verificar a influência da ornitogênese na formação de solos vulcânicos mais antigos da ilha Barrientos. Para tanto, foram realizados estudos de gênese dos solos desenvolvidos de olivina-basalto e processos pedológicos no contexto de vulcanismo antigo na Antártica marítima, e sua influência nos ecossistemas terrestres. Além disso, classificou-se tais solos pelos sistemas de classificação Soil Taxonomy e WRB/FAO. As amostras foram coletadas em perfis, submetidas a análises físicas e químicas de rotina. Amostras selecionadas foram submetidas a extrações químicas com oxalato de amônio, pirofosfato de sódio e ditionito-citrato- bicarbonato, difração de raios-X e microanálises em seções finas. A maioria dos solos não apresentaram permafrost dentro dos 100 cm, sendo, portanto classificados como Entisols e Inceptisols (Soil Taxonomy) e Leptosols e Cambisols (WRB/FAO). A textura dos solos é grosseira, tendo a TFSA composta principalmente por areia, seguida por silte, sendo a classe textural franco-arenosa predominante. Os elevados teores de Na e K são atribuídos aos sprays salinos associados às feições geomórficas e aos ventos predominantes. A saturação por bases é elevada na maior parte dos solos (>50%), refletindo a litologia basáltica, com teores de Mg mais elevados que os de Ca. Na península Coppermine, os teores de fósforo extraível por Mehlich-1 são mais elevados nas áreas sob influência ornitogênica mais atual. A mineralogia da fração argila é composta basicamente por minerais 2:1 e plagioclásios. As propriedades dos solos como classe textural, cor, pH, carbono orgânico total, soma de bases e mineralogia são bem homogêneas entre si, reflexo do material de origem mais uniforme ao longo de toda a península. Entretanto, a variação de algumas propriedades pode ser atribuída principalmente à diferenciação do relevo. A influência da nidificação, apesar de representar importante fonte de nutrientes para os solos, assumem importância secundária como fonte de fosfatização. Na ilha Barrientos, porém, todos os solos possuem algum grau de ornitogênese, com valores de P (Mehlich-1) diferenciados sob influência da atividade de petréis ou pinguins. Os teores de P (Mehich-1) são menores na ilha Barrientos quando comparado a outras áreas da Antártica marítima, reflexo da menor população de aves atual. A presença de strengita na fração argila dos solos da ilha Barrientos está fortemente relacionada ao material de origem, bem mais rico em Fe que os andesitos das demais Ilhas Shetland do Sul.The Coppermine Peninsula and the Barrientos Island are located along the South Shetland Archipelago in the Maritime Antarctic. The outcrops that cover these regions are formed by olivine basalt lava, from the Upper Cretaceous. The olivine crystallizes first, resulting in a magma poorer in silica and richer in iron and magnesium, while the other igneous rocks of volcanic origin between King George and Low islands are mostly composed of andesites, richer in silica and poorer in iron. Considering this lithological peculiarity, a separated lithostratigraphic unit was proposed: the "Coppermine Formation". In this context, this is the first pedological study in "Coppermine Formation", that is to say, in areas dominated by basalts rich in olivine. The objectives of this work were to study the physical, chemical and mineralogical characteristics of the soils developed under the olivine basalt lava on Coppermine Peninsula (Robert Island); and to verify the ornithogenic influence in the formation of the oldest volcanic soils on Barrientos Island. Therefore, were conducted genesis studies of the basalt-olivine developed soils and pedological processes in the context of ancient volcanism in maritime Antarctica, and its influence on terrestrial ecosystems. Also, these soils were classified according to the Soil Taxonomy and WRB/FAO classification systems. The samples were subjected to routine physical and chemical analysis. Selected samples were subjected to chemical extractions with ammonium oxalate, sodium pyrophosphate and dithionite-citrate-bicarbonate, X-ray diffraction and microanalysis on thin sections. Most soils did not show permafrost within 100 cm, thereby classified as Entisols and Inceptisols (Soil Taxonomy) and Leptosols and Cambisols (WRB/FAO). The soils have a coarse texture (sandy loam), and the high levels of Na and K are attributed to the influence of the saline sprays associated with geomorphic features and the strong winds. The base saturation is mostly high, reflecting the basaltic lithology, with Mg contents more elevated than the Ca ones. In Coppermine Peninsula, extractable P (Melich-1) are higher on areas under the most current ornithogenic influence. The clay fraction is composed mainly by 2:1 minerals and plagioclase. The soil properties such as texture class, color, pH, total organic carbon, the sum of bases and mineralogy are homogeneous with each other, reflection of the more uniform distribution of the parent material alongside the Peninsula. However, the variation of some soil characteristics can be attributed mainly to the relief differentiation. The nesting influence, despite representing an important source of nutrients for the soil, assumes secondary importance as a source of phosphatization. On Barrientos Island, however, all soils have some ornithogenic influence, with levels of P (Melich-1) differentiated under the influence of petrels or penguins activity. The levels of P (Melich- 1) are lower on Barrientos Island compared to other areas of Maritime Antarctica, reflecting the lower current bird population. The presence of strengita in the clay fraction of Barrientos Island soil is strongly related to the parent material, much richer in Fe than the andesites of the other South Shetland Islands.