Registro de la Relación Isotópica de Carbono en la paleoflora de la Formación Ischigualasto (Triásico Superior), Noroeste Argentina: Implicancias paleoatmosféricas

Abstract

La Formación Ischigualasto, del Triásico superior, es portadora de una paleoflora muy bien preservada en su porción media-superior (~225Ma). En esta contribución se detallan los primeros estudios isotópicos (i.e. carbono 13 vs. carbono 12; δ13C) y de la relación entre el carbono y el nitrógeno (C/N) aplicados a flora triásica argentina. Estos estudios están direccionados a caracterizar químicamente esta flora triásica y aportar datos de esta porción de Pangea para hacer correlaciones quimioestratigráficas y analizar las variaciones globales en el ciclo del carbono. Se analizaron un total de 97 muestras, principalmente de cutículas. Los valores de δ13C de las muestras analizadas no presentan señales de alteración diagenética ni tafonómica, validando las interpretaciones alcanzadas. El análisis detallado de los valores de las relaciones isotópicas de esta paleoflora permitió hallar variaciones menores de δ13C según diferentes condiciones de estrés de agua y según el tipo de materia vegetal analizada. Descartando las variaciones menores, se obtuvo un valor promedio de δ13C de la paleoflora de la Formación Ischigualasto de -25,4‰, con un rango de -27,4‰ a -23,7‰. Este valor se corresponde los valores promedios de las plantas actuales C3. Este valor es acorde al hallado en fósiles de plantas terrestres del Triásico Superior en el resto del mundo y es coherente con la migración hacia valores más positivos observada en las relaciones isotópicas de todos los reservorios de carbón, entre el Triásico Medio y Superior. Finalmente, se determinó una composición isotópica paleoatmosférica de carbono de -6,1‰, que difiere en ~1‰ de los valores estimados para el reservorio del oceáno. Esta diferencia puede responder a la relación entre el oxígeno y el dióxido de carbono paleoatmosférico, que genera diferentes fraccionamientos isotópicos en las plantas.

The Upper Triassic Ischigualasto Formation carries a well-preserved flora in the mid-upper portion (~225 Ma Carnian). This contribution is the first detailed study of the isotopic ratios (i.e. 13 Carbon vs. Carbon 12 δ13C) and the ratio of carbon and nitrogen (C/N) applied to Argentinean Triassic flora. The aim of this study is to chemically characterize this Triassic flora and provide data for this portion of the Pangea to be used in chemostratigraphic correlation as well as to analyze changes in the global carbon cycle. A total of 97 samples were analyzed, mainly of cuticle. The isotopic values of the samples indicate minimal diagenetic or taphonomic alteration, validating the interpretations reached. A detailed analysis of the isotopic values of this paleoflora documents minor variation in δ13C characteristic of differences in levels of local water-stress and of floral composition variations. Discarding minor variations, a mean value of the carbon isotope ratio of paleoflora Ischigualasto Formation of 25.4‰ was obtained within a range from -27.4 to -23.7‰, according to the average values of C3 plants. This value is consistent with the δ13C values reported for terrestrial plant fossils from other Upper Triassic successions worldwide, however is enriched by about 3 ‰ with respect to the Middle Triassic plants. This migration towards more positive values of δ13C coincide with those observed in marine carbonates and paleosols during the same time-interval, indicating a possible disturbance in the carbon cycle during Early Mesozoic. Finally, a paleo-atmosphere isotopic composition of -6.1‰ was estimated, which differs by ~ 0.5 ‰ from that inferred using the marine carbonate proxy for the ocean-reservoir. This difference can be the response of the oxygen to carbon dioxide ratio in the paleo-atmosphere, which produces differences in the plant isotopic fractionation, diagenesis in the marine carbonates or hydric-stress alteration of the Ischigualasto flora.

A Formação Ischigualasto (Triássico Superior) é portadora de uma paleoflora muito bem preservada na sua porção médio-superior (~225 Ma.). No presente trabalho são detalhados os primeiros estudos isotópicos (i.e. carbono 13 vs. Carbono 12 = δ13C) e a relação entre carbono e nitrogênio (C/N) aplicados à flora triássica argentina. Estes estudos foram direcionados para caracterizar quimicamente esta flora e fornecer dados para esta área do Pangea, a fim de permitir a correlação quimioestratigráfica e a análise das variações no ciclo do carbono. Foram estudadas 97 amostras, principalmente de cutículas. Os valores de δ13C dessas amostras não apresentam sinais de alteração diagenética nem tafonômica, fatos que validam as interpretações alcançadas. A análise detalhada dos valores das relações isotópicas desta paleoflora permitiu encontrar variações menores de δ13C segundo diferentes condições de estresse de água e segundo o tipo de matéria vegetal analisadas. Descartando as variações menores, obteve-se um valor médio de δ13C para a paleoflora da Formação Ischigualasto de -25,4‰, com intervalo de -27,4‰ a -23,7‰, de acordo com os valores médios das plantas C3 atuais. Este valor coincide com o de outras plantas terrestres do Neotriássico no resto do mundo, embora com enriquecimento de aproximadamente 3‰ em relação às do Mesotriássico. Esta variação encontra valores mais positivos de δ13C coincidentes com os observados em carbonatos marinhos e nos paleosolos no mesmo intervalo temporal, indicando uma possível perturbação no ciclo do carbono durante o Eomesozóico. Finalmente, determinou-se a composição isotópica do carbono paleoatmosférico de 6,1‰, que difere em ~0,5‰ dos valores estimados para o reservatório oceânico. Esta diferença pode corresponder à relação entre o oxigênio e o dióxido de carbono paleoatmosférico, que gera diferentes fracionamentos isotópicos nas plantas, a ligeira diagênese nos carbonatos ou uma ligeira alteração dos valores da flora por estresse hídrico.