CARACTERIZAÇÃO DE COMPOSTOS POLARES EM MATÉRIA ORGÂNICA DE SEDIMENTO DO SISTEMA DE RESSURGÊNCIA EM CABO FRIO, RIO DE JANEIRO, BRASIL.

Abstract

A região de ressurgência de Cabo Frio é conhecida por sua alta produtividade biológica e pela intensa deposição de matéria orgânica. Neste estudo, analisamos a fração polar de extratos orgânicos de sedimentos superficiais utilizando GC/MS, com o objetivo de identificar biomarcadores geoquímicos. Biomarcadores foram identificados como fitol, fitona e uma variedade de esteróis. Esteróis como brassicasterol, dinostanol, campesterol e β-sitosterol indicam contribuições de microalgas e matéria orgânica de origem terrestre. Esses resultados destacam a complexidade da diagênese orgânica na região, que é caracterizada por fontes mistas e processos microbianos em ambientes dinâmicos de alta produtividade.

Palavras-chave: BIOMARCADORES GEOQUÍMICOS; RESSURGÊNCIA; CABO FRIO; GC/MS.

Introdução

A ressurgência é um fenômeno que ocorre em margens continentais, no qual águas frias e profundas, ricas em nutrientes, ascendem à superfície devido à decomposição da matéria orgânica e à ausência de atividade fotossintética nas zonas profundas. Em Cabo Frio, esse processo se manifesta com intensidade significativa, configurando−se como uma das principais zonas de ressurgência da costa brasileira, com elevada produtividade primária e importância para estudos geoquímicos ambientais. Este trabalho teve como objetivo avaliar a composição química orgânica de extratos de sedimentos coletados na plataforma continental de Cabo Frio, a fim de identificar e quantificar moléculas de interesse geoquímico.

Experimental

As amostras foram liofilizadas, pesadas e submetidas à extração com diclorometano/metanol (9:1), seguidas por saponificação e fracionamento em hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e compostos polares por meio de cromatografia líquida em sílica ativada a 105 °C. Padrões internos deuterados foram adicionados às frações para auxiliar na quantificação. As análises foram realizadas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS Agilent 7000C), utilizando coluna HP−5MS (30 m × 0,25 mm, 0,25 μm), injeção splitless de 1 μL, ionização por elétrons a 70 eV e varredura de íons de 50 a 600 Da. O processamento foi feito no software Agilent MassHunter 10.0, com base na ordem de eluição e nos espectros de massa comparados à literatura.

Resultados e discussão

Vários biomarcadores foram identificados, incluindo fitol e fitona, com o primeiro sendo parte integrante da clorofila em algas de ambiente marinho, é tipicamente associado à biomassa de fitoplâncton, e sua degradação anaeróbica pode originar o fitona , comumente associados á ambientes marinhos. Além desses compostos, a classe de esteroides foi identificada. O 5α-colestanol presente em maior concentração é um biomarcador que é produto de redução do colesterol (caracteristico de origem zooplanctônica), que esta amplamente associado a ambientes mais óxidos, possivelmente ocasionado pela elevada produtividade com a rápida degradação da matéria orgânica em ambientes com a presença de oxigênio. Por outro lado a presença do produto de redução 5β-colestanol, normalmente esta associado a ambientes anóxidos, dessa forma, esses resultados indicam diferentes estágios de diagênese microbiana (Pereira et al., 2022). Compostos como brassicasterol são indicadores de intensa produção de microalgas, especialmente diatomáceas e dinoflagelados, organismos predominantes em zonas de alta produtividade, como as áreas influenciadas pela ressurgência. A presença de dinostanol, que é um derivado exclusivo do dinosterol, confirma a contribuição de dinoflagelados, reforçando a atividade fitoplanctônica intensa nesse ambiente (Volkman, 2003). Paralelamente, a identificação de campesterol e β-sitosterol, esteróis típicos de plantas superiores, bem como seus derivados saturados campestanol, estigmastanol e sitostanol, evidencia um aporte significativo de materia orgânica terrígena através do desemborque dos rios no mar, fenômeno comum em plataformas costeiras (Bauer et al., 2013).

Figura 1. Cromatogramas de íons extraídos m/z 213, 215 e 231 por GC/MS da fração de compostos polares e estrutura química do sitostanol presente na seção de profundidade superficial de 16-17 centímetros.

Conclusão

A coexistência desses compostos reforça que os sedimentos da região de ressurgência de Cabo Frio registram uma contribuição de fontes autóctones (marinhas) e alóctones (continentais), associada a intensa atividade microbiana diagenética e elevada produtividade primária induzida pelo fenômeno da ressurgência, que enriquece as águas superficiais em nutrientes e favorece o crescimento fitoplanctônico.

Agradecimentos

FAPERJ, CNPq, Capes, Petrobras.

Referências

Bauer, J. E. et al. (2013). The changing carbon cycle of the coastal ocean. Nature, 504, 7478, 61–70.

Volkman J.K., Barrett S.M., Blackburn S.I., Mansour M.P., Sikes E.L., Gelin F. (1998). Microalgal biomarkers: a review of recent research developments. Organic Geochemistry 29, 1163–1179.

Pereira, V. B. et al. (2022). Geochemistry of organic matter by multi-proxy analyses and temperature sensitivity of methanogenesis in clearwater Amazonian lake sediments. Applied Geochemistry, 146, 105467.

Volkman, J. K. (2003). Sterols in microorganisms. Applied Microbiology and Biotechnology, 60(5), 495–506.