Paleoclimatic inferences based on wood growth interruptions in Late Triassic flood deposits from the southernmost Brazilian Gondwana

Abstract

The goals of this study were to establish patterns in a silicified wood assemblage to depict the evolution patterns of the Triassic paleoclimate in southern Brazilian Gondwana during an interval of global arid to semi-arid climatic context, and the taphonomic process that led to the preservation of the so-called “Petrified Forest”, which is preserved in the central area of the state of Rio Grande do Sul. Analyses were developed with an assemblage of 13 permineralized conifer wood, using standard thin sections, whose anatomical details were studied in transmitted light. Ground-Penetrating Radar was used to obtain information about the depositional characteristics of the site. Main results are: true growth rings are absent in all samples, and the boundaries of the interruption zones are marked by an abrupt decline in cell diameter, but they are not accompanied by a reduction of cell wall thickness. The subsequent reversion to normal tracheid diameter is also abrupt, revealing the return of the previous growing conditions. Ground-penetrating Radar analyses confirmed that the Mata Sequence deposits correspond to a river. The identification of growth interruption zones in a Late Triassic wood assemblage in southernmost Brazilian Gondwana (Paleobotanic Garden of the city of Mata, RS) indicates the presence of tropical, temporarily dry climate conditions, characterized by irregular, short-term environmental disturbances to growth. The taphonomic process was related to a river-channel infilling depositional process, under the influence of high-energy flood events that dragged and buried the trees. Keywords: Wood growth patterns, Mata sequence, gymnosperms, Triassic climate, petrified forest. RESUMO – O objetivo do presente trabalho foi obter assinaturas climaticas por meio da analise de padroes de crescimento em uma associacao de lenhos silicificados a fim de retratar os padroes de evolucao do paleoclima no Triassico no Gondwana sul-brasileiro durante um intervalo de condicoes climaticas globais aridas-semiaridas e esclarecer o contexto sedimentar e o processo tafonomico relacionado a preservacao da “Floresta Petrificada”, preservada na area central do Estado do Rio Grande do Sul. Secoes delgadas foram elaboradas a partir de 13 amostras de lenhos permineralizados, sendo os detalhes anatomicos estudados em microscopia optica sob luz transmitida. A tecnica de Penetracao do Solo por Radar (Ground Penetrating Radar - GPR) foi utilizada para obter informacoes sobre as caracteristicas deposicionais. Os principais resultados foram: ausencia de verdadeiros aneis de crescimento nas amostras e todos os especimes sao caracterizados por interrupcoes de crescimento concentricas. Os limites das zonas de interrupcao sao marcados por um declinio abrupto no diâmetro da celula, mas nao sao acompanhados por uma reducao da espessura da parede celular. A reversao subsequente para o diâmetro traqueideo normal tambem e abrupta, revelando o retorno das condicoes de crescimento anteriores. As analises de GPR confirmaram que os depositos da Sequencia Mata correspondem claramente ao preenchimento de canais fluviais. A identificacao de zonas de interrupcao de crescimento em uma associacao de madeira do Triassico Superior no extremo sul do Gondwana brasileiro indica a presenca de condicoes de clima tropical caracterizado por disturbios ambientais irregulares de curto prazo ao crescimento das plantas, que foram atribuidos principalmente a estresse hidrico temporario. A historia tafonomica esteve relacionada a processos de preenchimento de canais fluviais, sob a influencia de inundacoes de alta energia que arrastaram e soterraram as arvores. Palavras-chave: Zonas de interrupcao de crescimento, Sequencia Mata, gimnospermas, Triassico, floresta petrificada.