CLIMATIC OSCILLATIONS MODULATING THE LATE HOLOCENE FLUVIAL DISCHARGE AND TERRIGENOUS MATERIAL SUPPLY FROM THE RÍO DE LA PLATA INTO THE SOUTHWESTERN ATLANTIC OCEAN / INFLUÊNCIA DE OSCILAÇÕES CLIMÁTICAS DO HOLOCÊNICO TERMINAL NA DESCARGA FLUVIAL DO RIO DE LA PLATA E NO FORNECIMENTO TERRIGENO AO OCEANO ATLÂNTICO SUDOESTE

Abstract

The Río de la Plata estuary (RdlP) and adjacent continental shelf exhibit complex hydrological processes as a result of a highly variable fluvial discharge and associated terrigenous supply, which are primarily controlled by regional climatic forcing in interaction with the oceanographic system. Previous hydrological studies indicate that Little Ice Age and Medieval Climate Anomaly resulted in increased/decreased river runoff due to an enhanced/weakened precipitation regime. This study aims to analyze the cyclicity in the runoff-related continental supply and the associated climatic oscillation behind it over the past 1,000 cal yr BP. To achieve this, we used a 10-m-long sediment core retrieved from the RdlP mud depocenter, which exhibits an extremely high and fairly constant linear sedimentation rate of 1.1 cm yr^-1. We performed continuous 1-cm XRF element intensity scans and performed time series analysis on Fe/K, Ti/Al, Fe/Ca, Ti/Ca and Si/Al ratios, considered as regional proxies for inferring fluvial supply. The most significant cyclicities occur at 215, 192, 115, 100, 49, 47, 37, 35, and 2.5-8 yrs recurrence times. The long-term cyclicity is persistent throughout the whole record for all ratios, and it is probably related to solar forcing, i.e., the 200 yr Vries/Suess cycle, which determines the activity of the South American Monsoon System activity. The shorter climate-related cyclicities (˂100 yr) are probably related to the Atlantic Multidecadal Oscillation, the Pacific Decadal Oscillation and the El Niño Southern Oscillation climatic modes, and were registered only for Ti/Al, Fe/K and Si/Al ratios. We further identified an intensification of such shorter climate-related cyclicities over the past 500 yr BP. This study provides new evidence that both tropical Pacific and Atlantic SSTs and solar forcing are the main drivers of changes in rainfall over Southeastern South America on interannual to decadal, multidecadal and centennial scales, and thus modulates the RdlP river discharge.

Resumo

O estuário do Río de la Plata (RdlP) e a plataforma continental adjacente exibem processos hidrológicos complexos, controlados principalmente pela forçante climática regional em interação com o sistema oceanográfico, o que resulta em grande variabilidade da descarga fluvial e do fornecimento de materiais terrígenos ao sistema oceânico. Estudos hidrológicos anteriores indicam que a Pequena Idade do Gelo e a Anomalia Climática Medieval resultaram no aumento / diminuição do escoamento do rio devido a um regime de precipitação aumentado/ enfraquecido. Este estudo tem como objetivo analisar a ciclicidade no fornecimento continental condicionada por oscilações climáticas nos últimos 1.000 anos e com mudanças no caudal do RdlP. Com este objetivo, foi estudado um testemunho de sedimentos, com 10 m de comprimento, obtido no depósito lodoso do RdlP. O testemunho apresenta uma taxa de acumulação extremamente alta e razoavelmente constante de 1,1 cm ano^-1. Foram efetuadas análises elementares de XRF, com resolução de 1 cm, das razões Fe/K, Ti/Al, Fe/Ca, Ti/Ca e Si/Al, consideradas como proxies regionais para inferência de suprimento fluvial. As ciclicidades de recorrência mais significativas ocorreram há 215, 192, 115, 100, 49, 47, 37, 35 e 2,5-8 anos. A ciclicidade mais longas, persentes ao longo de todo o registro, estão provavelmente relacionadas com o forçamento solar, ou seja, com o ciclo de 200 anos de Vries/Suess, que determina a atividade do Sistema de Monção Sul-Americana. As ciclidades mais curtas (˂100 anos) estão provavelmente relacionadas com a Oscilação Multidecadal Atlântica, Oscilação Decadal do Pacífico e fenômeno El Niño-Oscilação Sul, tendo sido registrados por mudanças nos valores das razões Ti/Al, Fe/K e Si/Al. Além disso, identificámos uma intensificação de tais ciclicidades, relacionadas com o clima, nos últimos 500 anos BP. Este estudo fornece novas evidências de que tanto as temperaturas superficiais do oceano Pacífico e Atlântico tropicais, como o forçamento solar, são as causas principais responsáveis pelas mudanças na precipitação no sudeste da América do Sul, á escala interanual a decadal, multidecadal e centenária, e modulam a descarga do Río de la Plata.