Considerada a maior ilha flúvio-marítima do mundo, com aproximadamente 48.000 km2, a Ilha de Marajó situa-se na zona equatorial brasileira, no litoral do Estado do Pará. Apresenta dois domínios distintos relacionados a geologia e vegetação. No setor oeste dominam solos desenvolvidos sobre os sedimentos Pós Barreiras (plio-pleistocênicos) recobertos pela Floresta Amazônica, enquanto no setor leste dominam sedimentos holocênicos derivados de ambiente fluvial/estuarino atualmente desativado. Neste setor encontram-se os extensos campos naturais marajoaras. O objetivo deste trabalho consistiu em aplicar os isótopos de carbono (12C, 13C e 14C) da matéria orgânica de solos e sedimentos com o intuito de avaliar possíveis modificações nos domínios da vegetação, em termos de plantas C3 e C4, durante o Quaternário Tardio e inferir sobre suas causas. Os resultados foram associados com observações de campo e análises petrográficas, sedimentológicas, químicas, de espículas de esponjas, isótopicas de nitrogênio e bibliográficas, sendo possível distinguir três mudanças ambientais relacionadas à geologia e vegetação, no setor leste da Ilha de Marajó durante o Pleistoceno Superior (aproximadamente 16.000 anos AP) ao Holoceno. No setor central da Ilha de Marajó foram obtidas as idades mais antigas da matéria orgânica em sedimentos de um paleocanal. Neste local, no intervalo Pleistoceno Superior-Holoceno Inferior, os dados isotópicos do carbono são característicos de plantas C3, com exceção de dois pontos correspondentes a 16.118 ± 60 anos AP e aproximadamente 13.000 anos AP, com valores de 'delta' 13CPDB de -20,4 e -22,1 respectivamente. A relação entre os resultados isotópicos do carbono e nitrogênio indicam a presença de plantas terrestres (gramíneas C4) nesta região, atualmente ocupada por vegetação arbórea, provavelmente associada a clima mais seco. A presença de fragmentos vegetais carbonizados e minerais instáveis ao intemperismo químico como feldspato, hornblenda e biotita nos sedimentos, confirmam a hipótese. Nos demais pontos analisados, durante o Holoceno Médio/Superior (entre aproximadamente 5.000 a 3.000 anos AP) os dados isotópicos do carbono e de fragmentos vegetais carbonizados indicam que uma vegetação constituída por plantas C3 (arbóreas) no setor leste da ilha foi gradativamente substituída por gramíneas C4, iniciando a formação dos atuais campos na Ilha de Marajó, associados a um clima mais seco. Neste mesmo período os canais foram sendo abandonados, como indicado pela granodecrescência ascendente dos sedimentos de paleocanais e mudança da coloração (de cinza para marrom alaranjado) dos sedimentos argilosos da planície de inundação, associados à deposição em um ambiente redutor para um ambiente oxidante. No intervalo redutor, em alguns perfis houve a formação de pirita e jarosita. Estudos anteriores mostram que o processo de abandono de canais está associado a eventos de tectônica cenozóica na região. Os dados isotópicos de carbono mais enriquecidos observados no setor sudoeste da ilha, indicam no período de ~7000 a 3000 anos AP, uma abertura da vegetação arbórea e/ou a presença de plantas C4, associados a um período mais seco. Durante o Holoceno Superior os canais foram preenchidos e abandonados. O empobrecimento isotópico do carbono da matéria orgânica indica a implantação da vegetação arbórea sobre os mesmos, estabelecendo a condição atual observada no setor leste da Ilha com paleocanais com vegetação de cobertura arbórea (plantas C3) e planície de inundação com vegetação de campos (plantas C3 e C4). Aanálise de espículas de esponjas e isótopos de nitrogênio apontam o setor leste como um sistema deposicional transicional (estuarino) durante o Quaternário Tardio.

Considered the largest fluvial-marine island of the world, with approximately 48.000 km2, the Marajó Island is located in the Brazilian equatorial area, in the Pará State coast. It presents two different domains related to the geology and vegetation. In the west domain dominate soils developed on Pós Barreiras sediments (plio-pleistocenics) covered by the Amazonian Forest, while in the east domain dominate holocenic sediments derived of fluvial/estuarine environment, at present deactivated. In this sector are located the natural savanna. The objective of this work consisted of to apply the carbon isotopes (12C, 13C and 14C) of soil and sediment organic matter, in order to evaluate possible changes in the vegetation domains, in terms of C3 and C4 plants during the Late Quaternary, and inferences about their causes. The results were associated with field observations, petrographic, sedimentologic, chemical, sponge spicules and nitrogen isotope analyses and bibliography, being possible to distinguish three environmental changes related to the geology and vegetation in the eastern Marajó Island during Late Pleistocene (approximately 16.000 years BP) to the Holocene. In the central section of the Marajó Island were obtained the oldest ages of the sediment organic matter of a paleochannel. In this place, in the interval Late Pleistocene - Early Holocene, the carbon isotope data are characteristic of C3 plants, except for two points corresponding to 16.118 ± 60 years BP and approximately 13.000 years BP, with values of 'delta' 13CPDB of -20,4 and -22,1 , respectively. The relation between the carbon and nitrogen isotopes data, indicate the presence of terrestrial plants (C4 grass) in this area, at present covered by arboreal vegetation, probably associated to a drier climate. The presence of charred wood fragments and unstable minerals to the chemical weathering as feldspar, hornblend and biotite in the sediments, confirm the hypothesis. In other points, during Middle/Late Holocene (between ~5.000 and 3.000 years BP) the carbon isotopes and charred wood fragments data, indicate that a vegetation constituted of C3 plants (trees) in the eastern sector of the island, was gradually substituted by C4 grasses, initiating the formation of savanna vegetation in the Marajó Island, associated to a drier climate. In this same period, the channels were abandoned, as indicated by the fining upward the paleochannel sediments and the color change (grey to brown orange) of the clayey sediments of the floodplain, associated to the deposition of a reducing environment to an oxidizing environment. In the reducing interval, in some profiles it was observed the formation of pirite and jarosite. Previous studies show that the channels abandonment processes is associated to tectonic Cenozoic events in the area. The more enriched isotope carbon data of soil organic matter observed in the Southwestern sector of the island, indicated in the period of ~7.000 and 3.000 years BP, an opening of the arboreal vegetation and/or the presence of C4 plants, probably associated to a drier climate. During the Late Holocene the channels were filled out and abandoned. More depleted carbon isotope data of the organic matter, indicates the implementation of the arboreal vegetation on the channels, establishing the modern conditions observed at the eastern section of the Island, with paleochannels covered by arboreal vegetation (C3 plants) and the floodplain covered by grassland vegetation (C3 and C4 plants). The sponge spicules and nitrogen isotope analysis, indicate the eastern section as a transitional deposition system (estuarine) during the Late Quaternary