Autores

Couto, E.V. (UTFPR - CAMPUS CAMPO MOURÃO) ; Santos, L.J.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ) ; Salgado, A.A.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS)

Resumo

No noroeste do Estado do Paraná sob o embasamento das rochas sedimentares do Grupo Caiuá o processo de transformação lateral Latossolo – Argissolo acontece de forma diferenciada. O objetivo desta pesquisa foi verificar se houve uma influência morfotectônica que provocou o desequilíbrio das processos pedogeomorfológicos nas margens direita e esquerda do rio Ivaí que levaram a um cenário pedológico diferenciado. Foram empregados os seguintes métodos: mensuração das taxas de erosão por nuclídeos cosmogênicos 10Be, análise morfométrica da rede de drenagem. Os resultados demonstram um diferenciação: à margem esquerda do rio Ivaí, exibe taxas de denudação mais elevadas com médias de 12,05 (±2,76) m Ma-1 n=7, onde ocorre o predomínio dos Argissolos. À margem direita do rio Ivaí com taxas inferiores, média de 7,09 (±1,34) m Ma-1 n=7. A rede de drenagem apresenta evidências de reorganização fluvial, capturas de drenagens e knickponts ao longo do perfil longitudinal dos rios.

Palavras chaves

Transformação de solos; Reorganização Fluvial; Taxas de denudação

Introdução

As regiões de climas tropicais, com estações alternadas e bem definidas, uma seca e outra chuvosa e de substrato sedimentar, apresentam frequentemente as sequências laterais de solos Latossolo-Argissolo ao longo das vertentes, (Castro, 1989; Stoops et al., 1993; Pellerin; Queiroz Neto, 1992; Salomão, 1994; Santos, 1995; 2000; Vidal-Torrado et al., 1999; Furquim et al., 2013). As distribuições destes solos, geralmente se encontram associadas ao grau de entalhe da rede de drenagem e ao comprimento das vertentes, ou seja, no relevo de colinas amplas, com domínio de Latossolos as vertentes são recobertas por solos com horizonte B latossólico até a base, onde se encontram adjacentes Neossolos, e a rede de drenagem se apresenta pouco entalhada. Enquanto que em relevo de colinas médias e curtas se encontram recobertas por solos com B latossólico no topo e com B textural, Argissolos, a partir do trecho superior ou da metade das vertentes, com rede de drenagem mais densa e entalhada (Salomão, 1994; Santos; Castro 2006; Santos 1995; 2000; Nakashima, 1999). Ao noroeste do Estado do Paraná, sobre as rochas do Grupo Caiuá, ocorrem sequências laterais de Latossolos-Argissolos. A ocorrência destes solos é heterogênea, como pode ser observado ao longo do baixo curso do rio Ivaí, que cruza de Sudoeste para Noroeste os arenitos do Grupo Caiuá. Na margem direita ocorrem, em maior abundância, Latossolos que são frequentemente associados ao baixo grau de entalhe da rede de drenagem e relevo de colinas amplas, enquanto na margem esquerda os Argissolos ganham expressão e o relevo é de colinas médias e a rede de drenagem se encontra mais densa e entalhada (Fig. 1A). Levando em consideração estudos regionais como os de Salamuni et al., (2003, 2004); Olivia et al., (2010); Stevaux et al., 1993; Fortes et al., (2005), que destacam a importância de reativações neotectônicas, permitiu-se levantar a hipótese de que tais reativações poderiam ter conduzido ao aprofundamento do nível dos talvegues, provocando uma reorganização fluvial e controlando a distribuição da rede de drenagem e consequentemente dos sistemas pedológicos. A fim de avançar nesta temática e contribuir nas discussões sobre a relação da morfogênese-pedogêneses, o presente trabalho traz uma abordagem geocronológica, espacial e da análise do arranjo da rede de drenagem para o noroeste do Paraná, já que os fatores de formação dos solos; material de origem, clima, relevo, organismos e por fim o tempo, atuaram de forma similar e contemporânea na evolução geomorfológica e pedogenética do noroeste do Paraná.

Material e métodos

A área de estudo está localizada no noroeste do Estado do Paraná, totalizando cerca de 10.000 km2, como mostra a Fig. 1A. A parte abordada por esta pesquisa corresponde à cobertura sedimentar cretácea suprasáltica no Estado do Paraná situada na Bacia Sedimentar do Bauru: o Grupo Caiuá. Compreendendo a unidade e a formação do Rio Paraná (Fernandes; Coimbra, 1994). O presente estudo se delimita pela ocorrência da formação geológica acima citada, a bacia hidrográfica do rio Ivaí, baixo curso (Fig. 1A). Quanto aos solos que, desenvolvidos sobre estas superfícies na região norte- noroeste Paranaense, apresentam relação estreita com o relevo (declividades das vertentes) e a rocha (características físicas, químicas e mineralógicas) (Nakashima, 1999). A cobertura pedológica é caracterizada por solos espessos nos longos interflúvios aplainados de vertentes de baixa declividade, onde predominam os solos com horizonte B latossólico. Nos interflúvios estreitos, com o aumento da declividade das vertentes passam a predominar os solos com horizonte B textural. Os métodos empregados para determinar as taxas de denudação longo prazo em ambas as margens do rio Ivaí, foram obtidas as concentrações médias nuclídeos cosmogênicos 10Be produzidos in situ em sedimentos fluviais de bacias hidrográficas (Lal, 1991; Bierman, 1994; Cockburn e Summerfield, 2004; Dunai, 2010). Foram amostrados sedimentos fluviais de pequenas bacias hidrográficas que drenam terras de ambas as margens do rio Ivaí (margem direita e margem esquerda). A área das bacias amostradas está entre 100- 101 km², (Fig. 1). Os critérios utilizados para selecionar as bacias foram os seguintes: (1) as bacias devem possuir área em superfície similar; (2) todas as bacias hidrográficas deve desenvolver-se no mesmo tipo de rocha; (3) Possuir o mínimo possível das alterações antrópicas do ambiente natural. As taxas de denudação obtidas a partir de ambas as margens do rio Ivaí foram comparadas entre si e correlacionadas com os seguintes atributos topográficos: (i) elevação; (ii) declividade; (iii) amplitude da elevação range; (iv) relevo; e (v) rugosidade do relevo;. As bacias hidrográficas PT01 a PT07 correspondem as amostras realizadas ao longo da margem esquerda do rio Ivaí. As amostras PT08 para PT14 foram coletadas na margem direita. A coleta de amostras em ambientes contrapostos têm como função a comparação das taxas. As evidências morfológicas da rede de drenagem foram analisadas a partir de dados de sensoriamento remoto de imagens aéreas e dados de radar, onde se analisaram feições que remetem a processos de rearranjo fluvial. Essas feições foram condensadas em um mapa de rearranjos fluviais, onde foram plotados, além dos cotovelos de captura, baixos divisores e vales superdimensionados. (Bishop, 1995 Sordi et al. 2015). Os processos de rearranjos podem ser evidenciados nos perfis topográficos longitudinais dos canais. Estes perfis foram analisados graficamente atentando-se principalmente a existência de rupturas de declive. E, por meio do índice da relação declividade/ extensão RDE se deu a análise quantitativa dos perfis longitudinais Hack (1970) Etchebehere et al., (2004) Queiroz et al., (2015). Os valores de RDE entre 2 e 10 estão associados a canais bem ajustados, com pequenas rupturas ou desajustes causados por exutório de tributários e ou mudanças graduais no padrão de descarga, alteração na litologia; enquanto valores mais altos, acima de 10, correspondem a trechos de drenagem íngremes e canais desajustados, com rupturas bruscas de declive (knickpoints), esses trechos estão geralmente associados na paisagem a áreas de corredeiras e cachoeiras ou fundo de leito com alterações litológicas Etchebehere et al., (2004) Couto et al (2013) Queiroz et al., (2015).

Resultado e discussão

As taxas de denudação obtidos a partir da concentração de 10Be em sedimentos fluviais foram analisadas para 14 pontos amostrais. Os pontos de 1 a 7 correspondem a coletas efetuadas na margem esquerda do rio Ivaí, que apresentaram médias de denudação por produção in situ dos cosmogênicos 10Be de 12,05 (±2,76) m Ma-1 n=7. O valor máximo encontrado foi de 17,94 m Ma-1 e o valor mínimo foi de 8,88 m Ma-1. Na margem direita, a taxa de denudação média é 7,09 (±1,34) m Ma-1 n=7 (Fig. 5). O valor máximo encontrado para a margem direita foi de 8,41 m Ma-1 e o valor mínimo foi de 4,37m Ma-1 (Fig. 2). A rede de drenagem do baixo setor da bacia do rio Ivaí, apresenta morfologia típica de reorganização fluvial, predominam feições associadas à captura fluvial. Assim, nesse estudo foram mapeadas feições relacionadas à esses processos (Fig. 3): o cotovelo de captura (elbow), aos quais estão também associados baixos divisores e os vales decapitados superdimensionados. Os cotovelos de captura se localizam principalmente na margem esquerda rio Ivaí e, em menor número, na margem direita (Fig. 3). Os baixos divisores se concentram principalmente no divisor hidrográfico entre a bacia hidrográficas do rio das Antas e a bacia do ribeirão Tapiracuí. Na margem direita, os baixos divisores e as drenagens decapitadas estão localizados próximo ao divisor, principalmente associados a um processo mais recentes de erosão acelerada, onde se formaram voçorocas. Na margem esquerda, as áreas mais dissecadas também correspondem àquelas com maior número de feições associadas à reorganização fluvial. A reorganização fluvial também pode ser evidenciada, indiretamente, pela análise de rupturas de declividades dos perfis longitudinais dos canais, como as do rio Ligeiro, rio Itaoca, ribeirão do Salto, rio dos Índios e o rio Duzentos e Quinze. Em menor escala de magnitude os rios de baixa ordem hierárquica, também apresentam perfil desajustado (Fig. 4). A rede de drenagem apresenta anomalias de 1ª e 2ª ordem do índice RDE, sendo o valor mínimo 0,9 e máximo 488,4, com média de 5,85±5,92. A margem esquerda do rio Ivaí, possui nos tributários, índices de RDE mais elevados, valores que vão de 2 a 488,43, com média 15,02±17,77, acima do estabelecido para anomalias de 1ª ordem. Também possui número maior de anomalias de 1ª e 2ª ordem (n= 857/n = 7.506), enquanto para a margem direita (setor norte) do rio Ivaí, a variação do índice RDE é 0,99 a 121,49, com média de 14,40±6,26, média que também fica acima do estipulado para anomalias de 1ª ordem. O número de anomalias de 1ª e 2ª ordem (n= 687/n = 4.796) também é menor. As anomalias tanto de 1ª como 2ª ordem se concentram especialmente ao longo do curso dos tributários principais do rio Ivaí. A maioria dos knickpoints está localizada em trechos de drenagem acima de 2ª ordem, de acordo com a conceituação de Straler (1957) As taxas de denudação encontradas em superfícies de Latossolos e Argissolos do noroeste do Paraná estão exumando o relevo a taxas muito mais elevadas que as encontradas em outras superfícies ao redor do globo, como por exemplo, as taxas encontradas em lateritas na África tropical, no Burkina Faso, 3 a 8 m.Ma-1 (Brown et al., 1994); lateritas também em Burkina Faso, 2 m.Ma-1; Latossolo na África tropical (República do Congo), 12 m.Ma-1(Braucher et al., 1998); Latossolos na África tropical (Camarões), 0,7 a 1,2 m.Ma-1; Latossolo no Gabão, 2 m.Ma-1(Braucher et al., 2000). Na região do cráton brasileiro, na Bahia, as taxas médias foram de 2,5 m.Ma-1 e 9,0 m.Ma-1; no Mato Grosso em crostas ferruginosas desmanteladas 0,5 m.Ma-1; no Distrito Federal em um Latossolo 4,5 m.Ma-1(Braucher et al., 1998). Esse cenário geral confirma que as taxas de denudação raramente excedem 101 m.Ma-1 em áreas de tectônica considerada quiescente e revela, também, que todas essas superfícies estão evoluindo com taxas médias semelhantes. Entretanto, no noroeste do Paraná, esta média é maior em relação aos estudos supracitados, cabendo ressaltar que outros estudos efetuados no Brasil foram sempre em áreas de serras com médias altimétricas acima de 800m e altas declividades (Cherem et al., 2012; Barreto et al., 2013; Salgado et al., 2014). Assim, as taxas encontradas para o noroeste do Paraná, em uma topografia de baixa amplitude e de superfícies planas suavemente onduladas, podem ser consideradas elevadas, pois se equiparam àquelas obtidas para áreas mais íngremes em frentes de escarpas nas regiões tropicais. A conexão dos resultados com a problemática da distribuição dos solos no noroeste do Paraná pode, portanto, ser elucidada partindo da relação entre tectônica, taxas erosivas e processos de reorganização fluvial, que possuem, nessa mesma ordem, os efeitos geomorfológicos. Os reajustes tectônicos refletiram em toda a geomorfologia regional, causando maior entalhamento da rede de drenagem, capturas fluviais e aceleração de processos erosivos – principais responsáveis por gerar baixos divisores, bem como pelas inúmeras rupturas de declive ao longo dos perfis longitudinais dos canais (knickpoints) e que refletem diretamente na organização das vertentes e nos processos pedológicos que impulsionam a passagem lateral Latossolo-Argissolo. França e Demattê (1990) afirma que em solos profundos, bem drenados e com boa drenagem interna, os Latossolos tendem a apresentar menos deflúvio superficial e, consequentemente, menor número de rios e/ou canais por unidade de área. Por outro lado, em solos de drenagem interna mais lenta e com elevado gradiente textural, os Argissolos tendem a apresentar maior deflúvio superficial e, consequentemente, maior número de rios e/ou canais por unidade de área. A análise das taxas de erosão de longo termo permitiu verificar que no relevo na margem esquerda, onde predominam Argissolos, os processos denudacionais atuam cerca de 5 m.Ma-1 mais intenso que no setor contraposto, confirmando França e Demattê (1990), que apontam que os Argissolos tendem a apresentar maior ritmo erosivo superficial. A análise da rede de drenagem é outro elemento-chave na interpretação da transformação lateral dos solos. Por ser o elemento sensível a qualquer alteração crustal, a hidrografia tende a se reajustar a mudanças nos níveis de base, o que reflete diretamente nos processos superficiais de erosão e aprofundamento dos leitos, erosão remontante em busca do equilíbrio do perfil longitudinal, bem como no rearranjo de toda a rede hidrográfica, como o surgimento de novos canais de 1ª ordem, rebaixamento de interflúvios, capturas e decapitação de outros canais fluviais. Nesse aspecto, pode-se afirmar que, para o noroeste do Paraná, os movimentos tectônicos têm conduzido ao aprofundamento do nível dos talvegues e, por conseguinte, provocado desequilíbrios hidráulicos indutores (motores) das transformações pedológicas. Dessa forma, provocam a instabilização dos solos relacionada a tais fluxos, e as novas formações pedológicas remontantemente como apontado por Queiroz Neto (2000), Vidal-Torrado, Lepsch e Castro (2005), Santos e Castro (2006) e Furquin et al. (2014). Os resultados também mostram que as taxas de denudação na margem esquerda do rio Ivaí são mais elevadas, com média de 12,05 m.Ma-1 n=7, que na margem direita, com média de 7,09 m.Ma-1 n=7. Isso reflete um processo de expansão das cabeceiras de drenagem na margem esquerda, implicando um cenário de longo prazo em que as principais bacias hidrográficas que compõem a margem esquerda, onde predominam as coberturas pedológicas de Argissolos , irão expandir o desenvolvimento remontante dos Argissolos, tendo em vista a maior intensidade dos processos de denudação, impulsionando o aprofundamento dos canais e o avanço das cabeceiras (Fig. 3).

FIGURA 01

1A) Geologia adaptado de Fernandes et al. (2012); 1B) Pedologia adaptado de Embrapa (2006)

FIGURA 02

Taxas de denudação por sub-bacias hidrográficas do baixo setor da bacia do rio Ivaí.

FIGURA 03

Feições morfológicas de re-organização no baixo rio Ivaí e assimetrias observadas.

FIGURA 04

Perfis longitudinais dos afluentes da margem direita e esquerda do rio Ivaí.

Considerações Finais

A análise da rede de drenagem e dos aspectos da reorganização fluvial indica que a diferenciação tem como indutor o soerguimento tectônico da margem esquerda, que por consequência altera os níveis de base locais ocasionando retomadas erosivas e avanço das cabeceiras de drenagem, proporcionando uma denudação rápida e intensa. No que se refere aos sistemas pedológicos Latossolos Argissolos, as hipóteses levantadas para a origem das transformações do horizonte Bw para o horizonte Bt fica evidente que pulsos tectônicos têm conduzindo o aprofundamento do nível dos talvegues levando as coberturas pedológicas iniciais ao desequilíbrio dos sistemas pedológicos e induzindo a transformação lateral, onde as coberturas pedológicas apresentam discordância entre o horizonte e a topografia, constituindo uma associação cobertura/modelado inicial por outra, frequentemente muito diferenciada. Quanto à origem, idade e força do movimento tectônico, os métodos empregados nesta pesquisa não foram os adequados para indicá-los, bem como não faziam parte do escopo dos objetivos do trabalho, entretanto, estudos que esclareçam o arranjo geotectônico da Bacia Sedimentar do Bauru podem ser desenvolvidos a partir das constatações do presente trabalho.

Agradecimentos

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